Сызганбаева С. А
жүктеу/скачать 1.63 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Мозли заңы
| Қысқаша дәріс
Атомның ішкі электроны жұлып шығарылсын дейік. Осы жағдайда сыртқы электрон “төмен секіріп” түсіп, ішкі электронның орнын басқан болсын; сонда энергиясы әдеттегіден мың есе басым фотон шығарылған болар еді. Бұл фотонның толқын ұзындығы көрінетін жарықтың толқын ұзындығынан жүздеген немесе мыңдаған есе қысқа болар еді. Толқын ұзындығы 0,01<<10 нм аралығында болатын осындай фотондар рентгендік сәуле деп аталады. Рентген сәулелері жылдам электрондармен қатты нысаналарды атқылаған кезде пайда болады. Рентген сәулелерін алу үшін арнаулы рентгендік түтікше қолданылады. Түтікшенің катоды мен аноды арасындағы потенциалдар айырмасын өзгерте отырып, термоэлектрондардың жылдамдығын, демек кинетикалық энергиясын өзгертуге болады. Сөйтіп түтікшенің жұмыс істеу режимін қалауымызша өзгертіп, рентгендік сәулелерді әр түрлі жағдайларда қоздыруға болады. Қоздырылу жағдайларына қарай рентгендік сәулелер тежеулік (тормозное) рентген сәулелері және сипаттамалық (характеристическое) рентген сәулелері деп екіге бөлінеді. Рентгендік түтікшенің антикатодын электрондармен атқылағанда пайда болатын рентгендік спектрлер екі түрлі: тұтас және сызықтық болады. Тұтас спектрлер антикатод затында жылдам электрондар тежелген кезде пайда болады және бұлар электрондардың тежеулік сәуле шығаруынан алынады. Осы спектрлердің түрі антикатод затына тәуелді болмайды. Рентгендік түтікшедегі кернеуді өсіргенде тұтас спектрмен қатар сызықтық спектр байқалады. Ол жеке сызықтардан тұрады және антикатод затына тәуелді. Бұлар K, L, M, N, O әріптерімен белгіленетін бірнеше сериялардан тұрады. Әрбір серия бірнеше сызықтардан ғана тұрады және бұлар жиіліктердің өсуіне қарай , , индекстерімен белгіленеді. Нәзік түзілісі жоқ (синглет) спектрлік сызықтардың зеемандық жіктелуін қарастырайық. Мұндай сызықтар қарапайым синглет деңгейлер (яғни толық спин S=0) арасындағы кванттық көшулер нәтижесінде пайда болады. Осындай деңгейлер үшін g=1. Мозли заңы. Атомның әрбір электроны ядро мен "ішкі" және "сыртқы" электрондар тудыратын электр өрісінде болады. Сыртқы электрондар өрісінің ішкі электрондар энергиясына ешқандай әсері жоқ десе де болады. Сондықтан рентгендік деңгейлердің энергиясы бірінші жуықтауда сутегі тәрізді атомдар формуласына ұқсас формуламен есептеледі: (15.2) Сутегі атомы формуласынан айырмашылығы бүл формулада түзетуі бар. Осы түзету тасалау (экрандау) түрақтысы деп аталады; ол ядро өрісінің электрондармен экрандалуын ескереді. Z-ке тәуелді емес деуге болады, бірақ п мен l -ге тэуелді. Жеңіл атомдардың K-кабығындагы электрондар үшін осы қабыктың негізінен екінші электроны экрандаушы әсер етеді; осы жағдайда 1. Жеңіл атомдардың L-қабыгының электрондар үшін 8. ның дәл мәндері тек тәжірибе жүзінде анықталуы мүмкін. Электронынан айрылған атом энергиясы оң таңбалы. Сондықтан, (15.2) формула мен сутегі атомы үшін формуланың таңбалары әр түрлі болады. Энергияның сақталу заңына сәйкес рентген кванттарының энергиясы атомның алғашқы жэне соңғы күйлері энергияларының айырымына тең: (15.3) Экрандау түрақтысын деңгейлер үшін емес, тікелей спектрлік сызықтар үшін енгізуге болады. Сонда (15.3) формула ықшамдырақ түрге келеді (15.4) (15.3) формуладан элемент неғүрлым ауыр болса, оның шығаратын сипаттамалық рентген сәулелерінің толқыны, соғүрлым кысқа (жиіліктері үлкен) болатыны көрінеді. Сөйтіп рентген сәулесінің толқынының үзындығы элементтің атомдық нөміріне тәуелді. Осы заңдылықты 1913 ж. ағылшын физигі Мозли тэжірибе жүзінде ашкан. Ол К-серияның берілген сызығы жиілігінің квадрат түоірінщ элементтің Z атомдық номіріне тәуелділігі сызықтық байланыспен орнектелетінін тагайындаған (15.6-сурет): мұндағыС, - тұрақтылар.С мен -ның баска мәндері бар осы формула L - серия үшін де, тағы басқа сериялар (М, N,...) үшін де дұрыс болады. Осы формула Мозли заңы деп аталады. Бір элементтен келесі элементке ауысқанда сипаттамалык рентгендік спектрлердің ығысуын осы формула аныктайды. ОЖЕ электрондық спектроскопия әдісі зерттелетін материалдың беті бойынша элементтік және химиялық құрамы туралы жоғары жергілікті және бірнеше атомдық моноқабат тереңдігіңдегі ақпаратты алуға мүмкіндік береді. Әдісті пайдалану кезінде Оже−электронның, электрон шоғымен әсер еткенде зерттелетін материалдың бетінде қозатын (жалпы жағдайда – Оже− ауысуын қоздыру үшін энергиясы жеткілікті бөлшек шоғымен, яғни рентгендік сәулелендірумен, иондық шоқпен), спектрі сараптамасы және тіркелуі жасалады. 1-сурет. Оже-спектроскопия түрлері Бірінші процесс электронның байланыс энергиясы 1 кЭв−тан артық болғанда, екіншісі − жеңіл атомдар үшін және байланыс энергиясы 1 кэВ−тан аспағанда орындалады [13]. Шығарылатын электронның кинетикалық энергиясы келесі формуламен өрнектеледі:
мұндағы − база деңгейіндегі энергия; −бірінші сыртқы электрон қабығының энергиясы; − екінші сыртқы электрон қабығының энергиясы 15.4 - сурет - Электронның кинетикалық энергиясының сұлбасы ОЭС қолдану дәстүрлі облыстары – қатты дене беттік қабатында адсорбция және десорбция, коррозия, үстіңгі гетерогенді катализ кезінде болатын құбылыстар, түрлі технологиялық процесстер кезіндегі беттің таза болуын бақылау процесін зерттеу. жүктеу/скачать 1.63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|