第二章:X射线与物质的相互作用
第二章：X射线与物质的相互作用
1概述 ◆X射线与物质相互作用的宏观效应 (波)相干散射、衍射,界面的反射、折射,衰减 (粒子)不相干散射,光电吸收及其二次效应(荧光俄歇) 电子对的产生Ex1022Mev) 物质的变化:热效应改性辐射损伤(结构变化) ◆微观本质:X射线与物质中电子的相互作用 ◆理论处理方法:经典电磁理论,量子力学
1.概述 ◆ X射线与物质相互作用的宏观效应 （波） 相干散射、衍射，界面的反射、折射，衰减 （粒子）不相干散射，光电吸收及其二次效应(荧光,俄歇) 电子对的产生(Ex>1.022MeV) 物质的变化：热效应 改性 辐射损伤(结构变化) ◆ 微观本质 ：X射线与物质中电子的相互作用 ◆ 理论处理方法：经典电磁理论，量子力学
2X射线的相干散射 ●相干散射(λ不变远场光学) ●弹性散射(EX不变) ● Rayleigh散射 ●不相干散射(A改变) ●非弹性散射(Ex改变) ● Compton散射 Raman散射
2.X射线的相干散射 ⚫相干散射 (λ不变,远场光学) ⚫弹性散射(Ex不变) ⚫ Ryleigh散射 ⚫不相干散射（λ改变） ⚫非弹性散射(Ex改变) ⚫ Compton散射 Raman散射
1)自由电子的相千散射 *电子在入射X射线的交变电场作用下作受迫振动, 成为具有交变电矩的电偶极子 电偶极子辐射出次级辐射,即是散射Ⅹ射线。 *电子受迫振动的频率与入射波的振动频率一致 (不考虑阻尼),故散射波的频率与入射波一致 也即散射波的波长与入射波相同。即相干散射, 对入射X射线(原级)来说,这种散射只是改变 方向而波长不变的一种次级辐射
1)自由电子的相干散射 电子在入射X射线的交变电场作用下作受迫振动， 成为具有交变电矩的电偶极子。 电偶极子辐射出次级辐射，即是散射X射线。 电子受迫振动的频率与入射波的振动频率一致 （不考虑阻尼），故散射波的频率与入射波一致， 也即散射波的波长与入射波相同。即相干散射， 对入射X射线（原级）来说，这种散射只是改变 方向而波长不变的一种次级辐射
由电动力学,一个电子作加速运动时,电磁辐射为 e E (r, t)= () 47cn×(nxa(t 式中n为辐射方向,R为观察点与电子之间的距离, R t= t C
由电动力学，一个电子作加速运动时，电磁辐射为 式中 为辐射方向，R为观察点与电子之间的距离， 2 0 ( , ) ( ( )) 4 e e E R t n n a t c R − = − n R t t c = −