X射线在物质中的衰减系数μ 与原子序数Z关系的进一步研究

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1 X射线在物质中的衰减系数μ 与原子序数Z关系的进一步研究
指导老师：姚红英老师 张 翀

2 动机？ P10 实验表明，材料对X光的衰减系数μ是其原子序数Z的函数，即 μ=f(Z) 非单调性 !!  ??
I=I0e[-μ (Z)×d] 非单调性 !!  ??

3 怀疑？ C Al Fe Cu Zr Ag

4 R=0.99996，线性较好。B=3.51，首次给出指数关系中的α
试探？ R= ，线性较好。B=3.51，首次给出指数关系中的α

5 Mo阳极发射的X光光谱？ Kβ:63.2pm Kα:71.1pm

6 透射率T与波长的关系(Cu、Zr) λK=68.9pm

7 g(Z)=C×h(Z) （∨λ<λk ）
暗示？ 一，换阳极材料 二，改变思路方向 证明： ∫I(λ)×e [-μ(Z,λ)×d] dλ= ∫ I(λ)dλ× e[-g(Z)×d] 又 μ(Z,λ)=C1 h(Z)×k(λ) 左边=e-C1∫I(λ)×e[-k(λ)] dλ×e[- h(Z)×d] =C2e[- h(Z)×d] 右边=C3 × e[-g(Z)×d] g(Z)=C×h(Z) （∨λ<λk ）

8 测谱？ None Al Fe Δt

9 细节？ 限于仪器只有一个靶台，吸收板吸收片。 不同吸收片的厚度不同。同时不同批次的吸收片产品可能会有差异螺旋测微仪
Fe: cm0.0530cm % 由于没有C的吸收片，故多测一组Mo的吸收片。

10 β=5.1°（对于NaCl晶体，对应λ=50.1pm） UHV=30.0kV I=1.00mA
Mo λK=61.9pm Ag λK=48.6pm

11 拟合度：R=0.99136，B=3.701，第二次给出指数关系中的α。

12 β=4.1°（对于NaCl晶体，对应λ=40.3pm）
UHV=35.0kV I=0.60mA

13 拟合度：R=0.99606，B=3.613，第三次给出指数关系中的α。

14 μ=f(Z)=C×Z3.6 (λmin<λ<λk)
似乎意味μ 在Z>40后随Z变化模式突变。 事实上，这并不普适！ 《TECHNICAL DOCUMENTATION》p fig.4 Appendix 2-04 to Contract No.CDEFC-S023024/W，LEYBOLD DIDACTIC GMBH

15 插曲? 在设置β=4.1°（对于NaCl晶体，对应λ=40.3pm），同时UHV=30.0kV I=1.00mA

16 X Ray’s distribution of intensity
λmin =hc/(eUHV) ∝ 1/UHV UHV=30.0kV时，短波限λmin=41.3pm,对应β=4.19° 设置β=4.1 ° 仪器Δ βmin=0.1 ° 正好位于短波限附近！ dR/dλ较大 X光管最大问题即稳定性---- UHV稳定性 、环境温度T、电网波动 U=35.0kV时，短波限λmin=35.4pm。

17 对 ∨λ∈（ λmin ，λk ） μ=f(Z)=C×Z3
对 ∨λ∈（ λmin ，λk ） μ=f(Z)=C×Z 致谢： 感谢姚老师的指导与建议，并专门找出了库存中全新的Cu、Zr吸收片，基本消除因材料氧化而造成的影响。

18 Thank You！ 张翀