6-1 某一X 射线管发出的连续X 光谱的最短波长为0.0124nm ,试问它的工作电压是多少?解:依据公式
6-2莫塞莱的实验是历史上首次精确测量原子序数的方法.如测得某元素的K αX 射线的波长为0.068 5 nm ,试求出该元素的原子序数.
)
(0Z ;将值代入上式,
10
246.0)⨯⨯=
=
=1780 Z=43
即该元素为43号元素锝(Te).
6-3 钕原子(Z=60)的L 吸收限为0.19nm ,试问从钕原子中电离一个K 电子需作多少功? 6-4 证明:对大多数元素K α1射线的强度为K α2射线的两倍.
6-5 已知铅的K 吸收限为0.014 1nm,K 线系各谱线的波长分别为:0.016 7nm(K α);0.0146nm(K β);0.0142nm(K γ),现请:
(1) 根据这些数据绘出有关铅的X 射线能级简图;(2) 计算激发L 线系所需的最小能量与L α线的波长.
分析要点:弄清K 吸收限的含义. K 吸收限指在K 层产生一个空穴需要能量. 即K 层电子的结合能或电离能.
解: (1)
K K α L α K β K γ (2) 激发L 线系所需的能量:
(3)
K 层电子的电离能为
在L 壳层产生一个空穴所需的能量 E LK = φK -φL
φL =φK - E LK =87.94 keV -84.93keV=3.01 keV
φ
即有0.116nm.
6-6 一束波长为0.54 nm 的单色光入射到一组晶面上,在与入射束偏离为120︒的方向上产生一级衍? 解:由于入射束在偏离120︒的方向上产生一级衍射极大
sin θ =sin120︒依据公式 θ=λ
sin 2d n n=1 解得 d=0.312 nm
6-7 在康普顿散射中,若入射光子的能量等于电子的静止能,试求散射光子的最小能量及电子的最大动量.
6-8 在康普顿散射中,若一个光子能传递给一个静止电子的最大能量为10 keV ,试求入射光子的能量.
解:(1)其中c
m ν
光子去的能量为电子获得的能量依题意,如果电子获得最大能量,则出射光子的能量为最小,(1)式有最小值的条件是θ=π 由E
由此可算出:E
E =+ν
E
c
E
=+ 2)(2c
m E
E
h h o =-νν
代入数据 ⨯-光E 226-9 若入射光子与质子发生康普顿散射,试求质子的康普顿波长.如反冲质子获得的能量为:由康普顿波长定义
m E
E p = 6.54=νh MeV
6-10 康普顿散射产生的散射光子,再与原子发生相互作用,当散射角θ>60°时,无论入射光子能量多么大,散射光子总不能再产生正负电子偶.试证明之. 6-11 证明:光子与自由电子相碰,不可能发生光电效应. 6-12 证明:在真空中不可能发生“光子一电子对”过程.
6-13已知铑(Z=45)的电子组态为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 64d 85s I ,现请: (1)确定它的基态谱项符号;
(2)用它的K αX 射线作康普顿散射实验,当光子的散射角为60°时,求反冲电子的能量(已知K α的屏蔽系数b=0.9);
(3)在实验装置中用厚为0.30cm 的铅屏蔽该射线.如果改用铝代替铅,为达到同样的屏蔽效果,需要用多少厚的铝?(μpb =52.5 cm -I ;μAl =0.765 cm -1)
解:(1)电子组态中4d 85s 1未填满,所以为基态的电子组态4d 25s
l 1= l 2=2,l 3=0
334=θ(3用Al 2x Al μ
其中6-14已知铜和锌的K αX 射线的波长分别为0.015 39 nm ,和0.014 34 nm ,镍的K 吸收限为0.148 9 nm ,它对铜和锌的K αX 射线的质量吸收系数分别为48 cm 2/g 和325 cm 2/g .试问:为了使铜的K α?
00
ρ
-=x e I I 480 2
3250
''ρx e I I -= μm。