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第一部分第一部分基本原理基本原理第一章第一章X射线的产生和性质射线的产生和性质1.1.1.X射线的发现射线的发现1895W.C.Rntgen（Germanphysicist）1.1X射线的本质射线的本质1.1.2X射线的特性及应用射线的特性及应用不可见不可见沿直线传播沿直线传播穿透力强穿透力强能使许多物质发光能使许多物质发光对生物细胞有杀伤作用对生物细胞有杀伤作用1.1.3X射线的本质射线的本质X射线究竟是粒子流，还是电磁波？

射线究竟是粒子流，还是电磁波？

有一种鉴定方法就是看有一种鉴定方法就是看X射射线能否借助含有一系列细线线能否借助含有一系列细线的衍射光栅而衍射。

要想得的衍射光栅而衍射。

要想得到适当的衍射，这些细线的到适当的衍射，这些细线的间距必须大致与辐射线的波间距必须大致与辐射线的波长大小相等长大小相等。

德国物理学家劳厄德国物理学家劳厄晶体内部原子晶体内部原子规律性地排布规律性地排布设想设想X射线是极短的电磁波，其波长和晶射线是极短的电磁波，其波长和晶体中原子间距具有相同的数量级，那么当体中原子间距具有相同的数量级，那么当用用X射线照射晶体时应能观察到干涉现象。

射线照射晶体时应能观察到干涉现象。

n劳厄的劳厄的X射线衍射实验表明射线衍射实验表明X射线是一射线是一种电磁波种电磁波。

波长很短波长很短:

10-2-102埃埃波粒二象性波粒二象性1.2X射线的产生射线的产生XX射线管射线管同步辐射同步辐射XX射线源射线源X射线管射线管XX射线管的基本构造射线管的基本构造特殊结构的特殊结构的X射线管射线管旋转阳极旋转阳极X射线管射线管-功率大功率大（强度大强度大）细聚焦细聚焦X射线管射线管-分辨率高分辨率高同步辐射同步辐射XX射线源射线源速度接近光速的带电粒子在速度接近光速的带电粒子在磁场中作圆周运动时，会沿磁场中作圆周运动时，会沿着偏转轨道切线方向发射连着偏转轨道切线方向发射连续谱的电磁波。

续谱的电磁波。

n同步辐射光频谱宽且连续可调：

具有同步辐射光频谱宽且连续可调：

具有从远红外、可见光、紫外直到从远红外、可见光、紫外直到XX射线范射线范围内的连续光谱围内的连续光谱n亮度高：

同步辐射光源的亮度高：

同步辐射光源的XX射线亮度比射线亮度比常规常规XX光机的高好几个数量级光机的高好几个数量级n高准直度、高纯净性、精确度高以及高准直度、高纯净性、精确度高以及高稳定等独特的性能。

高稳定等独特的性能。

n连续连续X射线谱射线谱n（多色多色X射线射线）n标识标识X射线谱射线谱n（单色单色X射线射线）1.3X射线谱射线谱intensitywavelengthwavelengthintensityKKKK1.3.1连续连续X射线谱射线谱intensitywavelengthIImaxmaxmm00短波限短波限00连续谱连续谱K11.11.410-9e.g.forW（Z=74）whenV=100kV,=1%连续连续XX射线的总强度射线的总强度XX射线管发射连续射线管发射连续XX射线的效率射线的效率1.3.2标识标识X射线谱射线谱wavelengthintensityKK标识谱标识谱产生机理产生机理wavelengthintensityKK电子电子（eV）X射线射线n2n1n3KLM标识谱标识谱特点特点若干个系若干个系KK、LL、MM辐射辐射KLMNeutralatomKexcitationKexcitationLexcitationLexcitationKKradiationradiationKKradiationradiationLLMM标识谱标识谱特点特点wavelengthintensityKKKKIKIKKK2K1电子电子（eV）X射线射线n2n1n3KLM标识谱标识谱特点特点激发电压激发电压VVKK管管电电压压增增大大到到一一定定值值后才会产生后才会产生XX射线。

射线。

n欲欲激激发发出出靶靶材材原原子子内内层层电电子子，例例如如KK层层电电子子，阴阴极极射射来来的的电电子子的的动动能能必必须须等等于于或或大大于于KK层层电电子子与与原原子子核核结结合合能能EEKK，或或KK层层电电子子逸逸出出原原子子所所做的功做的功WWKK，即，即n1-20KVn2-25KVn3-35KV标识谱标识谱特点特点-Z-Z若若n1=1,n2=2，则，则-莫塞莱定律莫塞莱定律WhereK2andnareconstants,n=1.5forKseries;n=2forLseries标识标识X射线的强度射线的强度wavelengthintensityKKKK12345V/VKII标标标标/I/I连连连连selectionofworkingvoltageselectionofworkingvoltagewhenwhenVV/VVKK=35,maximum=35,maximumII标标标标/II连连连连obtainedobtained.Atomk（埃埃）Vk（kv）workingvoltage（kv）Cr2.07015.9820-25Fe1.74337.125-30Co1.60817.7130Ni1.48808.2930-35Cu1.38048.8635-40Mo0.619820.050-55Ag0.485525.555-60