РЕНТГЕ́НОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИ́Я
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
РЕНТГЕ́НОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИ́Я, совокупность экспериментальных методов, позволяющих получать рентгеновские спектры, а также теоретич. интерпретация этих спектров, дающая возможность диагностики излучающих объектов.
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.