М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы ,
1957. — 518 с.
В предлагаемой книге изложены общие основы физики рентгеновских
лучей, необходимые для дальнейшего изучения специальных вопросов
применения рентгеновских лучей в науке и технике:
рентгеноструктурного анализа, рентгеноспектрального анализа,
технического просвечивания и др. Кроме того, более подробно
изложены работы по тонкой структуре рентгеновских спектров, так как
эти вопросы в нашей литературе изложены недостаточно полно.
В данной книге автор старался обратить особое внимание на физическую сущность излагаемых вопросов, считая, что последнее имеет для всякого физика первостепенное значение. Однако математический аппарат современной квантовой механики позволяет решать многие вопросы почти автоматически, без уяснения смысла вывода и природы явления. Поэтому, например, автор считал полезным в ряде случаев применить принцип соответствия между классической теорией и квантовой механикой даже в ущерб строгости самих выводов. Такой подход является несомненно лучшим для физика-экспериментатора.
Физик-теоретик сможет познакомиться с более строгой теорией в специальной литературе, приведенной в конце книги.
У читателя предполагается знание электродинамики, основ квантовой механики и теории атома, а также дифференциального и интегрального исчислений.
За несколько лет, прошедших после выхода в свет первого издания, в области физики рентгеновских лучей появилось много новых работ, в частности по исследованию интенсивности, поляризации и пространственного распределения непрерывного спектра, изохромат непрерывного и характеристического спектров, по рентгеновской спектроскопии вещества. При ежегодном чтении курсов физики рентгеновских лучей и рентгеновской спектроскопии в Ростовском университете выявились методические недостатки в изложении отдельных мест, например в пп. 9 и 10 главы 1, п. 1 главы 2, п. 3 главы 3, пп. 4 и 5 главы 5, п. За главы 6 Соответствующие разделы исправлены и в ряде мест значительно дополнены. Исправлены также некоторые ошибки, вкравшиеся в первое издание.
В приложениях заменена таблица энергии уровней атома в ридбергах аналогичной таблицей энергий в электрон-вольтах, что представляет значительно большее удобство при интерпретации спектров. Остальные таблицы дополнены по данным работ, вышедших за последние годы. Добавлена таблица энергий фотонов в электрон-вольтах для наиболее ярких линий и краев поглощения К- и L-серий. Систематика рентгеновских спектров.
Классическая теория.
Уровни энергии атома.
Распределение электронов в атоме.
Выражение для энергии оптических уровней водородоподобных атомов.
Выражение для энергии рентгеновских уровней атома.
Закон Мозли.
Теория спин-дублетов.
Теория дублетов экранирования.
Тонкая структура рентгеновских уровней атома.
Правила отбора и диаграмма переходов. Интенсивность рентгеновских спектров.
Определение и измерение интенсивности рентгеновских лучей.
Интенсивность непрерывного спектра.
Распределение энергии по спектру.
Пространственное распределение энергии.
Поляризация непрерывного спектра.
Интенсивность характеристического спектра.
Зависимость интенсивности линии от напряжения.
Относительная интенсивность линий.
Классическая теория.
Квантовая теория.
Относительная интенсивность линий мультиплета.
Вероятности переходов атомов, находящихся в поле излучения. Форма и ширина линий рентгеновского спектра.
Классическая теория.
Квантовая теория.
Оже-эффект.
Мультиплетная структура линий.
Экспериментальное определение ширин уровней.
Асимметрия линий. Истинное поглощение рентгеновских лучей.
Взаимодействие рентгеновских лучей с веществом.
Классическая теория поглощения. Первое приближение. Второе приближение.
Квантовая теория поглощения. Первое приближение. Второе приближение. Оптика рентгеновских лучей.
Классическая теория дисперсии. Первое приближение. Второе приближение.
Квантовая теория дисперсии.
Исследование преломления рентгеновских лучей.
Уточнение закона Вульфа—Брэгга.
Полное внешнее отражение рентгеновских лучей.
Экспериментальные методы изучения дисперсии.
Исследования полного внешнего отражения от тонких слоев. Фотоэффект и вторичные спектры.
Фотоэффект. Общие сведения. Магнитные спектры фотоэлектронов. Распределение фотоэлектронов по скоростям. Распределение фотоэлектронов по направлениям вылета. Вторичный фотоэффект.
Вторичные спектры. Отдача флуоресценции. Зависимость интенсивности флуоресценции от длины волны возбуждающего излучения. Зависимость интенсивности флуоресценции от напряжения на рентгеновской трубке. Применения вторичных спектров. Вторичные спектры внутренней конверсии атома. Рассеяние рентгеновских лучей.
Классическая теория рассеяния.
Квантовая теория рассеяния.
Экспериментальные исследования законов рассеяния. Поляризация рассеянного излучения. Коэффициент рассеяния а. Зависимость интенсивности рассеянного излучения от угла рассеяния. Спектральный состав рассеянного излучения. Относительная интенсивность некогерентного и когерентного рассеяния. Исследования электронов отдачи.
Рассеяние рентгеновских лучей отдельными атомами и веществом. Рассеяние одноэлектронным атомом.
Рассеяние многоэлектронным атомом. Рассеяние рентгеновских лучей газами и жидкостями. Рассеяние рентгеновских лучей кристаллами. Тонкая структура эмиссионных спектров.
Экспериментальные методы исследования эмиссионных спектров.
Влияние химической связи на основные линии рентгеновского спектра.
Исследования эмиссионных полос рентгеновского спектра. Ширина полос и определение числа электронов на наружных уровнях. Форма полос и определение распределения наружных электронов по состояниям.
Сателлиты рентгеновских спектров.
Изохроматы рентгеновского спектра. Тонкая структура спектров поглощения.
Методы экспериментального исследования спектров поглощения.
Спектры поглощения одноатомных газов.
Спектры поглощения многоатомных газов.
Спектры поглощения жидкостей.
Спектры поглощения твердых тел. Природа главного края поглощения. Положение главного края поглощения. Структура начальной области поглощения. Тонкая структура спектра поглощения. Современные методы исследования вещества по рентгеновским спектрам.
Двукристальный спектрометр.
Методы исследования мягких рентгеновских спектров. Приложения.
Энергии уровней атома в электрон-вольтах.
Энергии фотонов основных линий и краев поглощения К-и L-серий в электрон-вольтах.
Длины волн диаграммных линий и краев поглощения. К-серия. L-серия. М-серия. N-серия.
Относительные интенсивности линий. К-серия. L-серия.
Ширины линий. К-серия. L-серия. М-серия.
Индексы асимметрии.
Таблицы Ионссона для вычисления коэффициентов поглощения.
Номограмма для определения коэффициентов поглощения.
Литература.
Предметный указатель.
В данной книге автор старался обратить особое внимание на физическую сущность излагаемых вопросов, считая, что последнее имеет для всякого физика первостепенное значение. Однако математический аппарат современной квантовой механики позволяет решать многие вопросы почти автоматически, без уяснения смысла вывода и природы явления. Поэтому, например, автор считал полезным в ряде случаев применить принцип соответствия между классической теорией и квантовой механикой даже в ущерб строгости самих выводов. Такой подход является несомненно лучшим для физика-экспериментатора.
Физик-теоретик сможет познакомиться с более строгой теорией в специальной литературе, приведенной в конце книги.
У читателя предполагается знание электродинамики, основ квантовой механики и теории атома, а также дифференциального и интегрального исчислений.
За несколько лет, прошедших после выхода в свет первого издания, в области физики рентгеновских лучей появилось много новых работ, в частности по исследованию интенсивности, поляризации и пространственного распределения непрерывного спектра, изохромат непрерывного и характеристического спектров, по рентгеновской спектроскопии вещества. При ежегодном чтении курсов физики рентгеновских лучей и рентгеновской спектроскопии в Ростовском университете выявились методические недостатки в изложении отдельных мест, например в пп. 9 и 10 главы 1, п. 1 главы 2, п. 3 главы 3, пп. 4 и 5 главы 5, п. За главы 6 Соответствующие разделы исправлены и в ряде мест значительно дополнены. Исправлены также некоторые ошибки, вкравшиеся в первое издание.
В приложениях заменена таблица энергии уровней атома в ридбергах аналогичной таблицей энергий в электрон-вольтах, что представляет значительно большее удобство при интерпретации спектров. Остальные таблицы дополнены по данным работ, вышедших за последние годы. Добавлена таблица энергий фотонов в электрон-вольтах для наиболее ярких линий и краев поглощения К- и L-серий. Систематика рентгеновских спектров.
Классическая теория.
Уровни энергии атома.
Распределение электронов в атоме.
Выражение для энергии оптических уровней водородоподобных атомов.
Выражение для энергии рентгеновских уровней атома.
Закон Мозли.
Теория спин-дублетов.
Теория дублетов экранирования.
Тонкая структура рентгеновских уровней атома.
Правила отбора и диаграмма переходов. Интенсивность рентгеновских спектров.
Определение и измерение интенсивности рентгеновских лучей.
Интенсивность непрерывного спектра.
Распределение энергии по спектру.
Пространственное распределение энергии.
Поляризация непрерывного спектра.
Интенсивность характеристического спектра.
Зависимость интенсивности линии от напряжения.
Относительная интенсивность линий.
Классическая теория.
Квантовая теория.
Относительная интенсивность линий мультиплета.
Вероятности переходов атомов, находящихся в поле излучения. Форма и ширина линий рентгеновского спектра.
Классическая теория.
Квантовая теория.
Оже-эффект.
Мультиплетная структура линий.
Экспериментальное определение ширин уровней.
Асимметрия линий. Истинное поглощение рентгеновских лучей.
Взаимодействие рентгеновских лучей с веществом.
Классическая теория поглощения. Первое приближение. Второе приближение.
Квантовая теория поглощения. Первое приближение. Второе приближение. Оптика рентгеновских лучей.
Классическая теория дисперсии. Первое приближение. Второе приближение.
Квантовая теория дисперсии.
Исследование преломления рентгеновских лучей.
Уточнение закона Вульфа—Брэгга.
Полное внешнее отражение рентгеновских лучей.
Экспериментальные методы изучения дисперсии.
Исследования полного внешнего отражения от тонких слоев. Фотоэффект и вторичные спектры.
Фотоэффект. Общие сведения. Магнитные спектры фотоэлектронов. Распределение фотоэлектронов по скоростям. Распределение фотоэлектронов по направлениям вылета. Вторичный фотоэффект.
Вторичные спектры. Отдача флуоресценции. Зависимость интенсивности флуоресценции от длины волны возбуждающего излучения. Зависимость интенсивности флуоресценции от напряжения на рентгеновской трубке. Применения вторичных спектров. Вторичные спектры внутренней конверсии атома. Рассеяние рентгеновских лучей.
Классическая теория рассеяния.
Квантовая теория рассеяния.
Экспериментальные исследования законов рассеяния. Поляризация рассеянного излучения. Коэффициент рассеяния а. Зависимость интенсивности рассеянного излучения от угла рассеяния. Спектральный состав рассеянного излучения. Относительная интенсивность некогерентного и когерентного рассеяния. Исследования электронов отдачи.
Рассеяние рентгеновских лучей отдельными атомами и веществом. Рассеяние одноэлектронным атомом.
Рассеяние многоэлектронным атомом. Рассеяние рентгеновских лучей газами и жидкостями. Рассеяние рентгеновских лучей кристаллами. Тонкая структура эмиссионных спектров.
Экспериментальные методы исследования эмиссионных спектров.
Влияние химической связи на основные линии рентгеновского спектра.
Исследования эмиссионных полос рентгеновского спектра. Ширина полос и определение числа электронов на наружных уровнях. Форма полос и определение распределения наружных электронов по состояниям.
Сателлиты рентгеновских спектров.
Изохроматы рентгеновского спектра. Тонкая структура спектров поглощения.
Методы экспериментального исследования спектров поглощения.
Спектры поглощения одноатомных газов.
Спектры поглощения многоатомных газов.
Спектры поглощения жидкостей.
Спектры поглощения твердых тел. Природа главного края поглощения. Положение главного края поглощения. Структура начальной области поглощения. Тонкая структура спектра поглощения. Современные методы исследования вещества по рентгеновским спектрам.
Двукристальный спектрометр.
Методы исследования мягких рентгеновских спектров. Приложения.
Энергии уровней атома в электрон-вольтах.
Энергии фотонов основных линий и краев поглощения К-и L-серий в электрон-вольтах.
Длины волн диаграммных линий и краев поглощения. К-серия. L-серия. М-серия. N-серия.
Относительные интенсивности линий. К-серия. L-серия.
Ширины линий. К-серия. L-серия. М-серия.
Индексы асимметрии.
Таблицы Ионссона для вычисления коэффициентов поглощения.
Номограмма для определения коэффициентов поглощения.
Литература.
Предметный указатель.