X射线荧光光谱仪原理

时间：2024-11-04

X射线荧光光谱仪原理

原子结构由原子核及核外电子组成，每个核外电子都以特定的能量在固定轨道上运行。当能量**原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时，驱逐一个内层电子(如:K层)而出现一个空穴，使整个原子结构处于不稳定状态，较外层电子(如:L层)就会自发地跃迁到内层来填充这个空穴。不同壳层之间存在能量差(如:LE=EL-EK)，当跃迁过程中能量差以二次X射线的形式释放出来时就可以发射特征X射线荧光。

定性分析原理：

每一种元素都有其特定波长（或能量）的特征X射线。由Moseley定律可知，元素的荧光X射线的波长( λ）随元素的原子序数(Z)增加，有规律地向短波方向移动。通过测定样品中荧光X射线的波长，就可以确定样品中元素的种类信息。这就是X射线荧光光谱定性分析。

定量分析原理

元素特征X射线的强度与该元素在样品中的原子数量成比例。通过测量样品中某种元素荧光X射线的强度，采用适当的方法进行校准与校正，就可以求出该元素在样品中的百分含量。这就是X射线荧光光谱定量分析。

其数学关系如下：

001

式中K和S是常数。

而根据**理论，X射线可以看成由一种**或光子组成的粒子流，每个光子具有的能量为：

E=hν=hC/λ

式中，E为X射线光子的能量，单位为keV；h为普朗克常数；ν为光波的频率；C为光速。

因此,只要测出荧光X射线的波长或者能量,就可以知道元素的种类，这就是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系，据此，可以进行元素定量分析。

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