X射線(xiàn)的產(chǎn)生機(jī)制

內(nèi)容提要：

1、第七章X射線(xiàn)的產(chǎn)生；2、X射線(xiàn)的放射譜；3、與X射線(xiàn)有關(guān)的原子能級(jí)目的要求：1、了解X射線(xiàn)產(chǎn)朝氣制和特征；2、駕馭同X射線(xiàn)有關(guān)的原子能級(jí)；重點(diǎn)難點(diǎn)：1、X射線(xiàn)有關(guān)的原子能級(jí)回主頁(yè)教學(xué)內(nèi)容：

在第一章中提出了原子的核式結(jié)構(gòu)，接受的探討方法是碰撞方法，接下來(lái)的幾章都是用光譜方法探討原子中的電子的運(yùn)動(dòng)狀況，但都只考慮了原子的價(jià)電子（最外層的電子），上一章我們學(xué)習(xí)了原子的總體結(jié)構(gòu)問(wèn)題，探討了各種元素原子核外電子的分布狀況（不僅僅是最外層）。那么這些原子的內(nèi)層電子結(jié)構(gòu)狀況又是怎么得來(lái)的呢？這就是第八要探討的問(wèn)題，通過(guò)X射線(xiàn)對(duì)原子結(jié)構(gòu)問(wèn)題進(jìn)一步探討。因?yàn)閄射線(xiàn)譜的某些特性反映了原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的狀況。一、X射線(xiàn)的產(chǎn)生、波長(zhǎng)和強(qiáng)度測(cè)量

X射線(xiàn)的發(fā)覺(jué)是科學(xué)界的10大偶然發(fā)覺(jué)之一。X射線(xiàn)又稱(chēng)為倫琴射線(xiàn)，是德國(guó)物理學(xué)家倫琴于1895年發(fā)覺(jué)的，當(dāng)時(shí)他正在探討陰極射線(xiàn)，偶然發(fā)覺(jué)放在陰極射線(xiàn)管旁邊的熒光屏上發(fā)出了熒光。當(dāng)時(shí)陰極射線(xiàn)的探討是一個(gè)熱門(mén)課題，這種現(xiàn)象在倫琴之前就有好幾個(gè)人發(fā)覺(jué)過(guò)，但只有倫琴抓住了這一偶然發(fā)覺(jué)，首先當(dāng)時(shí)已經(jīng)證明，陰極射線(xiàn)只能在空氣中傳播幾個(gè)厘米，而倫琴發(fā)覺(jué)將熒光屏放在離陰極射線(xiàn)管兩米多時(shí)，仍能發(fā)出熒光。因此倫琴斷定這是一種新的射線(xiàn)，由于當(dāng)時(shí)不知道它的本質(zhì)，所以稱(chēng)為X射線(xiàn)。后來(lái)1897年湯姆孫發(fā)覺(jué)陰極射線(xiàn)就是高能電子束（電子的發(fā)覺(jué)），也就是說(shuō)X射線(xiàn)是因?yàn)殛帢O射線(xiàn)管的陽(yáng)極受到高能電子轟擊時(shí)發(fā)出一種新射線(xiàn)使屏光屏發(fā)光的。其實(shí)同樣原理的試驗(yàn)設(shè)備或裝置可以作很多探討工作。所以我們不要以為現(xiàn)在物理領(lǐng)域已經(jīng)沒(méi)有新發(fā)覺(jué)了，恰恰相反，現(xiàn)在很多搞物理探討的工作學(xué)者是在運(yùn)用已成熟的試驗(yàn)裝置，并從中探討不同的試驗(yàn)現(xiàn)象和物理規(guī)律。說(shuō)不定哪一天有大的突破。就如這一個(gè)簡(jiǎn)潔的陰極射線(xiàn)管，經(jīng)過(guò)科學(xué)家的稍加改造，導(dǎo)致了多項(xiàng)大的發(fā)覺(jué)，一起揭開(kāi)近代物理的序幕。1895年，電壓幾千伏到幾十萬(wàn)伏，電子直拉打在陽(yáng)極上；（發(fā)覺(jué)X射線(xiàn)）1897年，沒(méi)加電壓，靠初速度，受電場(chǎng)作用，探討偏轉(zhuǎn)狀況；（證明電子的存在）1914年，電壓幾十伏，電子與氣休原子發(fā)生碰撞，把能量給氣體激發(fā)原子。（夫蘭克赫茲試驗(yàn)，證明白原子能級(jí)的存在）說(shuō)到這，想告知同學(xué)們的是，我們學(xué)原子物理這門(mén)課，不光是要重視試驗(yàn)，還要知道模型在原子物理或微觀(guān)領(lǐng)域的重要性。建立模型不但在宏觀(guān)物理現(xiàn)象（比如：質(zhì)點(diǎn)、剛體、點(diǎn)電荷等志向模型）的探討中起著簡(jiǎn)潔化作用，在微觀(guān)物理現(xiàn)象的探討中，也同樣是探討的手段和方法，甚至可以說(shuō)是必經(jīng)之路。因?yàn)槲⒂^(guān)物質(zhì)，我們看不見(jiàn)、摸不著、聽(tīng)不見(jiàn)，即沒(méi)有感性的相識(shí)，從而不能形成直觀(guān)的圖像，還真的須要經(jīng)典模型和用宏觀(guān)物質(zhì)概念來(lái)描述微觀(guān)結(jié)構(gòu)?？梢赃@么說(shuō)：模型是在大量試驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上概括總結(jié)而成的對(duì)微觀(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)相識(shí)的反映，通過(guò)模型把試驗(yàn)事實(shí)與物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)。比如前面學(xué)過(guò)的：

盧瑟福的原子有核模型：α粒子的大散射試驗(yàn)→原子的核式結(jié)構(gòu)玻爾的氫原子圓軌道模型：原子光譜試驗(yàn)→原子的電子運(yùn)動(dòng)原子的殼層模型：原子化學(xué)、物理性質(zhì)的周期性試驗(yàn)→X射線(xiàn)的放射譜→原子的電子殼層排布結(jié)構(gòu)雖然不要這些模型，用量子力學(xué)也可

以全部推出這些內(nèi)容，但模型仍不失為具

有物理圖象簡(jiǎn)明、計(jì)算簡(jiǎn)潔的優(yōu)點(diǎn)。

以上都是題外話(huà)?，F(xiàn)在我們轉(zhuǎn)入正題。回來(lái)接著探討X射線(xiàn)，自從發(fā)覺(jué)X射線(xiàn)后，人們對(duì)它的本質(zhì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)未能取得進(jìn)展。當(dāng)時(shí)有很多科學(xué)家猜想它可能與光一樣是一種電磁波，但當(dāng)時(shí)未能視察到與光一樣的衍射現(xiàn)象，直到1912年德國(guó)物理學(xué)家勞厄用晶體視察到了X射線(xiàn)的衍射現(xiàn)象，證明白X射線(xiàn)同光一樣也是一種電磁波，具有干涉、衍射、偏振等波動(dòng)的特性，而且具有很強(qiáng)的穿透實(shí)力。對(duì)X射線(xiàn)波長(zhǎng)的測(cè)定就是通過(guò)它的衍射原理來(lái)進(jìn)行的。但是由于X射線(xiàn)的波長(zhǎng)很小，所以它的衍射現(xiàn)象并不明顯，（大家在做光學(xué)試驗(yàn)時(shí)，知道光柵方程為，波長(zhǎng)越小，則衍射角越?。?，對(duì)X射線(xiàn)，要能夠觀(guān)測(cè)到明顯的衍射現(xiàn)象，必須要有足夠小的光柵常數(shù)。一般的光柵是達(dá)不到要求的，怎么辦呢？（先提前說(shuō)一下，X射線(xiàn)的波長(zhǎng)約為1埃的數(shù)量級(jí)，與我們學(xué)過(guò)的誰(shuí)的尺寸同一個(gè)數(shù)量級(jí)？原子的大?。?/p>

利用晶體中有規(guī)則排列的原子可形成X射線(xiàn)的光柵。如圖所示。

晶體：原子、離子或分子按確定空間次序排列而成的固體?，F(xiàn)在考慮同一X射線(xiàn)束中的兩條射線(xiàn)1和2，分別落在兩個(gè)相鄰原子A和B上，射線(xiàn)將向知個(gè)方向衍射，現(xiàn)在只考慮其中一個(gè)方向，什么方向呢？就是與入射方向?qū)ΨQ(chēng)的方向，如圖1’和2’。則這兩射線(xiàn)的波程差為，當(dāng)波程差時(shí)，出射射線(xiàn)就會(huì)加強(qiáng)。這個(gè)公式稱(chēng)為布喇格公式。（它的具體推導(dǎo)可參考楊福家的原子物理學(xué)，教材的8。6節(jié)，或趙凱華的光學(xué)下冊(cè)中也有較具體的介紹）

由這個(gè)公式，我們可以作很多工作。已知晶體的晶格常數(shù)d和θ角，可得波長(zhǎng)，探討未知X射線(xiàn)；b、目前X射線(xiàn)有很多的應(yīng)用。如在醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)中，大家體檢時(shí)所做透視、拍X光片，還有大家知道20世紀(jì)生命科學(xué)中最宏大的發(fā)覺(jué)是什么嗎？DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，它的提出過(guò)程中用到的一種方法就是分析DNA分子的X光衍射譜。C、X射線(xiàn)還有其它的一些應(yīng)用，如工業(yè)探傷等。所以說(shuō)物理學(xué)是其它科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)。二、X射線(xiàn)的放射譜

利用前面講的晶體衍射法（如圖8。4所示），可以記錄下X射線(xiàn)的譜線(xiàn)，譜線(xiàn)不同位置相當(dāng)于不同的波長(zhǎng)。試驗(yàn)發(fā)覺(jué)，同一種陽(yáng)極材料受到高能電子轟擊時(shí)，會(huì)發(fā)出多種波長(zhǎng)的X射線(xiàn)，與光譜一樣。如圖8.6所示。X射線(xiàn)譜是由兩部分構(gòu)成的，一部分是波長(zhǎng)連續(xù)變更的，稱(chēng)為連續(xù)譜，另一部分是具有各別波長(zhǎng)的線(xiàn)狀譜，這又稱(chēng)為標(biāo)識(shí)譜（因?yàn)樗呛驮咏Y(jié)構(gòu)有關(guān)的，結(jié)構(gòu)類(lèi)似的原子發(fā)出X射線(xiàn)的標(biāo)識(shí)譜也類(lèi)似）．標(biāo)識(shí)譜重疊在連續(xù)譜上．連續(xù)譜比較弱，在相片上假如露光時(shí)間不夠、連續(xù)譜有時(shí)不明顯，假如加長(zhǎng)露光時(shí)間，也可以照出連續(xù)譜。如圖8.7所示。當(dāng)陰極射線(xiàn)管陰極和陽(yáng)極間的電壓較小是，只發(fā)出連續(xù)譜，當(dāng)電壓加大是，既有連續(xù)譜也有標(biāo)識(shí)譜。下面分別探討這兩種譜的狀況：三、X射線(xiàn)的產(chǎn)朝氣制

1．連續(xù)譜的產(chǎn)朝氣制及其特點(diǎn)經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的結(jié)論：帶電粒子（陰極射線(xiàn)或電子）加速后獲得確定能量打在陽(yáng)極上時(shí)，與原子發(fā)生碰撞，受到原子核的庫(kù)侖作用，引起帶電粒子的隧然減速，削減的能量必以輻射的方式出來(lái)。因?yàn)殡娮舆M(jìn)入靶子內(nèi)可以達(dá)到不同的深度，或者說(shuō)它的速度變更是連續(xù)的，損失的能量是連續(xù)的，輻射的能量當(dāng)然就是連續(xù)的，所以輻射的X射線(xiàn)具有連續(xù)譜的性質(zhì)。所以說(shuō)：連續(xù)譜是由軔致輻射，或剎車(chē)輻射引起的。由此可知，連譜譜X射線(xiàn)的能量等于電子的損失的能量。因此，它的最短波長(zhǎng)的X射線(xiàn)的能量等于電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的能量Ve,V為射線(xiàn)管上所加的電壓。即：

因此，連續(xù)譜X射線(xiàn)的短波限與放射X射線(xiàn)的材料無(wú)關(guān)，而只與電壓有關(guān)。2、標(biāo)識(shí)譜的產(chǎn)朝氣理

當(dāng)射線(xiàn)管上的電壓曾加到確定數(shù)值時(shí)，將產(chǎn)生比連續(xù)譜強(qiáng)得多的標(biāo)識(shí)譜。它疊加在連續(xù)譜上，如圖8.7所示。譜線(xiàn)的波長(zhǎng)確定于靶材，每一種元素有一套特定波長(zhǎng)的X射線(xiàn)譜，成為這一元素的標(biāo)識(shí)，所以稱(chēng)為標(biāo)識(shí)譜。特點(diǎn)：X射線(xiàn)標(biāo)識(shí)譜光學(xué)光譜各元素的標(biāo)識(shí)譜都有相像的結(jié)構(gòu)只有同族元素有相像光譜結(jié)構(gòu)無(wú)周期性有周期性結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔結(jié)構(gòu)困難與化學(xué)成份無(wú)關(guān)與化學(xué)成份有關(guān)由內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生由價(jià)電子躍遷產(chǎn)生正是由于內(nèi)層電子都是滿(mǎn)殼層的，各種元素內(nèi)層電子的能級(jí)狀態(tài)都是一樣的，所示都有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，所不同的是由于原子核的電荷數(shù)不一樣，所以能級(jí)的數(shù)值不同，所以標(biāo)識(shí)譜的波長(zhǎng)有所不同。所以我們說(shuō)這一章是驗(yàn)證上一章理論的試驗(yàn)探討。3、產(chǎn)生X射線(xiàn)的電子躍遷

內(nèi)層電子躍遷的條件：要有空位內(nèi)層電子是填滿(mǎn)的．依據(jù)泡利原理不行能再加電子，例如第一層只能最多容兩個(gè)電子，不行能再填第三個(gè)．外層的電子要躍遷到這里，必需先有電子空位，要電子躍遷到哪層，必需先使那一層有一個(gè)空位，如圖所示?？瘴豢梢杂筛咚匐娮訉?duì)原子的非彈性碰撞實(shí)現(xiàn)．也可以由吸取能量足夠高的光子來(lái)實(shí)現(xiàn)。前一方法把要探討的材料裝在x射線(xiàn)管的靶上，使它受高能電子碰撞而發(fā)出射線(xiàn)，這是一般產(chǎn)生X射線(xiàn)的方法。后一方法是利用一種X射線(xiàn)，照射另一種要探討的材料，內(nèi)層電子吸取X射線(xiàn)的能量變成光電子，產(chǎn)生一個(gè)空位。有了一個(gè)空位后，外層的電子就要往里躍遷，從而發(fā)出新的X射線(xiàn)。K線(xiàn)系：當(dāng)?shù)谝恢鳉樱↘層）出現(xiàn)空位時(shí)，外層電子躍遷過(guò)來(lái)產(chǎn)生的X射線(xiàn)其次（L層）→第一層（K層）：產(chǎn)生Kα線(xiàn)第三（M層）→第一層（K層）：產(chǎn)生Kβ線(xiàn)第四（N層）→第一層（K層）：產(chǎn)生Kγ線(xiàn)…L線(xiàn)系：當(dāng)其次主殼層（L層）出現(xiàn)空位時(shí)，外層電子躍遷過(guò)來(lái)產(chǎn)生的X射線(xiàn)第三（M層）→其次層（L層）：產(chǎn)生Lα線(xiàn)第四（N層）→其次層（L層）：產(chǎn)生Lβ線(xiàn)第五（O層）→其次層（L層）：產(chǎn)生Lγ線(xiàn)…M線(xiàn)系…4、莫塞萊定律

英國(guó)物理學(xué)家莫塞萊探討了從鋁到金的幾十種元素的X射線(xiàn)標(biāo)識(shí)譜波長(zhǎng)，于1913年總結(jié)出莫塞萊定律：標(biāo)識(shí)譜K線(xiàn)系的頻率與元素的原子序數(shù)Z的平方成正比。如圖8.8所示，隨著原子序數(shù)Z的增加，譜線(xiàn)的波長(zhǎng)在減小。又如圖8.9所示。思索題：從哪一元素起先預(yù)期能出現(xiàn)X射線(xiàn)的K線(xiàn)系，哪一元素出現(xiàn)L互系？?jī)?nèi)容提要：

1、同X射線(xiàn)有關(guān)的原子能級(jí)；2、X射線(xiàn)的吸?。?/p>

3、康譜頓效應(yīng)目的要求：

1、駕馭同X射線(xiàn)有關(guān)的原子能級(jí)；

2、駕馭康普頓效應(yīng)；重點(diǎn)難點(diǎn)：1、X射線(xiàn)有關(guān)的原子能級(jí)上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了產(chǎn)生X射線(xiàn)的試驗(yàn)、測(cè)量波長(zhǎng)的方法以及產(chǎn)生X射線(xiàn)標(biāo)識(shí)譜的電子躍遷狀況。我們知道了X射線(xiàn)的標(biāo)識(shí)譜的波數(shù)（頻率）與原子序數(shù)的平方成正比。為什么會(huì)有這樣的規(guī)律呢？波數(shù)取決于原子躍遷前后的能級(jí)，所以要搞清晰原子中內(nèi)層電子躍遷的原子能級(jí)。一、與X射線(xiàn)有關(guān)的原子能級(jí)

在發(fā)出X射線(xiàn)的標(biāo)識(shí)譜之前，首先要使原子的內(nèi)層電子產(chǎn)生空位，這須要的能量比前面我們學(xué)的產(chǎn)生光譜的激發(fā)能量和把價(jià)電子電離的能量都要大得多。以鎘原子為例，如圖所示。隔（Z=48）原子處在基態(tài)時(shí)，最外層是兩個(gè)5s電子（見(jiàn)P208），內(nèi)部各層都是排滿(mǎn)了的，第5主殼層的第1次殼層也是滿(mǎn)的，所以原子的總自旋量子數(shù)S=0，總角量子數(shù)L=0，總量子數(shù)J=0，所以原子態(tài)為1S0。假如給原子的能量（碰撞電子的能量）比較小，就只能使最外層的一個(gè)電子躍遷到更高的能級(jí)上（激發(fā)態(tài)），這時(shí)再往回躍遷就發(fā)出一般的光譜。

當(dāng)給原子的能量達(dá)到8.99eV時(shí)，將有一個(gè)5s電子被電離，只剩下一個(gè)5s電子，其它層層仍是滿(mǎn)的，原子的能級(jí)由這個(gè)5s電子確定，S=1/2，L=0，J=1/2，所以原子態(tài)為當(dāng)原子吸取的能量（碰撞電子的能量）比較大時(shí)，就可以使內(nèi)層的電子電離。達(dá)到13eV時(shí)，將使一個(gè)4d電子電離。4d殼層填滿(mǎn)時(shí)為10個(gè)電子，現(xiàn)在只剩下9個(gè)，電子態(tài)為4d9，它的原子態(tài)是什么呢？干脆用9個(gè)電子偶合出一個(gè)原子態(tài)，是一個(gè)比較麻煩的事。但是我們可以用一個(gè)技術(shù)巧：

滿(mǎn)殼層時(shí)的軌道角動(dòng)量、自旋角動(dòng)量和總角動(dòng)量都等于0，也就是說(shuō)總的L=0，S=0，J=0，而10個(gè)電子的總角動(dòng)量是由前面9個(gè)電子的總軌道角動(dòng)量和第10個(gè)電子的角動(dòng)量的矢量和。也就是說(shuō)：，所以，也就是說(shuō)9個(gè)4d電子的總軌道角動(dòng)量和一個(gè)4d電子的軌道角動(dòng)量大小是相等的，只是方向相反罷了。所以=2同理=1/2，=5/2，3/2

所以原子態(tài)為，是一個(gè)雙重態(tài)。

由此可知：滿(mǎn)殼層缺少一個(gè)電子形成的原子態(tài)和該殼層具有一個(gè)電子形成的原子態(tài)是相同的。當(dāng)給原子供應(yīng)更大的能量時(shí)，能使原子更深層的電子給電離出去，使原子躍遷到更高的能級(jí)上，如圖所示，左邊向上的箭頭表示，原子吸取能量使內(nèi)層電子電離的過(guò)程。其中使最內(nèi)層（K層）1s的電子電離須要最大的能量（須要268keV），原子也躍遷到了最高的能級(jí)，稱(chēng)為K吸?。皇筁層的電子電離能量要小得多(只須要幾千電子伏)；使M層電子電離只要幾百電子伏就夠了。

從各個(gè)完整的殼層電離一個(gè)電子后形成的原子態(tài)如圖中最右邊標(biāo)示。

圖中右半部分向下的箭頭表示，原子的內(nèi)層電子出現(xiàn)空位后，原子處在一高能態(tài)，外層電子向內(nèi)層躍遷

填補(bǔ)空位時(shí)，能級(jí)向下躍遷，而產(chǎn)生X射線(xiàn)的過(guò)程。這里原子態(tài)之間躍遷時(shí)也要遵守選擇定則，與光譜狀況相同：正是由于X射線(xiàn)的標(biāo)識(shí)譜線(xiàn)是原子內(nèi)層結(jié)構(gòu)狀況的反映，因此對(duì)它的探討成為人們了解原子內(nèi)部殼層結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要手段。二、X射線(xiàn)的吸取譜

X射線(xiàn)波長(zhǎng)很短，在物質(zhì)中有很強(qiáng)的穿透本事，但各種物質(zhì)對(duì)它仍有確定的吸取作用。也就是說(shuō)，X射線(xiàn)通過(guò)物質(zhì)后強(qiáng)度要發(fā)生衰減，也就是物質(zhì)對(duì)X射線(xiàn)吸取前后的光強(qiáng)及物質(zhì)厚度的關(guān)系為：稱(chēng)為衰減系數(shù)。導(dǎo)致X射線(xiàn)強(qiáng)度衰減的緣由有兩種：吸取和散射。吸取是原子把X射線(xiàn)的能量轉(zhuǎn)換成自身能量的過(guò)程；而散射只是變更射線(xiàn)的方向，導(dǎo)致原來(lái)的X射線(xiàn)強(qiáng)度減小。我們這里著重探討原子對(duì)X射線(xiàn)的吸取。試驗(yàn)表明，某一物質(zhì)材料對(duì)X射線(xiàn)的吸取作用會(huì)隨著入射線(xiàn)波長(zhǎng)的減小而很快下降；不同的物質(zhì)對(duì)同一X射線(xiàn)的吸取則隨著吸取物質(zhì)原子序數(shù)Z的減小而快速下降。原子吸取系數(shù)與原子序數(shù)及X射線(xiàn)波長(zhǎng)的關(guān)系為：也就是說(shuō)：X射線(xiàn)的波長(zhǎng)越短，吸取越少，貫穿本事越高；原子序數(shù)越大的物質(zhì)對(duì)X射的吸取越大。所在為防止X射線(xiàn)輻射的影響，一般都用重金屬（如：鉛）作為疼惜盒，當(dāng)然它本身必需是穩(wěn)定的。但是上式并不是在整個(gè)X射線(xiàn)范圍內(nèi)都成立，而是分段成立的。如圖所示，當(dāng)X射線(xiàn)的波長(zhǎng)為某些特定值時(shí)，吸取會(huì)突然加強(qiáng)。這些地方就稱(chēng)為吸取限。對(duì)應(yīng)的X射線(xiàn)波長(zhǎng)稱(chēng)為吸取限波長(zhǎng)。從圖中可以看出同一物質(zhì)材料有多個(gè)吸取限，它們反映了原子中各個(gè)殼層的電子有不同的電離能。當(dāng)入射的X射線(xiàn)（光子）的能量正好等于某殼層上電子的電離能時(shí)，射線(xiàn)就會(huì)被共振吸取，使吸取系數(shù)突然增加。如圖8.10所示，隨著X射線(xiàn)波長(zhǎng)的減小，X射線(xiàn)的能量增加，當(dāng)X射線(xiàn)光子的能量足以使一個(gè)2p電子電離時(shí)，出現(xiàn)兩個(gè)吸取峰LⅢ和LⅡ，因?yàn)槿鄙僖粋€(gè)2p電子時(shí)能形成兩個(gè)原子態(tài)（兩個(gè)光譜項(xiàng)即為兩個(gè)能級(jí)）。當(dāng)X射線(xiàn)光子的能量足以使一個(gè)2s電子電離時(shí)，出現(xiàn)一個(gè)吸取峰LⅠ。X射線(xiàn)光子的能量足以使一個(gè)1s電子電離時(shí)，再次出現(xiàn)一個(gè)吸取峰K。不同的物質(zhì)材料吸取限波長(zhǎng)位置不同，因?yàn)椴煌牟牧系脑有驍?shù)不同，即原子核的所帶的電荷數(shù)不同，同一殼層的電子的電離能也不同，所以吸取限的位置也不同，如圖所示。依據(jù)物質(zhì)對(duì)X射線(xiàn)的吸取限可以計(jì)算出物質(zhì)各個(gè)殼層電子的電離能因此，利用物質(zhì)對(duì)X射線(xiàn)的吸取可以探討物質(zhì)原子的結(jié)構(gòu)。這也是產(chǎn)生新X射線(xiàn)的方法。三、康普頓效應(yīng)（X射線(xiàn)的散射）

康普頓在1922年時(shí)發(fā)覺(jué)X射線(xiàn)被散射后，在散射光中除原波長(zhǎng)外，還將出現(xiàn)波長(zhǎng)變長(zhǎng)的部分。這種現(xiàn)象后來(lái)被稱(chēng)為康普頓效應(yīng)，它與光電效應(yīng)一樣是證明光的粒子性的主要試驗(yàn)依據(jù)。（其實(shí)光電效應(yīng)與X射線(xiàn)的產(chǎn)生過(guò)程是一對(duì)互逆過(guò)程：電子→光光→光電子）規(guī)律：1設(shè)入射線(xiàn)的波長(zhǎng)為λ0，沿不同方向的散射光中，除原波長(zhǎng)外都有波長(zhǎng)λ>λ0的光波成份。2波長(zhǎng)差隨散射角的增大而增加；原波長(zhǎng)λ0譜線(xiàn)的強(qiáng)度隨散射角增加而減小，波長(zhǎng)為λ的譜線(xiàn)強(qiáng)度則隨散射角的增加而增大。如圖。3若用不同元素作為散射物質(zhì)，則波長(zhǎng)差與散射物質(zhì)無(wú)關(guān)；原波長(zhǎng)譜線(xiàn)的強(qiáng)度隨散射物質(zhì)原子序數(shù)增加而增加，波長(zhǎng)為λ的譜線(xiàn)強(qiáng)度則隨散射物質(zhì)原子序數(shù)增加而減弱。如圖8.15。康普頓效應(yīng)是光子同電子碰撞的結(jié)果。作業(yè)：249頁(yè)，第7題、第8題內(nèi)容提要：

1、第六章復(fù)習(xí)習(xí)題；

2、第七章復(fù)習(xí)習(xí)題；教學(xué)內(nèi)容：一、第六章學(xué)習(xí)要點(diǎn)1．元素周期律：元素周期表，玻爾說(shuō)明.2．原子的電子殼層：主殼層：KＬＭＮOPQ次殼層（課本表72頁(yè)）、次支殼層電子填充殼層的原則：包里不相容原理、能量最小原理3．原子基態(tài)的電子組態(tài)（Z=1----20）、莫色勒定律、原子的殼層結(jié)構(gòu)、多電子的原子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用(n,l,ml,,ms)四個(gè)量子數(shù)表征：（1）主量子數(shù)n，可取n=1,2,3,4,…確定原子中電子能量的主要部分（2）角量子數(shù)l，可取l=0,1,2,…(n-1)確定電子軌道角動(dòng)量的值l012345678記號(hào)spdfghikl(nl表示電子態(tài))如1s2p（3）磁量子數(shù)ml，可取ml=0,±1,±2,…±l確定電子軌道角動(dòng)量在外磁場(chǎng)方向的重量（4）自旋磁量子數(shù)ms，只取ms=±1/2確定電子自旋角動(dòng)量在外磁場(chǎng)方向的重量“原子內(nèi)電子按確定殼層排列”主量子數(shù)n四個(gè)相同的電子組成一個(gè)主殼層。n=1,2,3,4,…,的殼層依次叫K,L,M,N,…殼層。每一殼層上，對(duì)應(yīng)l=0,1,2,3,…可分成s,p,d,f…分殼層。（一）泡利(W.Pauli)不相容原理在同一原子中，不行能有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電子具有完全相同的四個(gè)量子數(shù)（即處于完全相同的狀態(tài)）。各殼層所可能有的最多電子數(shù):當(dāng)n給定，l的可取值為0,1,2,…,n-1共n個(gè);當(dāng)l給定，ml的可取值為0,±1,±2,…,±l共2l+1個(gè)當(dāng)n,l,ml給定，ms的可取值為±1/2共2個(gè).給定主量子數(shù)為n的殼層上，可能有的最多電子數(shù)為：

原子殼層和分殼層中最多可能容納的電子數(shù)

ln9826(7i)22(7h)18(7g)14(7f)10(7d)6(7p)2(7