РЕНТГЕ́НОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИ́Я

РЕНТГЕ́НОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИ́Я, со­во­куп­ность экс­пе­ри­мен­таль­ных ме­то­дов, по­зво­ляю­щих по­лу­чать рент­ге­нов­ские спек­тры, а так­же тео­ре­тич. ин­тер­пре­та­ция этих спек­тров, даю­щая воз­мож­ность ди­аг­но­сти­ки из­лу­чаю­щих объ­ек­тов.

Формирование спектра кристаллическим спектрометром.

Осн. ин­ст­ру­мент Р. с. – кри­стал­лич. спек­тро­метр на ос­но­ве брэг­гов­ской ди­фрак­ции. Из все­го на­бо­ра лу­чей, ис­пус­кае­мых ис­точ­ни­ком, кри­сталл от­ра­жа­ет лишь те, ко­то­рые удов­ле­тво­ря­ют Брэг­га – Вуль­фа ус­ло­вию, и фор­ми­ру­ет спектр в плос­ко­сти ре­ги­ст­ра­ции (рис.). При ис­поль­зо­ва­нии про­тя­жён­ных ис­точ­ни­ков при­ме­ня­ют спек­тро­мет­ры на изо­гну­тых кри­стал­лах (т. н. схе­мы Ио­ган­на и Ко­шуа); при ис­точ­ни­ке ма­лых раз­ме­ров вы­со­кой све­то­си­лы по­зво­ля­ет дос­тичь схемa Га­мо­ша (кри­сталл изо­гнут по ци­лин­д­рич. по­верх­но­сти, ис­точ­ник рас­по­ло­жен на оси ци­лин­д­ра). Ре­ги­ст­ра­ция спек­тров осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с по­мо­щью фо­то­ма­те­риа­лов, ПЗС-мат­риц, мик­ро­ка­наль­ных пла­стин, мно­го­про­во­лоч­ных счёт­чи­ков. В об­лас­ти жё­ст­ко­го рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния хо­ро­шим спек­траль­ным раз­ре­ше­ни­ем об­ла­да­ют про­пор­цио­наль­ные счёт­чи­ки; при этом спек­тро­грам­ма пред­став­ля­ет со­бой рас­пре­де­ле­ние ре­ги­ст­ри­руе­мых им­пуль­сов по ам­пли­ту­дам. В об­лас­ти мяг­ко­го рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния при­ме­ня­ют­ся спек­тро­мет­ры сколь­зя­ще­го па­де­ния с от­ра­жа­тель­ны­ми сфе­рич. ди­фрак­ци­он­ны­ми ре­шёт­ка­ми. Для по­лу­че­ния спек­тров по­гло­ще­ния из­лу­че­ние с не­пре­рыв­ным спек­тром (син­хро­трон­ное из­лу­че­ние или из­лу­че­ние лазер­ной плаз­мы) про­пус­ка­ет­ся че­рез иссле­дуе­мое ве­ще­ст­во и за­тем ана­ли­зи­ру­ет­ся с по­мо­щью рент­ге­нов­ско­го спек­тро­мет­ра.

Ана­лиз рент­ге­нов­ских спек­тров из­лу­че­ния, ис­пус­кае­мо­го го­ря­чей плаз­мой, по­зво­ля­ет оп­ре­де­лить её темп-ру (в диа­па­зо­не 10⁵–10⁷ К), элек­трон­ную плот­ность (до 10²⁵ см^–3) и ско­рость дви­же­ния. Об­щий под­ход к та­ко­му ана­ли­зу со­сто­ит в тео­ре­тич. по­строе­нии мо­дель­но­го спек­тра, где ди­аг­но­сти­руе­мые ве­ли­чи­ны вы­сту­па­ют в ка­че­ст­ве па­ра­мет­ров, и срав­не­нии его с экс­пе­рим. спек­тром. От­но­сит. ин­тен­сив­но­сти спек­траль­ных ли­ний вы­чис­ля­ют­ся с по­мо­щью урав­не­ний ба­лан­са, даю­щих воз­мож­ность оп­ре­де­лить на­се­лён­но­сти отд. энер­ге­тич. уров­ней ио­нов плаз­мы. Спек­траль­ный про­филь ли­ний свя­зан с до­п­ле­ров­ским уши­ре­ни­ем, вы­зван­ным дви­же­ни­ем плаз­мы, а так­же со штар­ков­ским уши­ре­ни­ем, воз­ни­каю­щим из-за взаи­мо­дей­ст­вия за­ря­жен­ных час­тиц (см. Уши­ре­ние спек­траль­ных ли­ний).

По­ло­же­ние и фор­ма ха­рак­те­ри­стич. рент­ге­нов­ских ли­ний в спек­тре из­лу­че­ния твёр­до­го те­ла не­сут ин­фор­ма­цию о при­ро­де хи­мич. свя­зи из­лу­чаю­ще­го ато­ма с со­сед­ни­ми, т. к. струк­ту­ра верх­них элек­трон­ных обо­ло­чек влия­ет на энер­гию внутр. ва­кан­сий. Аб­сорб­ци­он­ная Р. с. изу­ча­ет спек­тры по­гло­ще­ния, уде­ляя осо­бое вни­ма­ние скач­кам по­глоще­ния, воз­ни­каю­щим при пре­вы­ше­нии энер­ги­ей рент­ге­нов­ско­го кван­та по­тен­циа­ла ио­ни­за­ции внутр. элек­трон­ной обо­лоч­ки. Ин­тер­пре­та­ция скач­ков по­гло­ще­ния по­зво­ля­ет по­нять фи­зи­ку фо­то­эф­фек­та, строе­ние верх­них энер­ге­тич. зон в твёр­дом те­ле, струк­ту­ру ближ­не­го по­ряд­ка.