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第二章第二章电磁辐射与材料的相互作用电磁辐射与材料的相互作用 第三第三节X射射线的的产生及其与物生及其与物质的的相互作用相互作用一、一、X射射线的的产生与生与X射射线谱二、二、X射射线与物与物质的相互作用的相互作用三、三、X射射线的衰减的衰减四、四、X射射线的防的防护.第二章 电磁辐射与材料的相互作用 第三节 X射线的产生及X-射射线：一一种种波波长介介于于紫紫外外线和和 射射线之之间的具有的具有较短波短波长的的电磁波磁波。射线射线 射线射线紫外线紫外线x射线射线10810121010波长波长,以以m为单位为单位4 1077 107 一、一、X射射线的的产生与生与X射射线谱.X-射线：一种波长介于紫外线和射线之间的具有较短波长的电X射射线波波长1012108m.可可见光的波光的波长:4 4 1077 7 107m，可可见:X射射线比可比可见光光,波波长要短得多。要短得多。射线射线 射线射线紫外线紫外线x射线射线10810121010波长波长,以以m为单位为单位4 1077 107.X射线波长1012108m.射线射线紫外线x射X射射线是一种是一种电磁波，所以具有波粒二象性磁波，所以具有波粒二象性:波波动性性:以一定的以一定的频率和波率和波长在空在空间传播播;粒子性粒子性:X射射线是由粒子流构成。是由粒子流构成。波动性波动性粒子流粒子流.X射线是一种电磁波，所以具有波粒二象性:波动性:以一定的频 X射射线波波动性与微粒性的关系：性与微粒性的关系：E=h =hc/式中式中 h 普朗克常数普朗克常数 h=6.62618 1034Js；c 光速光速 c=3 108m s1；E、X射射线光子的能量、光子的能量、频率、波率、波长。.X射线波动性与微粒性的关系：.X射射线的的强度用波度用波动的的观点描述：点描述：单位位时间内通内通过垂直于垂直于X射射线传播播方向的方向的单位截面上的能量的大小。位截面上的能量的大小。强度与振幅E的平方成正比 IE2.X射线的强度用波动的观点描述：E2.共性共性:波粒二象性波粒二象性不同：不同：X射射线波波长短、能量大短、能量大不同体不同体现在：在：穿透能力穿透能力强。能穿透可。能穿透可见光不能穿光不能穿透的物透的物质，如生物的，如生物的软组织等。等。X射射线与可与可见光相比光相比较：.共性:波粒二象性X射线与可见光相比较：.X射射线穿穿过不同媒不同媒质时折射和反射极小，折射和反射极小，仍可仍可视为直直线传播。播。通通过晶体晶体时发生衍射，因而可用生衍射，因而可用X射射线研究晶体的内部研究晶体的内部结构。构。prismwindow晶体晶体底底片片铅铅屏屏X射射线线管管.X射线穿过不同媒质时折射和反射极小，仍可视为直线传播。pr1.1.源源X X射射线的的产生生装装置置：在在实验室室里里,产生生X射射线是是利利用用具具有有高高真真空空度度的的X射射线管。管。.1.源X射线的产生.问题：问题：X X射线衍射仪上，射线衍射仪上，X X射线管在那里？射线管在那里？.问题：X射线衍射仪上，X射线管在那里？.原原理理：把把用用一一定定材材料料(Cu等等)制制作作的的阳阳极极（称称为靶靶）和和阴阴极极（钨丝）密密封封在在一一个个玻玻璃璃-金属管壳内。金属管壳内。当当钨丝被被3 34 4A的的电流加流加热后，后，发出出热电子。子。冷却水冷却水靶（阳极）靶（阳极）铜铜X射线射线X射线射线真空真空钨丝钨丝玻璃玻璃管座（接变压器）管座（接变压器）铍窗铍窗聚焦罩聚焦罩.原理：把用一定材料(Cu等)制作的阳极（称为靶）和阴极（钨丝在阳极和阴极在阳极和阴极间加直流高加直流高压V，阴极阴极产生的生的热电子将在子将在电场作用下奔向阳极，作用下奔向阳极，并撞并撞击金属靶。金属靶。电子的突然减速或停止运子的突然减速或停止运动,使使大部分（大部分（9999）能量）能量转变成成热能能,小部分（小部分（1 1）转变为X射射线。冷却水冷却水靶（阳极）靶（阳极）铜铜X射线射线X射线射线真空真空钨丝钨丝玻璃玻璃管座（接变压器）管座（接变压器）铍窗铍窗聚焦罩聚焦罩.在阳极和阴极间加直流高压V，冷却水靶（阳极）铜X射线X射线真为避免靶材熔解，加循避免靶材熔解，加循环冷却水冷却水X射射线在与靶面在与靶面约成成6 6 角角处的的强度最大，度最大，按此角度在管上开一窗口，按此角度在管上开一窗口，让X射射线透透过窗口材料：窗口材料：对X射射线吸收少的吸收少的Be冷却水冷却水靶（阳极）靶（阳极）铜铜X射线射线X射线射线真空真空钨丝钨丝玻璃玻璃管座（接变压器）管座（接变压器）铍窗铍窗聚焦罩聚焦罩.为避免靶材熔解，加循环冷却水冷却水靶（阳极）铜X射线X射线真X射射线谱分分类连续谱连续谱K 1K 2特征谱特征谱K X射射线管管发出的出的X射射线分分为两两类：（1 1）具有）具有连续波波长的的X射射线，称，称为连续谱；（2 2）波）波长确定的确定的X射射线，称，称为特征特征谱。.X射线谱分类连续谱K1K2特征谱KX射线管发出的X射线例：例：Mo靶，当管靶，当管压=15=15kV，发出出连续谱,当管当管压=25=25kV，则出出现特征特征谱.Mo靶靶2525kVkV2020kVkV1515kVkV10kV10kV5 5kVkV特征谱特征谱连续谱连续谱.例：Mo靶，当管压=15kV，发出连续谱,Mo靶25kV222.连续X X射射线谱 0I定定义：由由某某一一最最短短波波长（0 0，称称短短波波限限）开开始始，强度度（I）随随波波长连续变化化的的X射射线谱。.2.连续X射线谱0I定义：由某一最短波长（0，称短波限产产生生的的机机理理：当当高高速速运运动动的的电电子子击击靶靶后后，电电子子被被减减速速。电电子子所所减减少少的的能能量量（E）转转为为所所发发射射X射射线线光光子子能能量量（h），即即h=E。由由于于击击靶靶的的电电子子数数目目极极多多，击击靶靶时时穿穿透透的的深深浅浅不不同同、损损失失的的动动能能不不等等，因因此此，由由电电子子动动能能转转换换为为X射射线线光光子子的的能能量量有有多多有有少少，从从而而形形成成一一系系列列不不同同频频率率、不不同同波长的波长的X射线，构成了连续谱射线，构成了连续谱。靶材原子靶材原子E0E0E0E0h=E0 E3h=E0 E1E2E3E1h=E0 E2h=E0电子初始动能为电子初始动能为E0；击靶后电子的动能变击靶后电子的动能变为为En；则则E0-En=h 为所发为所发射射X射线光子的能量射线光子的能量.产生的机理：当高速运动的电子击靶后，电子被减速。电子所减少的极极端端情情况况:电电子子与与靶靶材材相相撞撞，其其能能量量（eV）全全部部转转变变为为辐辐射射光光子子能能量量，此此时时光光子子能能量量最最大大、波波长长最最短短，因因此此连连续续谱谱有有一一个个下下限限波长波长 0即即 电电子子动动能能=电电子子由由阴阴极极至至阳阳极极时时电电场场所所做的功做的功=X射线光子能量射线光子能量nm24.1V(kV)eVhc0=l l0maxl ln nhch=eV=2 2mv2短波限短波限产生的原因产生的原因：可见：短波限可见：短波限0与管电压有关，而与阳极靶材与管电压有关，而与阳极靶材(Z)无关无关.极端情况:电子与靶材相撞，其能量（eV）全部转变为辐射光子(1)当管电流不变时，当管电流不变时，V 0I()曲线上移曲线上移 影响连续谱的因素：电压影响连续谱的因素：电压,电流电流,靶材靶材nm24.1V(kV)0=l l.当管电流不变时，影响连续谱的因素：电压,电流,靶材(2)当管电压不变时，当管电压不变时，i I()曲线上移曲线上移(0不变）不变）nm24.1V(kV)0=l l.(2)当管电压不变时，nm24.1V(kV)0=l.(3)在相同的管电压和电流下在相同的管电压和电流下,靶材原子序数（靶材原子序数（Z）I()曲线上移曲线上移(0不变）不变）nm24.1V(kV)0=l l.(3)在相同的管电压和电流下,nm24.1V(kV)0=连连续续谱谱的的总总强强度度决决定定于于上上述述V、i、Z三因素，即三因素，即式中式中,为常数为常数.I 0 0 izV2.连续谱的总强度决定于上述V、i、Z三因素，即式中,为常数.3.特征X射线谱连续谱连续谱K 1K 2特征谱特征谱K 定定义：叠加在叠加在连续谱上的若干条具有上的若干条具有一定波一定波长的的谱线。.3.特征X射线谱连续谱K1K2特征谱K定义：叠加在连特征特征X射射线的的产生与靶物生与靶物质的原子的原子结构有关。构有关。原子原子结构：原子由原子核及构：原子由原子核及绕核运核运动的的电子子组成。成。电子分布在不同能子分布在不同能级的壳的壳层上，上，离核最近的离核最近的K层能能级最低，最低，其次其次L、M、N等能等能级逐逐渐增高。增高。e-e-K L Me-特征特征谱产生的机理生的机理.特征X射线的产生与靶物质的原子结构有关。e-e-KLMe-e-KLMK 管管电压增加到某一增加到某一临界界值(激发电压激发电压)，使撞使撞击靶材的靶材的电子能量（子能量（eV)足足够大，大，可使靶原子内可使靶原子内层产生空位生空位,较外外层电子向内子向内层跃迁迁,产生波生波长确定的确定的X射射线(特征特征X射射线)。.e-KLMK管电压增加到某一临界值(激发电压)，.特征特征X射射线光子能量光子能量跃迁前后能迁前后能级差差例：例：若若K层产生空位，生空位，L层电子向子向K层跃迁，迁，则辐射的辐射的X射射线光子能量光子能量：h L K=hc/L K =EL EK e-KLMK.特征X射线光子能量跃迁前后能级差e-KLMK.c 光速；光速；R=1.097107 m-1,里德伯常数里德伯常数；Z 原子序数；原子序数；核外核外电子子对核核电荷的屏蔽常数；荷的屏蔽常数；n 电子壳子壳层数；数；可可见：不同元素具有自己的特征：不同元素具有自己的特征谱线。特征特征谱线的的频率率.c 光速；特征谱线的频率.特征特征X射射线的命名的命名若若K层产生空位，生空位，L层或或M层或更外或更外层电子向子向K层跃迁，迁，产生的生的X射射线统称称为K系特征系特征辐射射，分分别按按顺序序记为K，K，射射线。K L MK K L.特征X射线的命名KLMKKL.距距K层越越远的能的能级，电子向子向K层跃迁的迁的几率越小，几率越小，辐射光子数越少，射光子数越少，常常见K，K 辐射（忽略其它）射（忽略其它）若若M或或N层电子子L层（空位）（空位）跃迁，迁，谱线记为L，L，射射线，称称为L系特征系特征辐射等。射等。K L MK K L.距K层越远的能级，电子向K层跃迁的几率越小，辐射光子数越少，实例实例:由近邻由近邻L层电子填充层电子填充K层的空层的空位位后所产后所产生的特征生的特征X射线，称射线，称K 辐射。例如，辐射。例如，CuK=1.5418;由次近邻由次近邻M层电子填充层电子填充K层的层的空位空位后所后所产生的特征产生的特征X射线，称射线，称K 辐射。例如，辐射。例如，CuK=1.3922。.实例:.实际上，上，K 是一个双重是一个双重跃迁迁，以以Cu为例，例，K 1=1.5405，K 2=1.5443;K 1K 2 =1.540 1.544 .实际上，K是一个双重跃迁，以Cu为例，K1=1.54原因：原因：这与原子能与原子能级的精的精细结构有关。构有关。L层分分3个个亚层，除，除L1层电子不符合子不符合选择定律定律（l=0），不能），不能跃迁外，迁外，L2、L3层电子均子均可向可向K层跃迁，故形成了双迁，故形成了双线结构。构。l jL层K层.原因：这与原子能级的精细结构有关。L层分3个亚层，除L1层电莫莫赛莱（莱（Moseley)Moseley)定律定律表明特征表明特征谱线波波长与物与物质原子序数的关系原子序数的关系)(-=ZC1式中式中C、与与线系有关的常数系有关的常数。可可见：原子序数原子序数 K线系波系波长例：例：Cu(Z=29)靶靶X射射线：K 1=1.5406 Mo(Z=42)靶靶X射射线：K 1=0.7093 结论：特征特征X射射线波波长仅决定于原子序数，决定于原子序数，与管与管电压、管、管电流无关。流无关。.莫赛莱（Moseley)定律表明特征谱线波长与物质原子序数的莫莫赛莱（莱（Moseley)Moseley)定律的定律的应用用)(-=ZC1应用：用：根据莫色莱定律，将根据莫色莱定律，将实验结果所得到果所得到的未知元素的特征的未知元素的特征X射射线谱线波波长，与已知，与已知的元素波的元素波长相比相比较，可以确定它是何元素。，可以确定它是何元素。它是它是X射射线光光谱分析的基本依据分析的基本依据.莫赛莱（Moseley)定律的应用)(sl-=ZC1应用：根X射射线与物与物质的作用的作用可可分分为散射、吸收、透射散射、吸收、透射 1 1、散射散射 沿一定方向运沿一定方向运动的的X射射线光子流与物光子流与物质的的电子相互碰撞后，向周子相互碰撞后，向周围发散开来的散开来的过程程。X射射线散射散射相干散射相干散射非相干散射非相干散射入射入射X射射线与物与物质中中原子核束原子核束缚较紧的的电子相互作用所子相互作用所产生生的衍射效的衍射效应入射入射X射射线与物与物质中中原子核束原子核束缚较松的松的电子相互作用所子相互作用所产生生的衍射效的衍射效应二、二、X射射线与物与物质的相互作用的相互作用.X射线与物质的作用可分为散射、吸收、透射 X射线散射入射X（1 1）相干散射）相干散射当入射当入射X射射线光子与原子中束光子与原子中束缚较紧的的电子子(内内层电子子)发生生弹性碰撞性碰撞时，其，其辐射出射出电磁波的波磁波的波长和和频率与入射波完全相同，新的散射波之率与入射波完全相同，新的散射波之间将可以将可以发生相互干涉生相互干涉-相干散射。相干散射。.（1）相干散射.(2(2）非相干散射）非相干散射(康普康普顿散射散射)当入射当入射X射射线光子与原子中束光子与原子中束缚较弱的弱的电子子(如外如外层电子子)发生非生非弹性碰撞性碰撞时，电子可子可能被能被X光子撞离原子成光子撞离原子成为反冲反冲电子子,并并带走一走一部分能量，从而使得光子能量减少，散射波部分能量，从而使得光子能量减少，散射波波波长增加，称增加，称为非相干散射。非相干散射。.(2）非相干散射(康普顿散射).22吸收吸收 除了被散射和透射掉一部分外，除了被散射和透射掉一部分外，X射射线能量将被物能量将被物质吸收，吸收，转变为热能能,光光电效效应、荧光效光效应、俄歇效、俄歇效应等等.2 吸收除了被散射和透射掉一部分外，X射线能量将被物质吸收，(1)光光电效效应 定定义：入射入射X射射线光子的能量足光子的能量足够大大时，可将，可将内内层电子子击出，使其成出，使其成为自由光自由光电子，子，产生光生光电效效应。.(1)光电效应 定义：入射X射线光子的能量足够大时，可将内层 激激发限（吸收限）：限（吸收限）：激激发K系光系光电效效应时，入射光子的能量必，入射光子的能量必须大大于或等于将于或等于将K电子从子从K层移至无移至无穷远时所作的功所作的功WK，即：，即：h K hc/K WK K hc/WK称称k为激发限，或吸收限，只有当入射为激发限，或吸收限，只有当入射X射线射线的波长的波长 k 时，才能产生光电效应而被吸收。时，才能产生光电效应而被吸收。.激发限（吸收限）：激发K系光电效应时，入射光子的能量定定义：当当X射射线光子具有足光子具有足够能量能量时，可以将，可以将原子内原子内层电子子击出，出，产生生光光电效效应。此此时，原，原子子处于激于激发态，外，外层电子将向内子将向内层空位空位跃迁，迁，同同时释放波放波长一定的特征一定的特征X射射线。称。称为二次特征二次特征X射射线或或荧光光X射射线，这种种现象叫做象叫做荧光效光效应。KL荧光荧光X X射线射线光子光子h 2入射入射X X射线射线光子光子h 1e-(2)(2)荧光效光效应(二次特征二次特征X射射线).定义：当X射线光子具有足够能量时，可以将原子内层电子击出荧光光X射射线与一次特征与一次特征X射射线比比较产生机理：生机理：相同。相同。不同之不同之处：产生生一次特征一次特征X射射线时，入射入射线是高速运是高速运动的的电子子(E=eV)；荧光光X射射线的入射的入射线是高能是高能X射射线光子光子(E=h )。KL荧光荧光X X射线射线光子光子h 2入射入射X X射线射线光子光子h 1e-.荧光X射线与一次特征X射线比较KL荧光X射线入射X射线e-.(3)(3)俄歇效俄歇效应 1925年由俄歇年由俄歇发现原理：原理：如果原子如果原子K层电子被子被击出，出，L层电子向子向K层跃迁，其能量差不是以迁，其能量差不是以产生生K系系X射射线光量光量子的形式子的形式释放，而是被放，而是被邻近近电子所吸收，使子所吸收，使这个个电子受激子受激发而逸出原子成而逸出原子成为自由自由电子子,这种种现象叫做俄歇效象叫做俄歇效应。电离出的离出的电子称俄歇子称俄歇电子。子。测定俄歇定俄歇电子的能量子的能量可以确定原子的种可以确定原子的种类 -俄歇俄歇电子能子能谱。.(3)俄歇效应.3 透射透射 X射射线透透过物物质时，其透射，其透射线强度度It按指按指数数规律衰减：律衰减：It=I0 exp(-m*t)，其，其中中I0 入射光入射光强，m 质量吸收系数，量吸收系数，物物质密度，密度，t 样品样品厚度。厚度。.3 透射 X射线透过物质时，其透射线强度It按指数规律衰减：总结:X射射线照照射射固固体体物物质，可可能能发生生的各种相互作用，如下的各种相互作用，如下图：热能热能透射透射X射线强度射线强度It=I0 exp(-*t)散射散射X射射线线电子电子荧光荧光X射线射线相干的相干的非相干的非相干的反冲电子反冲电子俄歇电子俄歇电子 光电子光电子康普顿效应康普顿效应俄歇效应俄歇效应 光电效应光电效应入射入射X射线射线 强度强度 I0t.总结:X射线照射固体物质，可能发生的各种相互作用，如下图：三、三、X射射线的衰减（的衰减（透射）透射）tt 定定义：X射射线通通过物物质时，沿沿透透射射方方向向强度度显著下降的著下降的现象象衰减遵从朗伯定律：衰减遵从朗伯定律：.三、X射线的衰减（透射）tt 定义：X射线通过物质时，设强度度为I0的入射的入射线透入透入样品厚度品厚度x处时强度度为I(x),I(x)通通过微厚度微厚度dx后后,其相其相对变化化dI(x)/I(x)与与dx成正比成正比，即即:式中：式中：比例系数比例系数，称称线吸收系数吸收系数(cm-1).朗伯定律的推朗伯定律的推导：.设强度为I0的入射线透入样品厚度x处时强度为I(x),式中设样品厚度品厚度t,透射透射强度度It,对式对式 积分，即：分，即：得到：得到：.设样品厚度t,透射强度It,积分，即：得到：.由式由式有有 表示表示X射射线通通过单位位长度物度物质时强度的衰减度的衰减又 强度度为（垂直于（垂直于传播方向上）播方向上）单位面位面积的能量，的能量，亦亦为X射射线通通过单位体位体积物物质时能能量的衰减量的衰减 线吸收系数吸收系数 (cm-1)的含的含义：.由式有 表示X射线通过单位长度物质时强度的衰减线吸收设 m=/（为物物质密度密度），），称称 m为质量吸收系数，量吸收系数，则：It=I0 exp(-*t)=I0 exp(-m*t)定定义为X射射线通通过单位体位体积物物质时能量的衰减能量的衰减 m 为X射射线通通过单位位质量物量物质时能能量量的衰减，的衰减，亦称亦称单位位质量物量物质对X射射线的吸收的吸收各元素的各元素的 m 见书 P324。质量量吸收系数吸收系数 m (cm2.g-1)的含的含义：.设 m=/（为物质密度），质量吸收系数m (不同元素的不同元素的 m不同不同Be1.35 Si60.3C4.60 S89.1N7.52Cl106O12.7Br99.6F16.4Pb232.不同元素的m不同Be 1.35 Si60.3.例例1.在在实验室里室里,利用利用X射射线管管产生生X射射线,其窗口材料由薄其窗口材料由薄Be片（片（约0.20.2mm厚）制成厚）制成。试计试计算算0.20.2mm厚厚Be片片对对CuK 辐辐射的透射射的透射因子因子(I透射透射/I入射入射)为为多少多少?(Be的密度的密度=1.85g.cm-3，m=1.35 cm2.g-1）解：解：It/I0=exp(-m*t)=exp(-1.35*1.85*0.02)=0.95.例1.在实验室里,利用X射线管产生X射线,其窗口材料由薄B四、四、X射射线的防的防护X射射线等短波等短波谱域的域的电磁波具有磁波具有杀伤生物生物细胞的作用胞的作用安全措施：安全措施：（1 1）金属）金属铅 m很大，很大，实验室常室常用用铅屏或屏或铅玻璃屏等屏蔽。玻璃屏等屏蔽。（2 2）操作人操作人员需遵循射需遵循射线防防护规定，定，经常常监测剂量。量。.四、X射线的防护X射线等短波谱域的电磁波具有杀伤生物细胞的作10.解释名词：解释名词：K 射线与射线与K 射线、短波限与吸收限、线吸收射线、短波限与吸收限、线吸收系数与质量吸收系数系数与质量吸收系数 11.对于同种材料，有对于同种材料，有 K K h k k h k kkEL Ek EM Ekh k h kk h h k k系荧光系荧光，k k k k系荧光系荧光结论：当一次射线波长结论：当一次射线波长 物质某标识谱波长时，物质某标识谱波长时，将使该物质产生相应线系的标识谱荧光辐射。将使该物质产生相应线系的标识谱荧光辐射。KL荧光辐射荧光辐射光子光子h k k系系系系荧荧光光光光入射入射X X射线射线光子光子h ke-.导致光电效应的X光子能量KL荧光辐射入射X射线e-.自学材料自学材料.自学材料.二二、X射线与物质的相互作用 X射射线与物与物质相互作用相互作用时，会，会产生各种生各种不同的和复不同的和复杂的的过程。但就其能量程。但就其能量转换而而言，一束言，一束X射射线通通过物物质时，它的能量可，它的能量可分分为三部分：其中一部分被散射，一部分三部分：其中一部分被散射，一部分被吸收，一部分透被吸收，一部分透过物物质继续沿原来的方沿原来的方向向传播。透播。透过物物质后的射后的射线束由于散射和束由于散射和吸收的影响吸收的影响强度被衰减。度被衰减。X射射线与物与物质作用除散射、吸收和通作用除散射、吸收和通过物物质外，几乎不外，几乎不发生折射，一般情况下也生折射，一般情况下也不不发生反射。生反射。.二、X射线与物质的相互作用 X射线与物质相互作用时，会产生1、X射线的散射 定定义：X射射线通通过物物质时，其部分光子，其部分光子将会改将会改变它它们的前的前进方向方向这就是散射就是散射现象。象。散射散射现象：包括相干散射和不相干散射象：包括相干散射和不相干散射.1、X射线的散射定义：X射线通过物质时，其部分光子将会改变相干散射 当入射当入射X光子与物光子与物质中的某些中的某些电子（例如子（例如内内层电子）子）发生碰撞生碰撞时，由于，由于这些些电子受到子受到原子的原子的强力束力束缚，光子的能量不足以使，光子的能量不足以使电子子脱离所在能脱离所在能级的情况下，此种碰撞可以近似的情况下，此种碰撞可以近似地看成是地看成是刚体体间的的弹性碰撞，其性碰撞，其结果果仅使光使光子的前子的前进方向方向发生改生改变，即，即发生了散射，但生了散射，但光子的能量并未光子的能量并未损耗，即散射耗，即散射线的波的波长等于等于入射入射线的波的波长。此。此时各散射各散射线之之间将相互将相互发生干涉，故成生干涉，故成为相干散射。相干散射是引起相干散射。相干散射是引起晶体晶体产生衍射生衍射线的根源。的根源。.相干散射 当入射X光子与物质中的某些电子（例如内层电子）发生不相干散射也称康普顿效应 当当入入射射X射射线光光子子与与物物质中中的的某某些些电子子（例例如如外外层电子子）发生生碰碰撞撞时，由由于于这些些电子子与与原原子子间的的结合合松松弛弛，可可以以近近似似地地看看成成是是自自由由电子子，碰碰撞撞的的结果果，X射射线光光子子将将一一部部分分能能量量传递给电子子，使使电子子脱脱离离原原子子而而形形成成反反冲冲电子子，同同时光光子子本本身身也也改改变了了原原来来的的前前进方方向向，发生生了了散散射射。这种种散散射射由由于于各各个个光光子子能能量量减减小小的的程程度度各各不不相相同同，即即每每个个散散射射光光子子的的波波长彼彼此此不不等等，因因此此相相互互不不会会发生生干干涉涉，故故称称为不不相相干干散散射射。不不相相干干散散射射线比比入入射射X射射线的的能能量量小小、波波长大大。在在X射射线衍衍射射分分析析中中只只增增加加连续背背景景，给衍衍射射图带来不利影响。来不利影响。.不相干散射也称康普顿效应 当入射X射线光子与物质中的某些电子2、X射线的吸收 物物质对X射射线的的吸吸收收是是指指X射射线能能量量在在通通过物物质时转变为其其它它形形式式的的能能量量。对X射射线而而言言，即即发生生了了能能量量损耗耗。有有时把把X射射线的的这种种能能量量损耗耗称称为吸吸收收。物物质对X射射线的的吸吸收收主主要要是是由由原原子子内内部部的的电子子跃迁迁引引起起的的。在在这个个过程程中中发生生X射射线的的光光电效效应和和俄俄歇歇效效应，使使X射射线的的部部分分能能量量转变成成为光光电子子、荧光光X射射线及及俄俄歇歇电子子的的能能量量。此此外外入入射射X射射线的的能能量量还消消耗耗于于产生生热量。因此，量。因此，X射射线的的强度被衰减。度被衰减。.2、X射线的吸收 物质对X射线的吸收是指X射线能量在通过物质激激发电压VKVL同系各同系各谱线：K K 特征特征谱线位置（波位置（波长）与靶材（与靶材（Z）有关与有关与V无关无关若若V V激激发后，后，V 仅谱线强度度特征特征X射射线的的一些一些规律：律：2525kVkV3535kVkV2020kVkVK K /nm.激发电压VKVL特征X射线的一些规律：25kV35k
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