Praktikum z atom. a jad. f. | úloha A21

### Studium rentgenových spekter

Studijní text (v PDF)

Pracovní úkol:

1. S využitím krystalu LiF jako analyzátoru proveďte měření následujících rentgenových spekter:
   1. Rentgenka s Cu anodou.
   - proměřte krátkovlnné oblasti spekter brzdného záření při napětích 15 kV/1 mA, 25 kV/0,8 mA, 30 kV/0,8 mA, 33 kV/0,8 mA. K měření používejte tyto parametry: clonu o průměru 1 mm, interval Braggova úhlu pro 15 kV v rozmezí (10° – 15°) s krokem 0.2° a dobou expozice 8 s a pro ostatní napětí interval Braggova úhlu (3° – 10°) s krokem 0.2° a dobou expozice 5 s;
   - proměřte charakteristická spektra rentgenky při napětích 15 kV a 33 kV. K měření používejte tyto parametry: clonu o průměru 1 mm, interval Braggova úhlu (15° – 30°), krok 0.1° a dobu expozice 2 s;
   - proměřte tvar spektra s Zr absorbérem. K měření používejte tyto parametry: clonu s Zr absorbérem tloušťky 0.05 mm, interval Braggova úhlu (3° – 30°), krok 0.1° a dobu expozice 2 s;
   - proměřte tvar spektra s Ni absorbérem. K měření používejte tyto parametry: clonu s Ni absorbérem tloušťky 0.01 mm, interval Braggova úhlu (3° – 30°), krok 0.1° a dobu expozice 2 s.
   2. Rentgenka s Fe anodou
   - proměřte charakteristické spektrum rentgenky při napětí 33 kV/0.8 mA. K měření používejte tyto parametry: clonu o průměru 1 mm, interval Braggova úhlu (3° – 30°), krok 0.1° a dobu expozice 2 s;
   - proměřte tvar spektra s Zr absorbérem. K měření používejte tyto parametry: clonu s Zr absorbérem tloušťky 0.05 mm, interval Braggova úhlu (3° – 30°), krok 0.1° a dobu expozice 3 s.
   3. Rentgenka s Mo anodou.
   - proměřte charakteristické spektrum rentgenky při napětí 33 kV/0.8 mA. K měření používejte tyto parametry: clonu o průměru 1 mm, interval Braggova úhlu (3° – 35°), krok 0.1° a dobu expozice 3 s.
   4. Rentgenka s Cu anodou:
      - proměřte charakteristické spektrum rentgenky při napětí 33 kV/0.8 mA v intervalu Braggova úhlu (42° – 51°). K měření používejte tyto parametry: clonu o průměru 1 mm, krok 0.1° a dobou expozice 2 s.
2. Interpretujte naměřené výsledky (pro mezirovinnou vzdálenost krystalu LiF používejte hodnotu d = 201,4 pm):
   1. Krátkovlnná mez brzdného záření
   - Ze změřených mezních vlnových délek (respektive frekvencí) určete hodnotu Planckovy konstanty a oceňte přesnost měření
   2. Moseleyův zákon
   - Přesvědčte se, že naměřené úhlové frekvence spektrálních čar Kα a Kβ pro různé prvky splňují Moseleyův zákon. Ze směrnice příslušné závislosti určete hodnotu Rydbergovy úhlové frekvence a využitím této hodnoty určete též průměrnou hodnotu stínící konstanty.
   - Přesvědčte se, že i naměřené polohy absorpčních hran Zr a Ni splňují Moseleyův zákon.
   - Všimněte si, že absorpční hrana Ni koinciduje se spektrální čarou Kβ mědi; této skutečnosti se využívá v rentgenové difraktografii pro monochromatizaci charakteristického spektra mědi. Z provedeného měření určete filtrační efekt niklu pro čáru Kβ.
   3. Úhlová disperze
   - Ze změřených spekter molybdenu určete velikost úhlové disperze pro různé řády difrakce.

Poznámka I: mřížková konstanta LiF je 201.4 pm!!!

Poznámka II:

Složky charakteristického záření (v 10-10 m)
anoda | Kα1 | Kα2 | Kα | Kβ
Cu | 1,54050 | 1,54434 | 1,5418 | 1,39217
Co | 1,78889 | 1,792801 | 1,79019 | 1,620703
Mo | 0,70261 | 0,71354 | 0,706253 | 0,632253

Střední vlnová délka Kα se používá, není-li dublet rozlišitelný.

Poznámka III: Úhel orientace krystalu LiF přesně neodpovídá zobrazovanému úhlu. Pomocí tabelovaných hodnot charakteristického spektra určete systematickou odchylku a vylučte chybu tím vzniklou.

Poznámka IV: Program MEASURE je k dispozici v počítačové laboratoři Karlov.

Chyba Zpět Literatura

Vojtěch Hanzal

0 | 0 | 0 | 7 | 9 | 7 | 1

Tomáš Drbohlav, 24. 9. 2008