根据经典电动力学知识,高速运动电子撞击金属靶,急剧减速,这个过程
中必将发生电磁辐射,称为轫致辐射,或刹车辐射。(轫致辐射的详细理论需要
量子电动力学QED的知识) 考虑入射电子与耙原子核之间库仑相互作用,轫致
辐射强度反比于入射带电粒子质量平方,正比于靶核电荷的平方(I / Z2
m2e
),由
于带电粒子速度是连续变化的,因此X射线辐射有连续谱的性质。
实验观测到连续谱的形状与靶的材料无关,但存在一个最小波长¸min(或
最大频率ºmax = c
¸min
),其数值仅依赖于加速电压V0,而与耙材料无关。
根据普朗克光量子假说:" = hº,hºmax = eV0,即最大频率对应于电子动
能完全转成辐射能(光子能量)的情况,¸min = ch
eV0
,称为量子极限。
X射线辐射:eV0 ! hº + e,可看作是光电效应:hº + e ! eV0的逆过程。
实验观察发现,在连续谱上面还存在一些“尖峰”,是特征辐射产生的X射
线谱,其对应位置与外加电压无关,各不同元素的特征X射线谱有类似的结
构,但波长位置各不相同,正如指纹可作为人的特征,特征X射线是元素的“指
纹”。特征辐射是经典电动力学所无法解释的,它与原子的内部结构有关系,我
们在以后的课程中再给出解释。
http://zimp.zju.edu.cn/~tcmp/refpdf/QM_JiYJ.pdf
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