No. 2第二章 電磁輻射與材料的相互作用

1、14晶面間距與晶面夾角公式晶面間距與晶面夾角公式 (1) 晶面間距公式晶面間距公式因因 (rHKL*)2=1/d2HKL，按矢量點(diǎn)積性質(zhì)按矢量點(diǎn)積性質(zhì)，有，有rHKL*rHKL*=(rHKL*)2，故故 l即為晶面間距的倒易點(diǎn)陣參數(shù)表達(dá)式，適用于各即為晶面間距的倒易點(diǎn)陣參數(shù)表達(dá)式，適用于各個晶系個晶系l按各晶系倒易點(diǎn)陣參數(shù)與正點(diǎn)陣參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行按各晶系倒易點(diǎn)陣參數(shù)與正點(diǎn)陣參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行換算，即可得到不同晶系各自的晶面間距與點(diǎn)陣換算，即可得到不同晶系各自的晶面間距與點(diǎn)陣參數(shù)關(guān)系式參數(shù)關(guān)系式 2*2*1/1/() ()HKLHKLHKLHKLdrrdHaKbLcHaKbLc2以立方晶系為例以立方晶

2、系為例由由又因又因得得l即為立方系晶面間距公式。即為立方系晶面間距公式。其余晶系之晶面間距公式可自行推算或查閱資料其余晶系之晶面間距公式可自行推算或查閱資料獲得獲得22* 22* 22* 2*1/()()()2()2()2()HKLdHaKbL cHK abHL acKL cb* 2* 2* 2*21()()(),coscoscos0abca222221HKLHKLda222HKLadHKL3(2)晶面夾角公式晶面夾角公式l由于兩晶面由于兩晶面(H1KlLl)與與(H2K2L2)之夾角之夾角()可用兩晶可用兩晶面法線夾角面法線夾角表示，也即表示，也即可用可用兩晶面對應(yīng)之倒易矢量兩晶面對應(yīng)之倒易

3、矢量夾角夾角表示，故有表示，故有l(wèi)晶面夾角的倒易點(diǎn)陣參數(shù)表達(dá)式，適用于各個晶系晶面夾角的倒易點(diǎn)陣參數(shù)表達(dá)式，適用于各個晶系*21*21*21*21*21*212*212*212*21*)()()(1cos222111cbLKcaLHbcKLbaKHacHLabHKcLLbKKaHHrrLKHLKH111222111222*cosH K LH K LH K LH K Lrrrr4以立方晶系為例計(jì)算晶面夾角以立方晶系為例計(jì)算晶面夾角即為立方系晶面夾角公式。即為立方系晶面夾角公式。 * 2* 2* 2*21()()(),coscoscos0abca222*1/HKLHKLHKLrda12121222

4、2222111222cosH HK KL LHKLHKL5三、晶帶三、晶帶 l晶體中，與某一晶向晶體中，與某一晶向uvw平行的所有平行的所有(HKL)晶面晶面屬于同一晶帶，稱為屬于同一晶帶，稱為uvw晶帶晶帶；l晶向晶向uvw中過中過(點(diǎn)陣坐標(biāo)點(diǎn)陣坐標(biāo))原點(diǎn)的直線稱為晶帶軸，其原點(diǎn)的直線稱為晶帶軸，其矢量坐標(biāo)表達(dá)式為矢量坐標(biāo)表達(dá)式為ruvw=ua+vb+wc (a、b、c為點(diǎn)陣為點(diǎn)陣基矢基矢)l由于同一由于同一uvw晶帶各晶帶各(HKL)晶面中法線與晶帶軸垂晶面中法線與晶帶軸垂直，也即各直，也即各(HKL)面對應(yīng)面對應(yīng) 的倒易矢量的倒易矢量rHKL*與晶帶軸與晶帶軸垂直，故有垂直，故有 即即

5、稱為稱為晶帶定理晶帶定理*() ()0uvwHKLrruavbwcHaKbLc0HuKvLw67零層倒易平面零層倒易平面l同一同一uvw晶帶中各晶帶中各(HKL)面對應(yīng)的倒易面對應(yīng)的倒易(陣陣)點(diǎn)點(diǎn)(及及相應(yīng)的倒易矢量相應(yīng)的倒易矢量) 位于過倒易原點(diǎn)位于過倒易原點(diǎn)O*的一個倒易的一個倒易(陣點(diǎn)陣點(diǎn))平面內(nèi)，此平面稱為平面內(nèi)，此平面稱為(uvw)0*零層倒易平零層倒易平面面l過過O*的每一個倒易平面上各倒易點(diǎn)的每一個倒易平面上各倒易點(diǎn)(或倒易矢量或倒易矢量)對應(yīng)的各對應(yīng)的各(HKL)晶面屬于同一晶帶，晶面屬于同一晶帶，晶帶軸晶帶軸uvw的方向即為此倒易平面的法線方向的方向即為此倒易平面的法線方向

6、。l在倒易點(diǎn)陣中，以在倒易點(diǎn)陣中，以uvw為法線方向的一系列相互為法線方向的一系列相互平行的倒易平面中，平行的倒易平面中，(uvw)0*即為其中過倒易原點(diǎn)即為其中過倒易原點(diǎn)的那一個倒易平面的那一個倒易平面8已知晶帶中兩晶面，求晶帶軸指數(shù)已知晶帶中兩晶面，求晶帶軸指數(shù)若已知若已知uvw晶帶中任意兩晶面晶帶中任意兩晶面(H1KlLl)與與(H2K2L2)，則可按晶帶定理求晶帶軸指數(shù)：則可按晶帶定理求晶帶軸指數(shù)：9第一章第一章 總論總論 （之二） 電磁輻射與材料的相互作用Nature Materials 2012;11:5810 Whereas significant achievements ha

7、ve been made in visible persistent phosphors（長余輝）（長余輝） , the research and development of persistent phosphorsin the NIR region (700-2,500 nm，近紅外區(qū)，近紅外區(qū)) are lacking, even though there are growing demands for applications as taggants （示蹤物）（示蹤物） in night-vision surveillance （監(jiān)測）（監(jiān)測） and as optical prob

8、es in bioimaging. 11Nature Materials 2012;11:58Zn3Ga2Ge2O10: 0.5%Cr3+1213主要內(nèi)容主要內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 輻射的吸收與發(fā)射、輻射的散射、光電離* *第二節(jié)第二節(jié) 各類特征譜基礎(chǔ)各類特征譜基礎(chǔ)原子光譜、分子光譜分子光譜# # 、光電子能譜、光電子能譜# # 、俄歇電、俄歇電子能譜子能譜 、核磁共振* *第三節(jié)第三節(jié) X X射線的產(chǎn)生及其與物質(zhì)的相互作用射線的產(chǎn)生及其與物質(zhì)的相互作用X射線的產(chǎn)生#、X X射線與物質(zhì)的相互作用射線與物質(zhì)的相互作用、X射線的衰減、X射線的防護(hù)14第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 一、輻射的吸收與發(fā)射

9、一、輻射的吸收與發(fā)射1.輻射的吸收與吸收光譜輻射的吸收與吸收光譜 2.輻射的發(fā)射與發(fā)射光譜輻射的發(fā)射與發(fā)射光譜 3.光譜的分類光譜的分類 151. 1. 輻射的吸收與吸收光譜輻射的吸收與吸收光譜l輻射的吸收輻射的吸收是指輻射通過物質(zhì)時(shí)，其中是指輻射通過物質(zhì)時(shí)，其中某些頻率的輻射被某些頻率的輻射被組成物質(zhì)的粒子（原子、離子或分子等）組成物質(zhì)的粒子（原子、離子或分子等）選擇性地吸收選擇性地吸收，從而使輻射強(qiáng)度減弱的現(xiàn)象。從而使輻射強(qiáng)度減弱的現(xiàn)象。l輻射吸收的實(shí)質(zhì)輻射吸收的實(shí)質(zhì)在于輻射使物質(zhì)粒子發(fā)生在于輻射使物質(zhì)粒子發(fā)生由低能級由低能級(一般為一般為基態(tài)基態(tài))向高能級向高能級(激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài))的的能級

10、躍遷能級躍遷。l被選擇性吸收的輻射光子能量應(yīng)為躍遷后與躍遷前兩個能被選擇性吸收的輻射光子能量應(yīng)為躍遷后與躍遷前兩個能級間的能量差，即級間的能量差，即 l式中：式中：E2與與E1高能級與低能級能量。高能級與低能級能量。l輻射輻射(能量能量)被吸收的程度被吸收的程度(一般用吸光度一般用吸光度)與與 或或 的關(guān)系的關(guān)系(曲曲線線)，即輻射被吸收程度對，即輻射被吸收程度對 或或 的分布稱為的分布稱為吸收光譜吸收光譜。16表征吸收線輪廓表征吸收線輪廓(峰峰)的參數(shù)：的參數(shù)： 中心頻率中心頻率 O(峰值頻率峰值頻率) ： 最大吸收系數(shù)對應(yīng)的頻率；最大吸收系數(shù)對應(yīng)的頻率； 中心波長：中心波長：(nm) 半半

11、 寬寬 度：度： O172. 輻射的發(fā)射與發(fā)射光譜輻射的發(fā)射與發(fā)射光譜 l輻射的發(fā)射輻射的發(fā)射是指物質(zhì)是指物質(zhì)吸收能量后產(chǎn)生電磁輻射吸收能量后產(chǎn)生電磁輻射的現(xiàn)的現(xiàn)象。象。l輻射發(fā)射的實(shí)質(zhì)輻射發(fā)射的實(shí)質(zhì)在于輻射躍遷，即當(dāng)物質(zhì)的粒子吸在于輻射躍遷，即當(dāng)物質(zhì)的粒子吸收能量被激發(fā)至收能量被激發(fā)至高能態(tài)高能態(tài)(E2)后，后，瞬間返回基態(tài)瞬間返回基態(tài)或低能或低能態(tài)態(tài)(E1)，多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來。l發(fā)射的電磁輻射頻率取決于輻射前后兩個能級的能發(fā)射的電磁輻射頻率取決于輻射前后兩個能級的能量量(E2與與E1)之差，即之差，即l輻射的發(fā)射，前提是使物質(zhì)吸收能量即輻

12、射的發(fā)射，前提是使物質(zhì)吸收能量即激發(fā)激發(fā)。物質(zhì)。物質(zhì)激發(fā)的方式分為兩類：激發(fā)的方式分為兩類：非電磁輻射激發(fā)非電磁輻射激發(fā)(非光激發(fā)非光激發(fā))和和電磁輻射激發(fā)電磁輻射激發(fā)(光激發(fā)光激發(fā))。18輻射的發(fā)射與發(fā)射光譜（續(xù)）輻射的發(fā)射與發(fā)射光譜（續(xù)）l非電磁輻射激發(fā)非電磁輻射激發(fā)又有又有熱激發(fā)熱激發(fā)與與電激發(fā)電激發(fā)等多種方式。等多種方式。l電弧、火花等放電光源和火焰等通過熱運(yùn)動的粒子電弧、火花等放電光源和火焰等通過熱運(yùn)動的粒子碰撞而使物質(zhì)激發(fā)稱為碰撞而使物質(zhì)激發(fā)稱為熱激發(fā)熱激發(fā)，而通過被電場加速，而通過被電場加速的電子轟擊使物質(zhì)激發(fā)則稱為的電子轟擊使物質(zhì)激發(fā)則稱為電電(子子)激發(fā)激發(fā)。l電磁輻射激發(fā)電

13、磁輻射激發(fā)又稱為又稱為光致發(fā)光光致發(fā)光，作為激發(fā)源的輻射，作為激發(fā)源的輻射光子稱光子稱一次光子一次光子，而物質(zhì)微粒受激后輻射躍遷發(fā)射，而物質(zhì)微粒受激后輻射躍遷發(fā)射的光子的光子(二次光子二次光子)稱為稱為熒光熒光或或磷光磷光。l吸收一次光子與發(fā)射二次光子之間延誤時(shí)間很短吸收一次光子與發(fā)射二次光子之間延誤時(shí)間很短(10-810-4s)則稱為則稱為熒光熒光；延誤時(shí)間較長；延誤時(shí)間較長(10-410s)則則稱為稱為磷光。磷光。19輻射的發(fā)射與發(fā)射光譜輻射的發(fā)射與發(fā)射光譜l物質(zhì)粒子發(fā)射輻射的強(qiáng)度物質(zhì)粒子發(fā)射輻射的強(qiáng)度(能量能量)對對 或或 的分布稱為的分布稱為發(fā)射光譜發(fā)射光譜。光致發(fā)光者，。光致發(fā)光者，

14、則稱為則稱為熒光或磷光光譜熒光或磷光光譜。l不同物質(zhì)粒子也具有各自的特征發(fā)射不同物質(zhì)粒子也具有各自的特征發(fā)射光譜。光譜。 203.3.光譜的分類光譜的分類 l按輻射與物質(zhì)相互作用的性質(zhì)，光譜分為按輻射與物質(zhì)相互作用的性質(zhì)，光譜分為吸收光譜吸收光譜、發(fā)射光譜發(fā)射光譜與與散射光譜散射光譜(拉曼散射拉曼散射譜譜)。l按發(fā)生作用的物質(zhì)微粒不同可分為按發(fā)生作用的物質(zhì)微粒不同可分為原子光原子光譜譜和和分子光譜分子光譜等。等。l光譜按強(qiáng)度對波長的分布光譜按強(qiáng)度對波長的分布(曲線曲線)特點(diǎn)特點(diǎn)(或按或按膠片記錄的光譜表現(xiàn)形態(tài)膠片記錄的光譜表現(xiàn)形態(tài))可分為可分為線光譜線光譜、帶光譜帶光譜和和連續(xù)光譜連續(xù)光譜3類

15、。類。21圖圖2-1 線光譜與帶光譜示例線光譜與帶光譜示例(a)線光譜線光譜(鈉蒸氣吸收光譜鈉蒸氣吸收光譜) (b)線光譜線光譜(氫原子發(fā)射光譜氫原子發(fā)射光譜)(c)帶光譜帶光譜(苯蒸氣吸收光譜苯蒸氣吸收光譜) (d)帶光譜帶光譜(氰分子發(fā)射光譜氰分子發(fā)射光譜) 22表表2-1 吸收與發(fā)射光譜分類吸收與發(fā)射光譜分類 2324二、輻射的散射二、輻射的散射 l輻射的散射輻射的散射指指電磁輻射電磁輻射(與物質(zhì)發(fā)生相互作用與物質(zhì)發(fā)生相互作用)部分偏離原入射方向而分散傳播的現(xiàn)象部分偏離原入射方向而分散傳播的現(xiàn)象。l物質(zhì)中與入射的輻射即入射線相互作用而致其物質(zhì)中與入射的輻射即入射線相互作用而致其散射的基本

16、單元可稱散射的基本單元可稱散射基元散射基元。l散射基元是散射基元是實(shí)物粒子實(shí)物粒子，可能是，可能是分子、原子中的分子、原子中的電子電子等，取決于物質(zhì)結(jié)構(gòu)及入射線波長大小等等，取決于物質(zhì)結(jié)構(gòu)及入射線波長大小等因素。因素。 251.分子散射分子散射 瑞利散射瑞利散射 彈性散射彈性散射 =0分子散射分子散射 拉曼散射拉曼散射 非彈性散射非彈性散射 0 反斯托克斯線反斯托克斯線 0拉曼散射產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)拉曼散射產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)-入射光子與分子作用時(shí)分子的振動能級或轉(zhuǎn)動能級躍遷。260123e電子基態(tài)振動能級eeRayleigh 散射eeeRaman 散射Stocks線Anti-Stocks線27CCl4的拉曼光

17、譜 Stocks linesanti-Stockes linesRayleigh scattering/cm-1Figure 1 Simplified energy level diagrams depicting reported and proposed anti-Stokes processes. Nature Materials 2011;12:96828la, TPA scheme showing simultaneous absorption of two photons without involving any real intermediary energy level. l

18、b, SHG (also called frequency doubling) cheme showing the frequency of irradiated light is doubled without any absorption transition taking place. lc, Upconversion by an ESA scheme on a single lanthanide ion in which two photons are sequentially absorbed using a real intermediary energy level. ld, E

19、TU scheme involving two types of lanthanide ions in which one ion successively transfers its excitation energy to a neighbouring ion that can emit from a high energy level. le, The proposed EMU scheme involving the use of four types of lanthanide ions and a coreshell design. Note that core and shell

20、 regions are highlighted with different background colours. A sensitizer ion (type I) first transfers its excitation energy to an accumulator ion (type II). The energy transfer from the high-lying excited state of the accumulator to a migrator ion (type III) then occurs, followed by the migration of

21、 excitation energy via the migrator ion sublattice through the coreshell interface. Subsequently, the migrating energy is trapped by the activator ion (type IV), resulting in upconverted emission. The nx denotes the occurrence of random hopping through many type-III ions.2930312.晶體中的電子散射晶體中的電子散射 X射線

22、等譜域的輻射照射晶體，射線等譜域的輻射照射晶體，電子是散射基元電子是散射基元 相干散射（經(jīng)典散射或湯姆遜散射）相干散射（經(jīng)典散射或湯姆遜散射）晶體中的晶體中的電子散射電子散射 非相干散射（康普頓非相干散射（康普頓-吳有訓(xùn)效應(yīng)、康普頓吳有訓(xùn)效應(yīng)、康普頓 散射、量子散射散射、量子散射 ） lA、相干散射相干散射（彈性散射（彈性散射）l實(shí)質(zhì)是：與內(nèi)層受核束縛較緊的電子（內(nèi)層電子）發(fā)生實(shí)質(zhì)是：與內(nèi)層受核束縛較緊的電子（內(nèi)層電子）發(fā)生彈性碰撞作用，僅有方向改變而無能量變化彈性碰撞作用，僅有方向改變而無能量變化l即即電子在入射線作用下成為新的電磁波源產(chǎn)生次級電磁電子在入射線作用下成為新的電磁波源產(chǎn)生次級電

23、磁輻射輻射。32一個電子對入射線的相干散射強(qiáng)度一個電子對入射線的相干散射強(qiáng)度l按湯姆遜按湯姆遜(JJThomson)的工作，的工作，一個電子對一一個電子對一束強(qiáng)度為束強(qiáng)度為I0的偏振化的入射線的偏振化的入射線偏振光，即其光矢偏振光，即其光矢量量(電場矢量電場矢量)E0只沿一個固定方向振動只沿一個固定方向振動散射波的散射波的強(qiáng)度強(qiáng)度Ie為為 lR散射線上任意點(diǎn)散射線上任意點(diǎn)(觀測點(diǎn)觀測點(diǎn))與電子的距離；與電子的距離； 散射線方向與散射線方向與E0的夾角的夾角 420242sineeIIm c R33B、非相干散射非相干散射-康普頓散射康普頓散射l非相干散射非相干散射是指入射線光子是指入射線光子與

24、原子內(nèi)受束縛較弱與原子內(nèi)受束縛較弱的電子的電子(如外層電子如外層電子)或晶體中自由電子發(fā)生非彈或晶體中自由電子發(fā)生非彈性碰撞作用性碰撞作用l在光子運(yùn)動在光子運(yùn)動方向改變的同時(shí)有能量損失的散射方向改變的同時(shí)有能量損失的散射，又稱為非彈性散射。又稱為非彈性散射。圖圖2-2 非相干散射的產(chǎn)生非相干散射的產(chǎn)生相干散射是相干散射是材料材料X X射線衍射分析等射線衍射分析等方法的技術(shù)基礎(chǔ)方法的技術(shù)基礎(chǔ)；非相干散射；非相干散射在一在一般情況下則給衍射分析帶來不利影響般情況下則給衍射分析帶來不利影響 反沖電子反沖電子0.00243(1 cos2 )()nm34三、光電離三、光電離 光電離光電離是是指入射光子能

25、量指入射光子能量(h )足夠大時(shí)，使原子或分子產(chǎn)足夠大時(shí)，使原子或分子產(chǎn)生電離的現(xiàn)象，其過程可表示為生電離的現(xiàn)象，其過程可表示為M+h M+e 式中：式中：M-原子或分子；原子或分子； M+-離子；離子；e-自由電子。自由電子。物質(zhì)在光照射下釋放電子物質(zhì)在光照射下釋放電子(稱光電子稱光電子)的現(xiàn)象又稱的現(xiàn)象又稱(外外)光光電效應(yīng)電效應(yīng)。光電子產(chǎn)額隨入射光子能量的變化關(guān)系稱為物質(zhì)的光電子產(chǎn)額隨入射光子能量的變化關(guān)系稱為物質(zhì)的光電光電子能譜子能譜。 吸收光譜、發(fā)射光譜、拉曼散射譜和光電子吸收光譜、發(fā)射光譜、拉曼散射譜和光電子能譜等能譜等均含有物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)等的特征信息，均含有物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)等的特征

26、信息，本書統(tǒng)稱之為本書統(tǒng)稱之為特征譜特征譜35回顧回顧第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 輻射的吸收與發(fā)射輻射的散射光電離36第二節(jié)第二節(jié) 各類特征譜基礎(chǔ)各類特征譜基礎(chǔ) l原子光譜原子光譜l分子光譜分子光譜 l光電子能譜光電子能譜 l俄歇電子能譜俄歇電子能譜 l核磁共振（選學(xué)）核磁共振（選學(xué)） 37一、原子光譜一、原子光譜 自由自由(氣態(tài)氣態(tài))原子外層電子躍遷產(chǎn)生的光譜有原子外層電子躍遷產(chǎn)生的光譜有原子原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜和原子熒光光譜吸收光譜、原子發(fā)射光譜和原子熒光光譜，通常，通常稱為稱為原子光譜原子光譜l1光譜譜線在能級圖中的表示及光譜選律光譜譜線在能級圖中的表示及光譜選律 l 圖圖2-3所示為

27、所示為Na原子能級圖，每一條光譜譜線都原子能級圖，每一條光譜譜線都是相應(yīng)兩個能級躍遷的結(jié)果。是相應(yīng)兩個能級躍遷的結(jié)果。38 原子能級圖原子能級圖一條譜線用兩個光一條譜線用兩個光譜譜項(xiàng)符號來表示項(xiàng)符號來表示Na 5889.96 (3S1/2 32P3/2 )Na 5895.93 (3S1/2 32P1/2 )39l能級躍遷必須遵守一定的條件才能進(jìn)行，稱為能級躍遷必須遵守一定的條件才能進(jìn)行，稱為光譜選律或選擇定則光譜選律或選擇定則；否則躍遷不能發(fā)生，稱；否則躍遷不能發(fā)生，稱躍遷是躍遷是禁阻的禁阻的光譜選律為：光譜選律為： (1)主量子數(shù)變化主量子數(shù)變化n=0或任意正整數(shù)或任意正整數(shù)； (2)總角量

28、子數(shù)變化總角量子數(shù)變化L=1： (3)內(nèi)量子數(shù)變化內(nèi)量子數(shù)變化J=0，1(但但J=0時(shí)，時(shí)，J=0的躍遷是禁阻的的躍遷是禁阻的)； (4)總自旋量子數(shù)的變化總自旋量子數(shù)的變化S=0 原子光譜選律原子光譜選律40二、分子光譜二、分子光譜 l分子光譜是由分子能級躍遷而產(chǎn)生的光譜，材料分子光譜是由分子能級躍遷而產(chǎn)生的光譜，材料分析中應(yīng)用的分子光譜有分析中應(yīng)用的分子光譜有分子吸收光譜分子吸收光譜和和分子熒分子熒光、磷光光譜光、磷光光譜。 l分子吸收的輻射，其譜域與分子躍遷能級的能量分子吸收的輻射，其譜域與分子躍遷能級的能量差相對應(yīng)，故分子吸收光譜可分為差相對應(yīng)，故分子吸收光譜可分為紫外、可見紫外、可見

29、(吸吸收收)光譜，紅外光譜，紅外(吸收吸收)光譜與遠(yuǎn)紅外光譜與遠(yuǎn)紅外(吸收吸收)光譜光譜3類類41Band spectra)/()(轉(zhuǎn)動振動電子轉(zhuǎn)動振動電子轉(zhuǎn)動振動電子分子hchEEEEh i421.紫外、可見紫外、可見(吸收吸收)光譜光譜 l紫外、可見光譜紫外、可見光譜是物質(zhì)在紫外、可見輻射作用是物質(zhì)在紫外、可見輻射作用下分子下分子外層電子在電子能級間躍遷外層電子在電子能級間躍遷而產(chǎn)生的，故而產(chǎn)生的，故又稱為又稱為電子光譜電子光譜。l在電子能級躍遷的同時(shí)伴有振動能級與轉(zhuǎn)動能級在電子能級躍遷的同時(shí)伴有振動能級與轉(zhuǎn)動能級的躍遷，即的躍遷，即電子能級躍遷電子能級躍遷產(chǎn)生的紫外、可見光譜產(chǎn)生的紫外、

30、可見光譜中包含有中包含有振動能級與轉(zhuǎn)動能級躍遷振動能級與轉(zhuǎn)動能級躍遷產(chǎn)生的譜線，產(chǎn)生的譜線，也即分子的紫外、可見光譜是由譜線非常接近甚也即分子的紫外、可見光譜是由譜線非常接近甚至重疊的至重疊的吸收帶吸收帶組成的組成的帶狀光譜帶狀光譜。432.紅外紅外(吸收吸收)光譜光譜 l紅外吸收光譜紅外吸收光譜是物質(zhì)在紅外輻射作用下是物質(zhì)在紅外輻射作用下分子振動能分子振動能級躍遷級躍遷而產(chǎn)生的，由于同時(shí)伴有而產(chǎn)生的，由于同時(shí)伴有分子轉(zhuǎn)動能級躍遷分子轉(zhuǎn)動能級躍遷，因而紅外吸收光譜又稱因而紅外吸收光譜又稱振振-轉(zhuǎn)光譜轉(zhuǎn)光譜，也是由吸收帶組，也是由吸收帶組成的成的帶狀光譜帶狀光譜。l紅外輻射與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生紅外

31、吸收光譜，必須有紅外輻射與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生紅外吸收光譜，必須有分子偶極矩的變化分子偶極矩的變化。只有發(fā)生偶極矩變化的分子振動，。只有發(fā)生偶極矩變化的分子振動，才能引起可觀測到的紅外吸收光譜帶，稱這種分子振才能引起可觀測到的紅外吸收光譜帶，稱這種分子振動為動為紅外活性的紅外活性的，反之則稱為，反之則稱為非紅外活性的非紅外活性的。 44以以偶極矩偶極矩( )作為衡量分子有無極性和極性大小作為衡量分子有無極性和極性大小的物理量，的物理量， 方向由正電中心指向負(fù)電中心，其方向由正電中心指向負(fù)電中心，其大小大小( )是是r與正與正(或負(fù)或負(fù))極上電荷量極上電荷量(q)的乘積，即的乘積，即 =qr分子吸收

32、紅外輻射產(chǎn)生振動能級躍遷，這種能分子吸收紅外輻射產(chǎn)生振動能級躍遷，這種能量的轉(zhuǎn)移量的轉(zhuǎn)移實(shí)質(zhì)是通過偶極矩的變化來實(shí)現(xiàn)的。實(shí)質(zhì)是通過偶極矩的變化來實(shí)現(xiàn)的。 45紅外光譜與偶極距的關(guān)系紅外光譜與偶極距的關(guān)系O=C=O對稱伸縮O=C=O反對稱伸縮偶極距不變無紅外活性偶極距變有紅外活性463.分子熒光、磷光光譜分子熒光、磷光光譜 l分子熒光、磷光分子熒光、磷光的產(chǎn)生是分子光的產(chǎn)生是分子光致發(fā)光的結(jié)果致發(fā)光的結(jié)果。分子熒光、磷光分子熒光、磷光的產(chǎn)生與分子能的產(chǎn)生與分子能級的單重態(tài)、三級的單重態(tài)、三重態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)重態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān).激發(fā)光譜激發(fā)光譜熒光光譜熒光光譜磷光光譜磷光光譜47基態(tài)：電子自旋配對，基態(tài)：電子

33、自旋配對，多重度多重度=2s+1=1，為單，為單重態(tài)，以重態(tài)，以S0表示。表示。激發(fā)單重態(tài)：分子吸收能激發(fā)單重態(tài)：分子吸收能量，電子自旋仍然配對，量，電子自旋仍然配對，為單重態(tài)，稱為激發(fā)單為單重態(tài)，稱為激發(fā)單重態(tài)，以重態(tài)，以S1，S2表示表示激發(fā)三重態(tài)：分子吸收能激發(fā)三重態(tài)：分子吸收能量，電子自旋不再配對，量，電子自旋不再配對，為三重態(tài)，稱為激發(fā)三為三重態(tài)，稱為激發(fā)三重態(tài)，以重態(tài)，以T1，T2.表示。表示。三重態(tài)能級低于單重態(tài)三重態(tài)能級低于單重態(tài)（Hund規(guī)則）規(guī)則）48l受激單重態(tài)的平均壽命約為受激單重態(tài)的平均壽命約為10-8s，而受激三重態(tài)，而受激三重態(tài)平均壽命可達(dá)平均壽命可達(dá)1s以上。以

34、上。l處于激發(fā)態(tài)的電子將以輻射躍遷或無輻射躍遷處于激發(fā)態(tài)的電子將以輻射躍遷或無輻射躍遷方式返回基態(tài)。方式返回基態(tài)。無輻射躍遷無輻射躍遷又包括又包括振動弛豫振動弛豫(VR)、內(nèi)部轉(zhuǎn)移內(nèi)部轉(zhuǎn)移(IR)、系間竄躍系間竄躍(IX)及及外部轉(zhuǎn)外部轉(zhuǎn)移移(EC)等方式。等方式。l被激發(fā)分子可能與溶液被激發(fā)分子可能與溶液(樣品樣品)中其它分子作用而發(fā)中其它分子作用而發(fā)生能量轉(zhuǎn)移，稱為外轉(zhuǎn)移生能量轉(zhuǎn)移，稱為外轉(zhuǎn)移(EC)，EC可使熒光或磷可使熒光或磷光強(qiáng)度減弱甚至消失，這一現(xiàn)象稱為光強(qiáng)度減弱甚至消失，這一現(xiàn)象稱為“熄滅熄滅”或或“淬滅淬滅”。49三、光電子能譜三、光電子能譜 l1.光電子發(fā)射過程及其能量關(guān)系光

35、電子發(fā)射過程及其能量關(guān)系 l光電子發(fā)射過程光電子發(fā)射過程由由光電子的產(chǎn)生光電子的產(chǎn)生(入射光子與物質(zhì)相互入射光子與物質(zhì)相互作用，光致電離產(chǎn)生光電子作用，光致電離產(chǎn)生光電子)、輸運(yùn)輸運(yùn)(光電子自產(chǎn)生之處光電子自產(chǎn)生之處輸運(yùn)至物質(zhì)表面輸運(yùn)至物質(zhì)表面)和和逸出逸出(克服表面勢壘致發(fā)射至物質(zhì)外，克服表面勢壘致發(fā)射至物質(zhì)外，物質(zhì)外環(huán)境為真空物質(zhì)外環(huán)境為真空)3步組成。步組成。l發(fā)射過程的能量關(guān)系稱發(fā)射過程的能量關(guān)系稱光電子發(fā)射方程光電子發(fā)射方程，即，即 h =Eb+ s+Ek+A h 入射光子能量；入射光子能量； Eb電子結(jié)合能或電離能，即使物質(zhì)產(chǎn)生光電離所需能量；電子結(jié)合能或電離能，即使物質(zhì)產(chǎn)生光電離

36、所需能量； A光電子輸運(yùn)過程中因非彈性碰撞而損失的能量；光電子輸運(yùn)過程中因非彈性碰撞而損失的能量； s逸出功逸出功(功函數(shù)功函數(shù))，固體樣品中光電子逸出表面所需能量，固體樣品中光電子逸出表面所需能量， s=Ev-Ef（Ev為真空能級，為真空能級， Ef費(fèi)米能級）；費(fèi)米能級）； Ek光電子動能。光電子動能。50圖圖2-6 固體的光電子發(fā)射能量關(guān)系固體的光電子發(fā)射能量關(guān)系 51l對于對于自由原子自由原子發(fā)射光電子，發(fā)射光電子，A=0， s=0，則光，則光電子發(fā)射方程為電子發(fā)射方程為 h =Eb+Ekl對于對于自由分子自由分子發(fā)射光電子，光子能量除用于發(fā)射光電子，光子能量除用于分分子電離子電離外，還

37、使分子離子外，還使分子離子振動能級、轉(zhuǎn)動能級振動能級、轉(zhuǎn)動能級躍遷躍遷至激發(fā)態(tài)，故光電子發(fā)射方程至激發(fā)態(tài)，故光電子發(fā)射方程(A=0，由，由 s=0)為為h =Eb+Ek+Ev+Er Ev分子振動能；分子振動能； Er分子轉(zhuǎn)動能分子轉(zhuǎn)動能Eb分別為原子和分子電離能。分別為原子和分子電離能。 52l對于輻射光子能量使對于輻射光子能量使固體樣品固體樣品原子內(nèi)層電原子內(nèi)層電子激發(fā)為光電子，子激發(fā)為光電子， h =Eb+ s+Ek+A電子結(jié)合能電子結(jié)合能Eb是指電子由原來所處能級是指電子由原來所處能級(Ei)躍遷至費(fèi)米能級躍遷至費(fèi)米能級(EF)所需的能量，即所需的能量，即 Eb=EF-Ei實(shí)際測試時(shí)，樣

38、品與譜儀相連實(shí)際測試時(shí)，樣品與譜儀相連(置于譜儀樣置于譜儀樣品架上品架上)，兩者具有良好電接觸，則，兩者具有良好電接觸，則費(fèi)米能費(fèi)米能級相等。級相等。53圖圖2-7 固體樣品與譜儀的能量關(guān)系固體樣品與譜儀的能量關(guān)系(a)導(dǎo)體導(dǎo)體(樣品樣品)；(b)非導(dǎo)體非導(dǎo)體(樣品樣品) 54l由于由于譜儀譜儀(樣品架材料樣品架材料)功函數(shù)功函數(shù) sp與樣品功函數(shù)與樣品功函數(shù) sa不同不同，將使由譜儀測量的光電子動能，將使由譜儀測量的光電子動能E k與樣與樣品發(fā)射的光電子動能品發(fā)射的光電子動能Ek不同，有不同，有 Ek+ sa=E k+ spl設(shè)設(shè)A0，有，有 h =Eb+E k+ spl或或 Eb=h -E

39、 k- spl若若已知譜儀功函數(shù)已知譜儀功函數(shù) sp(當(dāng)樣品與譜儀接觸良好時(shí)，當(dāng)樣品與譜儀接觸良好時(shí)， sp為一定值，約為為一定值，約為4eV)和和入射光電子能量入射光電子能量hv，并由譜儀測得并由譜儀測得光電子動能量光電子動能量E k，即可求得樣品，即可求得樣品中該中該電子結(jié)合能電子結(jié)合能Eb。 552.2.光電子能譜圖光電子能譜圖 l即即光電子產(chǎn)額光電子產(chǎn)額(光電子強(qiáng)度光電子強(qiáng)度)對對光電子動能或電子結(jié)合光電子動能或電子結(jié)合能能的分布的分布(圖圖)，光電子產(chǎn)額通常由檢測器計(jì)數(shù)或計(jì)數(shù)，光電子產(chǎn)額通常由檢測器計(jì)數(shù)或計(jì)數(shù)率率(單位時(shí)間的平均計(jì)數(shù)單位時(shí)間的平均計(jì)數(shù))表示。表示。 Ag的光電子能譜圖

40、（的光電子能譜圖（MgK 激發(fā)）激發(fā)） 56l光電子能譜譜線光電子能譜譜線(譜峰譜峰)以被激出電子原來所以被激出電子原來所在能級命名，在能級命名，3S、3P1/2、3P3/2等為等為Ag之之M層電子激出形成的光電子譜線層電子激出形成的光電子譜線(峰峰)。 l光電子能譜圖中表征樣品電子結(jié)合能的一光電子能譜圖中表征樣品電子結(jié)合能的一系列光電子譜峰稱為系列光電子譜峰稱為主峰主峰或或特征峰特征峰。能譜。能譜圖中還存在非光電子峰，稱之為圖中還存在非光電子峰，稱之為伴峰伴峰。伴。伴峰有峰有俄歇電子峰俄歇電子峰、多重態(tài)分裂峰多重態(tài)分裂峰等，在譜等，在譜圖分析時(shí)，應(yīng)加以辨認(rèn)。圖分析時(shí)，應(yīng)加以辨認(rèn)。 57600

41、5004003002001000Binding Energy eVCounts a.u.Al 2pAl 2sC 1sN 1sTi 2pO 1sTi(CN)x/ Al film高純高純Al基片上沉積的基片上沉積的Ti(CN)x薄膜的薄膜的XPS譜圖，激發(fā)源為譜圖，激發(fā)源為Mg K 。58593 3光電子能譜按激發(fā)能源分類光電子能譜按激發(fā)能源分類 （1）X射線光電子能譜射線光電子能譜 以單色以單色X射線為光源，射線為光源，激發(fā)樣品中原子內(nèi)層激發(fā)樣品中原子內(nèi)層(芯層芯層)電子，產(chǎn)生光電電子，產(chǎn)生光電子發(fā)射，稱為子發(fā)射，稱為X射線光電子。射線光電子。X射線光源能量射線光源能量范圍為范圍為100eV10

42、keV。 l當(dāng)原子相互靠近形成分子或晶體時(shí)，外層原當(dāng)原子相互靠近形成分子或晶體時(shí)，外層原子軌道交疊形成能帶，而內(nèi)層原子軌道很少子軌道交疊形成能帶，而內(nèi)層原子軌道很少交疊，甚至不發(fā)生交疊，故交疊，甚至不發(fā)生交疊，故來自內(nèi)層的來自內(nèi)層的X射射線光電子能譜具有表征元素電子結(jié)合能的特線光電子能譜具有表征元素電子結(jié)合能的特征征，宜于進(jìn)行樣品成分，宜于進(jìn)行樣品成分(元素組成元素組成)分析。分析。 60（2）紫外光電子能譜紫外光電子能譜 以紫外光為光源以紫外光為光源激發(fā)樣品獲得的光電子能譜，稱為紫激發(fā)樣品獲得的光電子能譜，稱為紫外光電子能譜。目前應(yīng)用的真空紫外外光電子能譜。目前應(yīng)用的真空紫外光源光源hv10

43、100eV， 能激發(fā)原子、分子的外層價(jià)電子和能激發(fā)原子、分子的外層價(jià)電子和固體的價(jià)帶電子，故紫外光電子能譜固體的價(jià)帶電子，故紫外光電子能譜宜于研究分子軌道與結(jié)合鍵和有機(jī)化宜于研究分子軌道與結(jié)合鍵和有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)以及固體能帶結(jié)構(gòu)等。合物結(jié)構(gòu)以及固體能帶結(jié)構(gòu)等。61圖圖2-9 固體中電子逸出深度固體中電子逸出深度 e與能量與能量E的關(guān)系的關(guān)系(示意圖示意圖)紫外光電子能譜特別紫外光電子能譜特別適用于固體表面狀態(tài)分析適用于固體表面狀態(tài)分析 62四、俄歇電子能譜四、俄歇電子能譜 1.俄歇電子的產(chǎn)生俄歇電子的產(chǎn)生俄歇效應(yīng)俄歇效應(yīng) lX射線激發(fā)固體中原子內(nèi)層電子使原子電離，將發(fā)生較外層射線激發(fā)固體中原子內(nèi)

44、層電子使原子電離，將發(fā)生較外層電子向空位躍遷以降低原子能量的過程，稱為電子向空位躍遷以降低原子能量的過程，稱為退激發(fā)退激發(fā)或或去激去激發(fā)過程發(fā)過程。退激發(fā)過程有兩種互相競爭的方式，即。退激發(fā)過程有兩種互相競爭的方式，即發(fā)射特征發(fā)射特征X射線射線或或發(fā)射俄歇電子發(fā)射俄歇電子。 63俄歇效應(yīng)俄歇效應(yīng)俄歇電子俄歇電子KL2L3的產(chǎn)生的產(chǎn)生(示意圖示意圖)(a)初態(tài)；初態(tài)；(b)終態(tài)終態(tài) 642.俄歇電子的標(biāo)識與俄歇電子的能量俄歇電子的標(biāo)識與俄歇電子的能量 l圖圖2-10所示之俄歇電子標(biāo)識為所示之俄歇電子標(biāo)識為KL2L3俄歇電子；俄歇電子；KL2L3順序表示俄順序表示俄歇過程初態(tài)空位所在能級、向空位作

45、無輻射躍遷電子原在能級及歇過程初態(tài)空位所在能級、向空位作無輻射躍遷電子原在能級及所發(fā)射電子原在能級的能級符號。所發(fā)射電子原在能級的能級符號。l俄歇電子標(biāo)識用能級符號如表所列俄歇電子標(biāo)識用能級符號如表所列(與與X射線能級符號相同射線能級符號相同)。65俄歇電子能量（動能）計(jì)算俄歇電子能量（動能）計(jì)算孤立原子孤立原子KL2L3俄歇電子能量俄歇電子能量(動能動能)E KL2L3： EbK、EbL2 和和EbL3原子原子K層與一次離子層與一次離子L2 、L3層電子結(jié)合能；層電子結(jié)合能； 原子電離后原子電離后帶正電，核對核外各電子的帶正電，核對核外各電子的吸引作用吸引作用(相對相對于中性原子于中性原子)

46、增強(qiáng)增強(qiáng)，故，故EbL2 EbL2，EbL3 EbL3由于由于電子結(jié)合能電子結(jié)合能(Eb)與原子種類與原子種類(原子序數(shù)原子序數(shù)Z)相關(guān)相關(guān)，故可，故可將將因原子電離使因原子電離使Eb增加的作用視為原子序數(shù)增加使增加的作用視為原子序數(shù)增加使Eb增增加的作用加的作用，即，即Eb(Z)=Eb(Z+)，則，則Z增加量，實(shí)驗(yàn)測得增加量，實(shí)驗(yàn)測得=1/23/42 323()KL LbKbLbLEEEE2 323( )( )()()KL LbKbLbLEZEZEZEZ 66對于對于Z元素原子組成的固體樣品，有元素原子組成的固體樣品，有 wxy代表標(biāo)識俄歇電子的能級符號；代表標(biāo)識俄歇電子的能級符號； s與與

47、Ewxy(Z)樣品逸出功與樣品產(chǎn)生的樣品逸出功與樣品產(chǎn)生的wxy俄俄歇電子能量歇電子能量 將式中之將式中之s代之以譜儀功函數(shù)代之以譜儀功函數(shù)A，則，則Ewxy(Z)為進(jìn)為進(jìn)入譜儀分析器的入譜儀分析器的wxy俄歇電子能量俄歇電子能量 ( )( )()()wxybwbxbysEZEZEZEZ 67l俄歇電子能譜以俄歇電子能譜以俄歇電子強(qiáng)度俄歇電子強(qiáng)度密度密度(電子數(shù)電子數(shù))N(E)或其微或其微分分dN(E)/dE為縱坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，以電子能量電子能量(E)為橫坐標(biāo)，即俄歇為橫坐標(biāo)，即俄歇能譜是俄歇電子產(chǎn)額對其能量的分布。能譜是俄歇電子產(chǎn)額對其能量的分布。 俄歇電子能譜示例俄歇電子能譜示例(銀原子

48、的俄歇能譜銀原子的俄歇能譜) 68五、核磁共振五、核磁共振 l選學(xué)選學(xué)69總結(jié)：總結(jié)： 第二節(jié)第二節(jié) 各類特征譜基礎(chǔ)各類特征譜基礎(chǔ) l原子光譜原子光譜l分子光譜分子光譜 l光電子能譜光電子能譜 l俄歇電子能譜俄歇電子能譜 l種類、產(chǎn)生機(jī)理、獲得的樣品信息種類、產(chǎn)生機(jī)理、獲得的樣品信息70第三節(jié)第三節(jié) X射線的產(chǎn)生及其與物質(zhì)的相互射線的產(chǎn)生及其與物質(zhì)的相互作用作用 X射線衍射分析、射線衍射分析、X射線熒光分析、射線熒光分析、X射線光射線光電子能譜分析和電子能譜分析和X射線激發(fā)俄歇能譜分析射線激發(fā)俄歇能譜分析等材料分析方法均以X射線為信號源。一、一、X射線的產(chǎn)生與射線的產(chǎn)生與X射線譜射線譜二、二、

49、X射線與物質(zhì)的相互作用射線與物質(zhì)的相互作用三、三、X射線的衰減射線的衰減四、四、X射線的防護(hù)射線的防護(hù) 71一、一、X射線的產(chǎn)生與射線的產(chǎn)生與X射線譜射線譜 1.源源X射線的產(chǎn)生射線的產(chǎn)生 727374X X射線波長因高壓的不同而異：射線波長因高壓的不同而異：X X射線的性質(zhì)射線的性質(zhì)： 1 1）X X射線能使照相底片感光；射線能使照相底片感光； 2 2）X X射線有很大的貫穿本領(lǐng)；射線有很大的貫穿本領(lǐng)； 3 3）X X射線能使某些物質(zhì)的原子、分子電離；射線能使某些物質(zhì)的原子、分子電離； 4 4）X X射線是不可見光，它能使某些物質(zhì)發(fā)出可射線是不可見光，它能使某些物質(zhì)發(fā)出可見光的熒光；見光的熒

50、光；5 5）X X射線本質(zhì)上是一種電磁波，因此它具有反射線本質(zhì)上是一種電磁波，因此它具有反射、折射、衍射、偏振等性質(zhì)。射、折射、衍射、偏振等性質(zhì)。Anm11 . 0Anm 11 . 0硬硬X射線射線軟軟X射線射線75X射線由兩部分構(gòu)成，一部分波長連續(xù)變化，稱為連續(xù)譜連續(xù)譜；另一部分波長是分立的，與靶材料有關(guān)，成為某種材料的標(biāo)識，所以稱為標(biāo)識譜標(biāo)識譜，又叫特征譜-它迭加在連續(xù)譜上。762、連續(xù)、連續(xù)X射線光譜射線光譜 電子電子靶原子，產(chǎn)生連續(xù)的靶原子，產(chǎn)生連續(xù)的電磁輻射，連續(xù)的電磁輻射，連續(xù)的X X射線光譜射線光譜( (韌韌致輻射致輻射) )；i增加，則增加，則I(A)上移，但上移，但0不變；不

51、變； V增加，則增加，則0減小，且減小，且I(A)曲線曲線上移；上移；靶材原子序數(shù)靶材原子序數(shù)(z)增加，也使增加，也使I(A)上移，且上移，且0不變不變2UiZKIm77短波限波長短波限波長0的計(jì)算的計(jì)算由某一最短波長由某一最短波長(0，稱短波限，稱短波限)開始，強(qiáng)度開始，強(qiáng)度(I)對波長連對波長連續(xù)分布，即連續(xù)續(xù)分布，即連續(xù)X射線是覆蓋很大波長范圍且連續(xù)變射線是覆蓋很大波長范圍且連續(xù)變化的電磁輻射化的電磁輻射極端極端的情況的情況：電子與靶材相撞，其能量：電子與靶材相撞，其能量(eV)全部轉(zhuǎn)變?nèi)哭D(zhuǎn)變?yōu)檩椛涔庾幽芰?，相?yīng)有最短波長為輻射光子能量，相應(yīng)有最短波長0max0/eVhhc0hceV

52、783.特征特征X射線譜射線譜 特征特征X射線的產(chǎn)生射線的產(chǎn)生 l管壓達(dá)到某一值時(shí)，將管壓達(dá)到某一值時(shí)，將K層電層電子擊出，外層電子向子擊出，外層電子向K層躍遷層躍遷產(chǎn)生的產(chǎn)生的X射線統(tǒng)稱為射線統(tǒng)稱為K系特征系特征輻射輻射，其中由，其中由L層或?qū)踊騇層或更層或更外層電子躍遷產(chǎn)生的外層電子躍遷產(chǎn)生的X系特征系特征輻射分別順序稱為輻射分別順序稱為K ，K ，射線射線；lM，N，層電子向?qū)与娮酉騆層躍遷產(chǎn)層躍遷產(chǎn)生的譜線分別順序稱為生的譜線分別順序稱為L ，L ，射線射線，并統(tǒng)稱為，并統(tǒng)稱為L系特系特征輻射征輻射。M系等依此類推。系等依此類推。輻射的輻射的X射線光子能量：射線光子能量： LKLKhE

53、E79特征線波長特征線波長l特征特征X射線射線是在某些特定波長位置出現(xiàn)的疊加在連續(xù)譜上是在某些特定波長位置出現(xiàn)的疊加在連續(xù)譜上的高而狹仄的譜線的高而狹仄的譜線lK，L，系譜線激發(fā)電壓系譜線激發(fā)電壓VK，VL，不同，有不同，有VKVL；同系各譜線按同系各譜線按，波長順序減少，如波長順序減少，如KV激發(fā)激發(fā)，繼續(xù)增加繼續(xù)增加V，僅使譜線強(qiáng)度增加，僅使譜線強(qiáng)度增加)等特征譜線波長與物質(zhì)等特征譜線波長與物質(zhì)原子序數(shù)的關(guān)系由原子序數(shù)的關(guān)系由莫塞萊莫塞萊(Moseley)定律定律表述，即表述，即 l式中：式中：c與與與線系有關(guān)的常數(shù)與線系有關(guān)的常數(shù)該公式是電子探針和該公式是電子探針和X射射線熒光光譜元素定性分析的基礎(chǔ)。線熒光光譜元素定性分析的基礎(chǔ)。)(1zc80圖圖2-15 特征特征X射線譜及管電壓對特征譜的影響射線譜及管電壓對特征譜的影響鉬鈀鉬鈀K系系 1-20kV 2-25kV 3-35kV 81特征特征X射線的產(chǎn)生遵從射線的產(chǎn)生遵從光譜選律光譜選律特征特征X射線