
【化】 homogeneous X-ray
【计】 black and white; monochrome
radial; ray
【医】 radiation; ray
单色X射线(Monochromatic X-ray)指波长单一或能量高度集中的X射线束,其光谱分布范围显著窄于普通X射线源的连续谱。该术语在物理学和材料科学中对应英文"monochromatic X-ray",词源来自希腊语"monos"(单一)和"chroma"(颜色),引申为单一波长特性。
其核心特征通过两种技术实现:(1)晶体单色器利用布拉格衍射公式$$nλ = 2dsinθ$$筛选特定波长,其中d为晶面间距,θ为入射角,n为衍射级数;(2)多层膜反射镜通过交替沉积重金属/轻金属薄膜实现波长选择。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将其定义为"波长分散度小于1%的准单色辐射"[IUPAC Gold Book, X-ray terms]。
主要应用包括:
美国物理学会(APS)最新实验指南指出,单色化处理可使X射线光电子能谱(XPS)的信噪比提升300%以上(2024年数据)。欧洲材料表征标准EN 15305明确要求应力测试必须使用单色X射线以避免荧光干扰。
单色X射线是指由单一波长或特定波长组成的X射线,通常对应标识(特征)X射线谱。以下是详细解释:
定义与产生机理
单色X射线是原子内层电子受激发后跃迁产生的电磁辐射。当高能粒子(如电子)撞击原子时,会使内层电子脱离轨道,外层电子填补空位并释放特定能量的光子,形成具有固定波长的X射线。
与连续X射线的区别
特点与应用
相关公式
单色X射线的波长与能量关系满足:
$$
lambda = frac{hc}{E}
$$
其中,( h )为普朗克常数,( c )为光速,( E )为光子能量。
单色X射线本质是原子内层电子跃迁产生的特征辐射,其波长单一性使其在科研和工业领域有重要应用。需注意,实际应用中可能通过滤波或同步辐射技术获得近似单色的X射线束。
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