Физические методы исследования полимеров. Шестаков А.С. - 39 стр.

UptoLike

Составители: 

39
электрона на соответствующей электронной оболочке с ядром. Если энер-
гия фотона больше энергии связи E
K
, то она достаточна для вырывания
электронов не только из K-оболочки , но и из других оболочек, поскольку
энергия связи E
K
больше E
L
,
E
M
и т.д., то есть фотоэффект в этом случае
может возникнуть в любой электронной оболочке . Однако наибольшую
вероятность поглощения фотона имеют наиболее связанные электроны, то
есть электроны K-оболочки .
Ионизованный атом не может находиться в неустойчивом, возбуж -
дённом состоянии дольше 10
-8
-10
-9
с. Он стремится вернуться в более низ-
кое энергетическое состояние . Возвращение атома в исходное состояние
сопровождается заполнением вакансий в электронных оболочках электро-
нами с других, более удалённых от ядра, орбиталей. При удалении элек-
трона, например, из K-оболочки его место может занять электрон из L-, M-
или других оболочек. Одновременно с этим испускается характеристиче-
ское рентгеновское излучение (флуоресценция). Так возникают характери-
стические рентгеновские спектры, имеющие линейчатую структуру. В от -
личие от оптических спектров, рентгеновские спектры мало зависят от то-
го , находится ли атом в свободном состоянии или входит в какое -либо хи -
мическое соединение . Это объясняется тем, что оптические спектры связа-
ны в основном с внешними (валентными) электронами. При образовании
химических соединений состояния этих электронов изменяются, что ска -
зывается на оптических спектрах. Поскольку характеристическое рентге -
новское излучение связано с переходами электронов между внутренними
оболочками атомов, то они оказываются мало подверженными влиянию
химических связей. Как и оптические , рентгеновские спектры состоят из
отдельных групп линий, различающихся по длинам волн и называемых се -
риями. Серии рентгеновских спектров в отличие от оптических сравни-
тельно просты (рис.37).
Принципи -
альная схема РФ-
спектрометра при-
ведена на рис.38.
Образец 2 помеща-
ется в кюветное от -
деление над рентге -
новской трубкой.
Твёрдый образец
может висеть над
трубкой, опираясь
на края диска , жид-
кий или порошко -
образный образец помещаются в стаканчик, днищем которого является за-
креплённая в пяльцах полиэтилентерефталатная плёнка . Образец подвер-
гается воздействию излучения рентгеновской трубки 1 и сам испускает
рентгеновское излучение . Излучение образца наблюдается только в период
Рис.38 Основные узлы РФ -анализатора:
1 рентгеновская трубка ; 2 образец; 3 коллиматор; 4
кристалл-монохроматор; 5 детектор.
                                          39
эле ктрона на соот в е т ст в ую ще й эле ктронной оболоч ке с ядром. Е сли эне р-
гия фот она больш е эне ргии св язи EK, т о она дост ат оч на для в ырыв ания
эле ктронов не т олько из K-оболоч ки, но и из других оболоч е к, поскольку
эне ргия св язи EK больш е EL, EM и т .д., т о е ст ь фот оэффе кт в эт ом случ ае
мож е т в озникнут ь в лю бой эле ктронной оболоч ке. О днако наибольш ую
в е роят ност ь поглоще нияфот она име ю т наиболе е св язанные эле ктроны, т о
е ст ь эле ктроны K-оболоч ки.
        И онизов анный ат ом не мож е т находит ься в не уст ойч ив ом, в озбуж -
дё нном сост оянии дольш е 10-8-10-9 с. О н ст ре мит сяв е рнут ься в боле е низ-
кое эне рге т ич е ское сост ояние . В озв раще ние ат ома в исходное сост ояние
сопров ож дае т ся заполне ние м в акансий в эле ктронных оболоч ках эле ктро-
нами с других, боле е удалё нных от ядра, орбит але й. При удале нии эле к-
т рона, наприме р, из K-оболоч ки е го ме ст о мож е т занят ь эле ктрон из L-, M-
или других оболоч е к. О днов ре ме нно с эт им испускае т ся характе рист ич е -
ское ре нт ге нов ское излуч е ние (флуоре сц е нц ия). Т акв озникаю т характе ри-
ст ич е ские ре нт ге нов ские спе ктры, име ю щие лине йч ат ую ст руктуру. В от -
лич ие от опт ич е ских спе ктров , ре нт ге нов ские спе ктры мало зав исят от т о-
го, находит сяли ат ом в св ободном сост оянии или в ходит в какое -либо хи-
мич е ское сое дине ние . Э т о объ ясняе т сят е м, ч т о опт ич е ские спе ктры св яза-
ны в основ ном с в не ш ними (в але нт ными) эле ктронами. При образов ании
химич е ских сое дине ний сост ояния эт их эле ктронов изме няю т ся, ч т о ска-
зыв ае т ся на опт ич е ских спе ктрах. Поскольку характе рист ич е ское ре нт ге -
нов ское излуч е ние св язано с пе ре ходами эле ктронов ме ж ду в нут ре нними
оболоч ками ат омов , т о они оказыв аю т ся мало подв е рж е нными в лиянию
химич е ских св язе й. К аки опт ич е ские , ре нт ге нов ские спе ктры сост оят из
от де льных групп линий, различ аю щихсяпо длинам в олн и назыв ае мых се -
риями. С е рии ре нт ге нов ских спе ктров в от лич ие от опт ич е ских срав ни-
т е льно прост ы (рис.37).
        Принц ипи-
альная схе ма РФ -
спе ктроме т ра при-
в е де на на рис.38.
О бразе ц 2 поме ща-
е т ся в кю в е т ное от -
де ле ние над ре нт ге -
нов ской        т рубкой.
Т в ё рдый        образе ц
мож е т в исе т ь над
т рубкой, опираясь Рис.38 О снов ные узлы РФ -анализат ора:
на края диска, ж ид- 1 – ре нт ге нов ская т рубка; 2 – образе ц ; 3 – коллимат ор; 4 –
                            крист алл-монохромат ор; 5 – де т е ктор.
кий или порош ко-
образный образе ц поме щаю т сяв ст аканч ик, днище м кот орого яв ляе т сяза-
кре плё нная в пяльц ах полиэт иле нт е ре фт алат ная плё нка. О бразе ц подв е р-
гае т ся в озде йст в ию излуч е ния ре нт ге нов ской т рубки 1 и сам испускае т
ре нт ге нов ское излуч е ние . И злуч е ние образц а наблю дае т сят олько в пе риод