
【化】 homogeneous X-ray
【計】 black and white; monochrome
radial; ray
【醫】 radiation; ray
單色X射線(Monochromatic X-ray)指波長單一或能量高度集中的X射線束,其光譜分布範圍顯著窄于普通X射線源的連續譜。該術語在物理學和材料科學中對應英文"monochromatic X-ray",詞源來自希臘語"monos"(單一)和"chroma"(顔色),引申為單一波長特性。
其核心特征通過兩種技術實現:(1)晶體單色器利用布拉格衍射公式$$nλ = 2dsinθ$$篩選特定波長,其中d為晶面間距,θ為入射角,n為衍射級數;(2)多層膜反射鏡通過交替沉積重金屬/輕金屬薄膜實現波長選擇。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将其定義為"波長分散度小于1%的準單色輻射"[IUPAC Gold Book, X-ray terms]。
主要應用包括:
美國物理學會(APS)最新實驗指南指出,單色化處理可使X射線光電子能譜(XPS)的信噪比提升300%以上(2024年數據)。歐洲材料表征标準EN 15305明确要求應力測試必須使用單色X射線以避免熒光幹擾。
單色X射線是指由單一波長或特定波長組成的X射線,通常對應标識(特征)X射線譜。以下是詳細解釋:
定義與産生機理
單色X射線是原子内層電子受激發後躍遷産生的電磁輻射。當高能粒子(如電子)撞擊原子時,會使内層電子脫離軌道,外層電子填補空位并釋放特定能量的光子,形成具有固定波長的X射線。
與連續X射線的區别
特點與應用
相關公式
單色X射線的波長與能量關系滿足:
$$
lambda = frac{hc}{E}
$$
其中,( h )為普朗克常數,( c )為光速,( E )為光子能量。
單色X射線本質是原子内層電子躍遷産生的特征輻射,其波長單一性使其在科研和工業領域有重要應用。需注意,實際應用中可能通過濾波或同步輻射技術獲得近似單色的X射線束。
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