能量色散rohs檢測(cè)X熒光光譜儀的工作原理:
能量色散X射線熒光光譜儀是基于X射線的一種分析手段,當(dāng)一束高能粒子與原子相互作用時(shí),如果其能量大于或等于原子某一軌道電子的結(jié)合能,將該軌道電子逐出,形成一個(gè)空穴使原子處于激發(fā)態(tài),由于激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定,外層電子向空穴躍遷使原子恢復(fù)到平衡態(tài),躍遷時(shí)釋放出的能量以輻射的形式放出便產(chǎn)生X熒光。X熒光具有特征的波長(zhǎng),對(duì)應(yīng)的即是特征的能量,通過(guò)對(duì)光子的特征波長(zhǎng)進(jìn)行辨識(shí),能實(shí)現(xiàn)對(duì)元素的定性分析,通過(guò)探測(cè)特征波長(zhǎng)的X射線光子的強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)元素的定量和半定量分析。
當(dāng)能量高于原子內(nèi)層電子結(jié)合能的高能X射線與原子發(fā)射碰撞時(shí),驅(qū)逐出一個(gè)內(nèi)層電子而出現(xiàn)一個(gè)空穴,使整個(gè)原子體系處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài),然后原子體系會(huì)由激發(fā)態(tài)自發(fā)的躍遷到能量低的狀態(tài),這個(gè)過(guò)程稱為弛豫過(guò)程。弛豫過(guò)程既可以是非輻射躍遷,也可以是輻射躍遷。當(dāng)較外層的電子躍遷到空穴時(shí),所釋放的能量隨即在原子內(nèi)部被吸收而逐出較外層的另一個(gè)次級(jí)光電子,此稱為俄歇效應(yīng),亦稱次級(jí)光電效應(yīng)或無(wú)*射效應(yīng),所逐出的次級(jí)光電子稱為俄歇電子。它的能量是特征的,與入射輻射的能量無(wú)關(guān)。當(dāng)較外層的電子躍入內(nèi)層空穴所釋放的能量不在原子內(nèi)被吸收,而是以輻射形式放出,便產(chǎn)生X射線熒光。X射線熒光的能量或波長(zhǎng)是特征性的,與元素有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
X熒光光譜儀為什么會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)譜線峰Kα和Kβ?(為易懂,下面以字母a代表α,字母b代表β)
在K層電子被逐出后,其空穴可以被外層中任一電子所填充,從而可產(chǎn)生一系列的譜線,稱為K系譜線:由L層躍遷到K層輻射的X射線叫Ka射線,由M層躍遷到K層輻射的X射線叫Kb射線。因此,我們才能在X熒光光譜儀軟件上測(cè)試樣品時(shí)看到了兩個(gè)峰值。
同理,L層電子被逐出后產(chǎn)生了L系輻射。如果入射的X射線使某元素K層電子激發(fā)成光電子后L層電子躍遷到K層,此時(shí)就有能量△E釋放出來(lái),且△E=EK-EL,這個(gè)能量是以X射線形式釋放,產(chǎn)生的就是Ka射線,同樣還可以產(chǎn)生Kb射線,L系射線等。
Rohs檢測(cè)儀是如何給元素定性和定量分析的?
英國(guó)物理學(xué)家,化學(xué)家亨利·格溫·杰弗里·莫塞萊在研究了從鋁到金的38種元素的X射線標(biāo)識(shí)譜線波長(zhǎng)后,于1913年總結(jié)出了一個(gè)規(guī)律:標(biāo)識(shí)譜K線系的頻率v近似地正比于產(chǎn)生該譜線的元素的原子序數(shù)Z的平方,這就是莫塞萊定律。即vKα=Rc(Z-σK)2(1/12-1/22);
vLβ=Rc(Z-σL)2(1/22-1/32)。式中R是里德伯常數(shù),Z是原子序數(shù),σ是屏蔽因子,c是光速。他發(fā)現(xiàn)各元素σK和σL分別都近似等于1和7.4。對(duì)于其他線系則不再適用。
因此,只要測(cè)出X射線的波長(zhǎng),就可以知道元素的種類,這就是熒光X射線定性分析的基礎(chǔ)。此外,熒光X射線的強(qiáng)度與相應(yīng)元素的含量有一定的關(guān)系,據(jù)此,可以進(jìn)行元素定量的分析。
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