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几种x-ray产生的原理  

2011-09-04 21:25:00|  分类: x-ray |  标签: |举报 |字号 订阅

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1.什么是x-ray?

波长在10-12~10-8m的光称为X光。

2.产生x-ray的几种方式。

一:特征辐射

当电子束与标靶的原子碰撞时,原子内层电子被打出,外层电子往内递补,而由高能阶转变成低能阶的状态,能量便藉由X-ray的方式产生,此X光称为特征辐射。此时,若撞掉的K层电子由L层的电子递补而产生的X-ray称为Kα;若是由M层电子递补则称Kβ。

二:连续辐射

当以高电压加速之电子束撞击阳极标靶,高速电子受到标靶原子的阻挡急剧停止下来,电子在非弹性碰撞过程中能量损失部分转变成X光子的能量,此X光称为连续辐射。

三:同步辐射

根据电磁学的理论,带电粒子的运动速度或方向改变时会放射出电磁波。当电子以接近光速飞行,受到磁场的作用而发生偏转时,便会因相对论效应沿着偏转的切线方向,放射出薄片状的电磁波,这就是「同步辐射光」。

同步辐射也是电磁波的一份子,为一连续波段的电磁波,涵盖红外线、可见光、紫外线及X光等,1947年首次在美国通用电器公司同步加速器上意外地被发现,因此命名为「同步加速器辐射」,又简称为「同步辐射」。同步辐射和X光不同之处为X光是用高速电子撞击金属靶,内层电子掉出来外层电子跳进去放出的光;同步辐射是用电磁铁让电子或带电粒子,在一个固定的环内持续的做圆周运动,在物理上带电粒子若做等速圆周运动,能量就会一直累积,累积到一定程度后,可控制电子或质子加速的速度,在切线的方向,动能就会以光的方式释放出来,所以加速可以控制放出光的强度和频率。

四:自由电子激光(a free-electron laser)

为了产生自由电子激光,一束电子被加速至接近光速(相对论速度)。之后,电子束通过由周期性横向磁场构成的自由电子振荡器。产生周期性磁场的磁体阵列又被称为“波荡器(undulator)”或“摇摆体(wiggler)”,这是因为它们会作用于电子束使之形成正弦形状的路径。在此路径上对电子进行加速会使之发射光子(同步辐射)。由于电子周期运动与已发射光场同相,得到的是相干叠加的光场,即自由电子激光。所发射的光波长可以通过改变电子束能量或波荡器的磁场强度进行调节。

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