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XRF归纳之X射线荧光光谱仪工作原理

 发布时间:2021-08-16 点击量:201
 XRF归纳之X射线荧光光谱仪工作原理
  【摘要】
  X射线荧光是原子内产生变化所致的现象。一个稳定的原子结构由原子核及核外电子组成。
  XRF测试作为常用测试之一,但仍有许多同学不太了解其工作原理,本篇文章由科学指南针科研服务平台给大家介绍X射线荧光光谱仪工作原理。
  X射线荧光是原子内产生变化所致的现象。一个稳定的原子结构由原子核及核外电子组成。其核外电子都以各自特有的能量在各自的固定轨道上运行,内层电子(如K层)在足够能量的X射线照射下脱离原子的束缚,释放出来,电子的逐放会导致该电子壳层出现相应的电子空位。这时处于高能量电子壳层的电子(如:L层)会跃迁到该低能量电子壳层来填补相应的电子空位。由于不同电子壳层之间存在着能量差距,这些能量上的差以二次X射线的形式释放出来,不同的元素所释放出来的二次X射线具有特定的能量特性。这一个过程就是我们所说的X射线荧光(XRF)。元素的原子受到高能辐射激发而引起内层电子的跃迁,同时发射出具有一定特殊性波长的X射线,根据莫斯莱定律,荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关,其数学关系如下:
  λ=K(Z-S)-2
  式中K和S是常数。而根据量子理论,X射线可以看成由一种量子或光子组成的粒子流,每个光具有的能量为:
  E=hν=hC/λ
  式中,E为X射线光子的能量,单位为keV;h为普朗克常数;ν为光波的频率;C为光速。因此,只要测出荧光X射线的波长或者能量,就可以知道元素的种类,这就是荧光X射线定性分析的基础。将样品中有待分析的各种元素利用X射线轰击使其发射其特征谱线,经过狭缝准直,使其近似平行光照射到分光晶体上,对己知其面间距为d的分光晶体点阵面上的辐射加以衍射。依据布拉格定律,适用公式nλ=Zdsinθ。
  对于晶体的每一种角位置,只可能有一种波长的辐射可被衍射,而这种辐射的强度则可用合适的计数器加以测量。分析样品时,鉴定所发射光谱中的特征谱线,就完成了定性分析;再将这些谱线的强度和某种适当标准的谱线强度进行对比,就完成了定量分析。
  以上仅为科学指南针平台的自我总结,故此分享给大家,希望可以帮助大家对测试更了解,如有测试需求,可以和科学指南针联系,我们会给与您最准确的数据和好的服务体验,惟祝科研工作者可以更轻松的工作。

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