1 / 38

Tia X

Phaàn 2. Tia X. Moät caùch tröïc tieáp nhaát ñeå bieát daïng cuûa caùc vaät theå laø nhìn chuùng. Neáu chuùng quaù nhoû ta duøng kính hieån vi. Tuy nhieân vôùi kính hieån vi thoâng thöôøng coù moät giôùi haïn khi nhìn caùc vaät nhoû.

ivrit
Download Presentation

Tia X

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Phaàn 2 Tia X

  2. Moät caùch tröïc tieáp nhaát ñeå bieát daïng cuûa caùc vaät theå laø nhìn chuùng. Neáu chuùng quaù nhoû ta duøng kính hieån vi. Tuy nhieân vôùi kính hieån vi thoâng thöôøng coù moät giôùi haïn khi nhìn caùc vaät nhoû. Giôùi haïn ñoù ( “ giôùi haïn nhieãu xaï “ ) laøm cho ta khoâng theå thaáy caùc vaät coù kích thöôùc raát nhoû hôn böôùc soùng ñöôïc duøng ñeå nhìn chuùng. Böôùc soùng cuûa aùnh saùng nhìn thaáy ñöôïc khoaûng 1 mm trong khi khoaûng caùch giöõa caùc nguyeân töû trong tinh theå vaøo khoaûng vaøi A. Böôùc soùng cuûa tia X : ~ vaøi , chuïc A.

  3. Ta coù theå duøng caùc loaïi soùng khaùc coù böôùc soùng naèm trong khoaûng vaøi Ao ñeán vaøi chuïc Ao. Töø Cô hoïc löôïng töû : caùc haït coù baûn chaát soùng. Haït chuyeån ñoäng caøng nhanh thì böôùc soùng caøng ngaén . Hai loaïi haït coù theå gia toác ñeán vaän toác ñuû taïo ra soùng coù böôùc soùng ngaén ñoù laø : nôtron vaø electron.

  4. Khoâng theå phaân bieät ñöôïc caùc chi tieát beù hôn böôùc soùng cuûa böùc xaï maø ta duøng ñeå quan saùt chuùng. Khoaûng caùch cuûa caùc nguyeân töû trong tinh theå chæ vaøo khoaûng Å . Muoán quan saùt ñöôïc caáu truùc beân trong tinh theå caàn duøng nhöõng böùc xaï coù böôùc soùng côõ Å.

  5. Tia X : (A0) = Vôùi chuøm neutron (A0) = Vôùi chuøm electron (A0) =

  6. Nôtron Khoái löôïng nôtron = 1,675x10-27 kg Böôùc soùng ñieån hình 1- 0,01 nm Vaän toác ñieån hình 400 – 40000 ms-1 Naêng löôïng ñieån hình 0,8 – 8000 meV Nhieät ñoä ñieån hình 9 – 90000 K (nôtron nhieät )

  7. m Tính chaát cuûa tia X Tia X laø soùng ñieän töø vôùi böôùc soùng l vaøo khoaûng vaøi Ao (= 0,1 nm), naèm giöõa böôùc soùng cuûa tia g vaø aùnh saùng töû ngoaïi.

  8. Tia X Tia X ñöôïc sinh ra khi moät haït tích ñieän ( thöôøng laø electron ) vôùi naêng löôïng ñuû lôùn bò haõm ñoät ngoät. Thieát bò phaùt tia X goààm coù sôïi ñoát phaùt xaï electron. Caùc electron naøy ñöôïc gia toác trong ñieän tröôøng cao ñeán ñaäp vaøo bia kim loaïi ( ñoùng vai troø anoât ).

  9. Heä phaùt tia X coù anod coá ñònh • Maùy coù giaù khoâng cao • * Cöôøng ñoä thaáp • * Phoå traéng vaø vaïch • * Boä phaän ñôn saéc hoùa

  10. Böùc xaï Ñaëc tröng Böùc xaï lieân tuïc Cöôøng ñoä tia X ( ñvò töông ñoái) Böôùc soùng (A) Phoå tia X Oáng tia X hoaït ñoäng vôùi theá hieäu ñieån hình 30 kV coù theå gia toác electron ñeán vaän toác chöøng 1/ 3 vaän toác aùnh saùng . Phoå tia X coù daïng phoå lieân tuïc treân ñoù coù 1 soá ñænh khi electron ñöôïc gia toác ñuû lôùn: Söï phuï thuoäc cuûa phoå tia X cuûa Mo vaøo theá hieäu.

  11. Böùc xaï Ñaëc tröng Böùc xaï lieân tuïc Cöôøng ñoä tia X ( ñvò töông ñoái) lmin Böôùc soùng (A) Phoå tia X lieân tuïc Caùc phoå öùng vôùi theá hieäu ñeán 20 kV chæ chöùa böùc xaï lieân tuïc hay traéng. Cöôøng ñoä baèng 0 cho ñeán moät böôùc soùng toái thieåu naøo ñoù, lmin , taêng nhanh ñeán cöïc ñaïi vaø giaûm daàn veà phía böôùc soùng l daøi. Phoå naøy phaûn aùnh söï böùc xaï töø caùc electron bò chaäm daàn khi chuùng ñaäp vaøo bia . Moät haït mang ñieän chuyeån ñoäng coù gia toác phaùt ra soùng ñieän töø. Khi söï gia toác ñuû lôùn, böùc xaï phaùt ra coù böôùc soùng ngaén naèm trong vuøng tia X.

  12. Phoå tia X lieân tuïc Moät soá electron bò haõm khaù ñoät ngoät ( caùc electron ñaäp vaøo haït nhaân hoaëc bay ngang raát gaàn chuùng ) phaàn lôùn naêng löôïng cuûa chuùng ñöôïc chuyeån thaønh photon coù naêng löôïng cao . Caùc electron khaùc löôùt qua caùc nguyeân töû cuûa bia vaø giaûm toác ñoä töø töø, böùc xaï ra caùc photon coù naêng löôïng thaáp hôn.

  13. Phoå tia X lieân tuïc Giôùi haïn böôùc soùng ngaén ñöôïc quy ñònh bôûi caùc electron döøng laïi sau moät laàn va chaïm, khi ñoù toaøn boä naêng löôïng cuûa chuùng ñöôïc chuyeån ñoåi thaønh naêng löôïng photon : Vôùi ñôn vò thöôøng ñöôïc duøng trong thöïc teá : trong ñoù V laø theá hieäu gia toác caùc electron.

  14. Cöôøng ñoä töông ñoái Böôùc soùng (l) Phoå tia X lieân tuïc Cöôøng ñoä cuûa böùc xaï traéng, Iwh , phuï thuoäc vaøo theá hieäu V, doøng i chaïy qua oáng tia X vaø nguyeân töû soá Z cuûa bia : A laø moät haèng soá vaø m ~ 2. Aûnh höôûng cuûa doøng i (mA), theá gia toác V (keV) vaø nguyeân töû soá Z cuûa bia leân phoå lieân tuïc.

  15. Böùc xaï Ñaëc tröng Böùc xaï lieân tuïc Cöôøng ñoä tia X ( ñvò töông ñoái) Böôùc soùng (A) Phoå Mo ôû 35 kV Phoå ñaëc tröng Caùc ñænh treân phoå tia X ñöôïc goïi laø caùc vaïch ñaëc tröng , taïo neân phoå ñaëc tröng cuûa vaät lieäu laøm bia. Vôùi molybdenum, chuùng chæ xuaát hieän khi V > 20 kV. Khi V taêng, cöôøng ñoä cuûa caùc vaïch taêng nhöng vò trí cuûa chuùng khoâng thay ñoåi.

  16. Phoå ñaëc tröng

  17. Soá löôïng töû chính n Kyù hieäu Phoå ñaëc tröng Caùc vaïch ñaëc tröng ñöôïc sinh ra khi moät electron bò baén ra khoûi caùc quyõ ñaïo trong cuûa nguyeân töû trong bia. Caùc electron ôû quyõ ñaïo ngoaøi chuyeån xuoáng caùc quyõ ñaïo trong vaø böùc xaï photon ñaëc tröng coù naêng löôïng baèng hieäu naêng löôïng cuûa caùc quyõ ñaïo ñaàu vaø cuoái:

  18. Phoå ñaëc tröng Caùc vaïch Ka vaø Kb xuaát hieän khi moät choã troáng treân lôùp voû K ñöôïc laáp ñaày bôûi 1 electron töø caùc lôùp voû L vaø M. Thuaän lôïi hôn choã troáng ñöôïc laáp ñaày bôûi electron töø lôùp voû L, neân ñænh Ka lôùn hôn. Nguyeân nhaân khoâng xuaát hieän caùc vaïch ñaëc tröng khi ñieän aùp gia toác nhoû laø caùc electron ñeán khoâng coù ñuû naêng löôïng ñeå ñaåy electron ra khoûi nguyeân töû cuûa bia. Khi ñoäng naêng cuûa caùc electron baén phaù ñuû ñeå ion hoùa caùc nguyeân töû thì quan saùt ñöôïc caùc vaïch ñaëc tröng. Ñieän aùp gia toác caøng lôùn thì cöôøng ñoä cuûa caùc vaïch caøng maïnh.

  19. Dl = +1 Dj = 0 , +1 Caáu truùc tinh teá cuûa caùc vaïch ñaëc tröng

  20. Cöôøng ñoä l Soá ñeám Soá ñeám Phoå Mo ôû 35 kV Naêng löôïng (keV) Phoå ñaëc tröng Mo : ÔÛ 30 kV, caùc vaïch K coù cöôøng ñoä ~90 laàn cöôøng ñoä cuûa böùc xaï traéng ôû böôùc soùng laân caän. Ñoä roäng cuûa vaïch ~0,001 Ao ôû vò trí coù cöôøng ñoä cöïc ñaïi baèng ½. Cu : Phoå böùc xaï cuûa Cu vôùi theá gia toác 10 keV vaø 20 keV . ÔÛ 10 keV, chæ coù caùc vaïch L khaù maïnh (Kab = 8.98 keV) (theo Kevex Corporation 1983).

  21. Phoå ñaëc tröng Phoå vaïch goàm moät soá nhoùm ñöôøng ( daõy ). Caùc daõy ñoù coù böôùc soùng vaø ñieàu kieän taïo thaønh khaùc nhau. Vôùi caùc yeáu toá naëng coù caùc daõy K, L, M vaø N. Moãi daõy goàm moät soá vaïch coù böôùc soùng xaùc ñònh. Daõy K coù böôùc soùng ngaén nhaát coøn daõy N coù böôùc soùng daøi nhaát. Ví duï, vôùi tungsten (W) coù caùc daõy : K vôùi böôùc soùng 0,178 - 0,213 A0 L vôùi böôùc soùng 1,025 - 1,675 A0 M vôùi böôùc soùng 6,066 - 6,973 A0.

  22. Phoå ñaëc tröng • ·Moãi daõy xuaát hieän chæ khi theá hieäu gia toác vöôït qua moät giaù trò tôùi haïn Ukt naøo ñoù, ñöôïc goïi laø theá hieäu kích thích : • Taát caû caùc vaïch cuûa daõy K xuaát hieän ñoàng thôøi khi V  UK. • Daõy L xuaát hieän vôùi 3 giaù trò cuûa theá hieäu kích thích UL.I , UL.II vaø UL.III. • Daõy M coù 5 giaù trò cuûa theá kích thích . • Daõy N coù 7 giaù trò cuûa theá kích thích . Theá kích thích cuûa caùc daõy saép xeáp theo thöù töï sau UN < UM < UL < UK Vôùi W : UM = 2,81 kV ; UL = 12,1 kV vaø UK = 69,3 kV.

  23. Phoå ñaëc tröng Theá kích thích cuûa moät daõy naøo ñoù taêng theo nguyeân töû soá cuûa vaät lieäu laøm a-noât. Söï phuï thuoäc cuûa theá kích thích UKdaõy K vaøo nguyeân töû soá Z cuûa caùc nguyeân toá.

  24. Phoå ñaëc tröng ·Phoå böùc xaï ñaëc tröng cuûa caùc nguyeân toá khaùc nhau gioáng nhau veà caáu truùc. Ñeå phaân tích caáu truùc baèng tia X, ngöôøi ta thöôøng duøng daõy Kù coù 4 vaïch 1, 2, 1 vaø 2. Böôùc soùng cuûa caùc vaïch naøy saép xeáp theo thöù töï 2 > 1 > 1 > 2 Tyû soá cöôøng ñoä cuûa caùc vaïch ñoù cho taát caûcaùc nguyeân toá gaàn nhö nhau vaø baèng I1 : I2 : I1 : I2 = 100 : 50 : 20 : 4

  25. Phoå ñaëc tröng Böôùc soùng (Ao) cuûa caùc vaïch ñaëc tröng cuûa caùc nguyeân toá

  26. Phoå ñaëc tröng ·Cöôøng ñoä I cuûa phoå ñaëc tröng taêng khi theá hieäu V ñaët leân oáng vaø cöôøng ñoä doøng ñieän i qua oáng taêng. Thöïc nghieäm cho heä thöùc I = k i ( U - Ukt ) n trong ñoù Ukt laø theá kích thích cuûa daõy, n = 1,5 vôùi daõy K vaø n = 2 vôùi daõy L. Khi taêng theá hieäu treân oáng rôn-ghen, cuøng vôùi söï taêng cöôøng ñoä cuûa caùc vaïch, cöôøng ñoä cuûa phoå lieân tuïc cuõng taêng leân. Vì vaäy, trong thöïc teá khi phaân tích caáu truùc, ñeå traùnh neàn lôùn treân caùc phim tia X, ngöôøi ta duøng theá laøm vieäc khoâng vöôït quaù ( 3,5  4,0 ) Ukt .

  27. Phoå ñaëc tröng . Ñònh luaät Moseley Ñònh luaätMoseley : heä thöùc giöõa taààn soá n cuûa caùc vaïch ñaëc tröng vaø nguyeân töû soá Z C vaøs laø caùc haèng soá. l ( A ) Daõy K : Daõy L : Nguyeân töû soá Z Heä thöùc Moseley giöõa vaø Z cho 2 vaïch ñaëc tröng

  28. Ñònh luaät Moseley Böôùc soùng l (A) Ka1 La1 Nguyeân töû soá (Z) Vôùi caùc kim loaïi naëng (W), böôùc soùng cuûa vaïch L coù theå nhoû baèng l cuûa vaïch K trong kim loaïi nheï (ví duï Cu) Heä thöùc Moseley giöõa böôùc soùng vaø nguyeân töû soá cho caùc vaïnh Ka1, La1 vaø Ma1 (theo Goldstein et al. 1981).

  29. Nang löôïng tôùi haïn Wk ñeå böùt electron vaønh K Naêng löôïng photon (erg) Bôø haáp thuï Söï haáp thuï tia X Cöôøng ñoä I cuûa chuøm tia X giaûm theo haøm muõ e khi noù ñi quaõng ñöôøng x xuyeân qua vaät chaát: I0 laø cöôøng ñoä ban ñaàu cuûa chuøm tia X m laø heä soá haáp thuï daøi, tyû leä vôùi khoái löôïng rieâng r cuûa vaät lieäu , phuï thuoäc maïnh vaøo böôùc soùng. Söï phuï thuoäc vaøo böôùc soùng cuûa naêng löôïng photon tia X vaø cuûa heä soá haáp thuï khoái cuûa Ni.

  30. Ñoäng naêng (EK-EL)-EL Bôø M Bôø L Bôø K Theá naêng EK - EL Haáp thuï tia X giaûi phoùng e Giaûi phoùng e thöù hai

  31. Söï haáp thuï tia X Söï giaùn ñoaïn ñoät ngoät ñöôïc goïi laø bôø haáp thuï. ÔÛ hai beân bôø haáp thuï, ñöôøng cong tuaân theo phöông trình daïng : Phöông trình naøy cho thaáy böùc xaï vôùi böôùc soùng ngaén coù ñoä xuyeân saâu lôùn vaø ñöôïc goïi laø tia X cöùng. Caùc tia coù böôùc soùng daøi ñöôïc goïi laø tia meàm. Söï haáp thuï cuûa tia X khaù maïnh : gaàn ½ cöôøng ñoä tôùi bò haáp thuï khi xuyeân qua lôùp daøy 25 mmtính töø maët ngoaøi cuûa moät kim loaïi nhö Cu.

  32. Söï haáp thuï tia X Khi tia X ñöôïc duøng ñeå phaân tích caáu truùc cuûa tinh theå thuaän lôïi hôn laø duøng böùc xaï gaàn ñôn saéc, ñaëc bieät chæ duøng vaïch Ka Daïng cuûa ñöôøng haáp thuï treân hình sau cho pheùp loaïi tröø böôùc soùng khoâng mong muoán.

  33. Söï haáp thuï tia X Coù theå choïn vaät lieäu coù bôø haáp thuï naèm giöõa caùc vaïch Ka vaø Kb cuûa bia vaø do ñoù coù theå laøm giaûm ñaùng keå cöôøng ñoä töông ñoái cuûa caùc vaïch ñoù. Phoå haáp thuï cuûa Ni vaø phoå tia X cuûa Cu

  34. Heä soá haáp thuï khoái (a) Khoâng loïc (b) loïc Ni Cuï theå : Neáu tyû soá ban ñaàu Kb/ Ka ~1/ 9 , coù theå giaûm tyû soá ñoù xuoáng ~1/ 500 trong khi chæ laøm giaûm ½ cöôøng ñoä cuûa vaïch Ka Phoå böùc xaï cuûa Cu ( a ) vaø (b ) phoå sau khi ñi qua taám loïc Ni. Ñöôøng chaám chaám laø heä soá haáp thuï khoái cuûa Ni

  35. Taùc duïng ion hoùa vaø huyønh quang cuûa tia X • ·Tia X ion hoùa caùc chaát khí vaø laøm huyønh quang nhieàu chaát. • Khi chuøm tia X tôùi coù K < K cuûa chaát ñöôïc chieáu xaï seõ coù hieän töôïng huyønh quang. Ví duï : neáu doïi böùc xaï CuK ( = 1,5418 Ao ) vaøo Ni ( coù K = 1,497 Ao ) thì Ni khoâng böùc xaï huyønh quang nhöng neáu doïi vaøo Co ( coù K = 1,6207 Ao ) thì seõ coù böùc xaï huyønh quang coäng höôûng kyù sinh. Fe, Mn, Cr, V cuõng böùc xaï huyønh quang khi doïi böùc xaï CuK . • Khi coù huyønh quang seõ xuaát hieän phoâng maïnh neân ñeå nghieân cöùu vaät lieäu saét ta khoâng neân duøng böùc xaï tia X cuûa Cu ñeå chuïp phim maø duøng böùc xaï tia CoK (  = 1,7902 Ao ) hoaëc FeK ( = 1,7565 Ao).

  36. Heát phaàn 2 Tieáp theo : Söï nhieãu xaï tia X bôûi tinh theå chaát raén

  37. Chúng tôi đã dịch được một số chương của một số khóa học thuộc chương trình học liệu mở của hai trường đại học nổi tiếng thế giới MIT và Yale. • Chi tiết xin xem tại: • http://mientayvn.com/OCW/MIT/Vat_li.html • http://mientayvn.com/OCW/YALE/Ki_thuat_y_sinh.html

More Related