15.3. Рентген сәулелерінің спектрлері
Рентген түтікшесінің антикатодтық электрондармен атқылағанда пайда болатын рентген спектрлері екі түрлі: тұтас және сызықтық болады. Тұтас спектрлер антикатод затында жылдам электрондар тежелген кезде пайда болады және бұлар электрондардың тежеулік сәуле шығаруынан алынады. Осы спектрлердің түрі антикатод затына тәуелді болмайды.
Рентген түтікшесіндегі кернеуді өсіргенде тұтас спектрмен қатар сызықтық спектр байқалады. Ол жеке сызықтардан тұрады және антикатод затына тәуелді. Әрбір элементтің өзіне тән сызықтық спектрі болады. Сондықтан осындай спктрлер сипаттамалық деп аталады.
Рентген түтікшесіндегі кернеудің өсуімен тұтас спектрдің қысқа толқындық шекарасы ығысады, ал сипаттамалық спектр сызықтарының орналасуы өзгермейді тек интенсивтіктері өседі.
С ипаттамалық рентген сәулесі анодқа соғылатын электрондар энергиясы атомының ішкі қабаттарынан электронды жұлып шығару үшін жеткілікті болғанда байқалады. Бұл сәуленің сипаттамалық деп аталу себебі, ол анод затын сипайтайды, ол зат табиғатына тәуелді, ал үдеткіш потенциалға тәуелді емес. Әрбір элемент жеке әлде химиялық қосынды түрінде тұрғанына қарамастан нақты тек өзіне тән спектр береді. Мәселен, І1 йод атомының және І2йод молекуласының сипаттамалық спектрі бірдей болады. Рентген сипаттамалық спектрлер осынысымен қатар оптикалық спектрлерден қатты өзгеше болады, өйткені бір элементтің атомдық күйдегі және молекулалық күйдегі оптикалық спектрлері біріне бірі тіпті ұқсамайды. Рентген спектрлері оптикалық спектрлер сияқты күрделі емес, қарапайым. Бұлар K, L, M, N және Oәріптерімен белгіленетін бірнеше сериялардан тұрады. Әрбір серия бірнеше сызықтан ғана тұрады және бұлар жиіліктің өсу ретіне қарай α,β,γ ... (Kα , Kβ , Kγ , Lα , Lβ , Lγ ,…т.т) индекстермен белгіленеді. Әр түрлі элементтердің сипаттамалық рентген спектрлері өзара ұқсас, бұлар элементтердің Z атомдық нөмірі артқан сайын рентген спектрі бүтіндей қысқа толқындар алқабына қарай өз құрылымын өзгертпей тек жылжып отырады. 15.2-суретте кейбір элементтердің К-сериясы келтірілген. Бұл серия ең қарапайым, рентген сипаттамалық спектрінің қысқа толқынды сериясы, Kα , Kβ , Kγүш сызықтан тұрады. Осы серияның Kα – сызығы ең ұзын толқынды, интенсивті және дублеттік құрылымы бар. Kβ , Kγсызықтары да дублет, бірақ бұларды ажырату қиынырақ.
Элементтердің сипаттамалық рентген спектрінің басқа серияларының (L, M, N)құрылымы күрделірек, бірақ бұларда да сызықтар саны аз болады. Рентген спектрінің пайда болу схемасы 15.3-суретте берліген.
Атомды сипаттамалық рентген сәлесін шығаратындай қоздыру үшін оның ішкі электрондарының біреуі шығарылса, онда босаған орынға сыртқы қабықтардың (L, M...) біреуінен электрон көше алады. Сонда К-серия пайда болады. Басқа сериялар да осылай пайда болады. К-сериямен бірге міндетті түрде басқа сериялар да байқалады. Өйткені К-серия сызықтары шығарылғанда L, Mжәне т.б. қабықтардағы деңгейлер босайды да, бұларды жоғарырақ орналасқан қабықтардың электрондары толтыратын болады. Электрондар энергиясы Е=0 күйлерден көшу жасағанда кез келген серия шетіне қысқа толқын жағынан жалғасып жататын рентген сәулесінің тұтас спектрінің пайда болуына себепші болады.
Рентгендік сызыктық спектр мен оптикалық сызыктык спектр арасындағы түбірлі айырмашылыктың бірі мынау: оптикалық жүтылу спектрлері тиісті элементтердің бас сериясының шығару сызыктарымен дэл келетін жеке сызықтардан түрады. Рентгендік жүтылу спектрі рентгендік шығару спектріне үксамайды: бүлар үзын толкынды айкын шеті бар бірнеше жолақган түрады (15.4-сурет).
Рентген сәулесі зат арқылы өткенде оның  жұтылу коэффиңиенті толкын ұзындығының өсуімен жалпы артады. Бірақ кайсыбір λк мәнінде ол шұғыл төмендейді, бүдан кейін қайтадан жайлап арта бастайды.
Рентген сәулесінің затта жүтылуының осындай ерекшелігі оңай түсіндіріледі. Рентген сәулесінің толқын үзындығы К-деңгей қоздырылатындай, демек, қалған басқалары да қоздырылатындай қыска болсын дейік. Осының арқасында зат арқылы отетін шоқтың интенсивтігі кемиді. Толқын үзындығын өсіргенде, λ-ның қайсыбір мәнінен бастап, рентген квантының энергиясы енді К-деңгейді коздыру үшін жеткіліксіз болады. Нэтижесінде жүтылу шүғыл төмендейді. Жүтылу жолағының К-шеті деп аталатын пайда болады. Толқын үзындығын бүдан эрі өсіргенде жүтылу қисығында жаңа, жүтылудың L-шеті байқалады,ол LI, LII, LIII деп максимумнан түрады. Толкын үзындығы тағы бүдан эрі қарай өзгергенде жүтылу жолағының бес максимумы бар М-шеті пайда болады. Сонымен, мысалы, жұтылу жолағының К-шеті (λk) К-деңгейдің қоздырылуы
тоқталуымен байланысты. Демек, бұл λк толкын ұзындығы К-электронның
Ек байланыс энергиясын сипаттайды:
15.5. Сипаттамалық рентген спектрі сызықтарының нәзік түзілісі.
Сипаттамалық спектр сызыктарын егжей-тегжейлі зерттегенде бұлардың нәзік түзілісі анықталған. Сонда К-серияның барлық сызыктары дублет, ал басқа сериялар сызықтарының түзілісі күрделірек болады. Сызыктардың осы мультиплеттік түзілісі атомның рентгендік деңгейлерінің (термдерінің) мультиплеттік түзілісінің эсерінен болады.
Көп электронды атомның рентгендік деңгейлерінің (термдерінің) схемасын карастырайық (15.5-сурет). Тұйықгалған электрондық қабык үшін L, S жэне J кванттық сандары нөлге тен болғандықтан, бір электронынан айрылған кабықтың L, S жэне J сандары шығарылған электронның l,s және j сандарымен дәл келеді. Сондыктан рентгендік деңгейлер схемасы сутегі тәрізді атомның деңгейлер схемасына ұксас болады.
15.5-суретте деңгейлердің белгіленулері көрсетілген. К-деңгей дара. Осы деңгейге ls-қабықтағы кемтік сәйкес келеді. L -деңгей LI, LII, LIII үш кұраушыдан тұрады. Осы үш термнің ең төменгісі 2 S1/2-қабыкшадағы кемтікке сәйкес келеді. LII, LIII термдеріне сәйкес келетін 2Р1/2 жэне 2Р3/2 деңгейлерінің энергиялары спин-орбиталық байланыс әсерінен әртүрлі болады.
Электрондардың жоғарғы деңгейлерден төменгі деңгейлерге көшулері
рентгендік кванттардың шағарылуымен қабаттаса жүреді және бұлар
электромагниттік сәуле үшін кәдімгі сұрыптау ережелеріне бағынады. Сонда
әр түрлі деңгейлер арасындагы көшулер l орбиталык жэне j ішкі кванттык
сан үшін сүрыптау ережелерімен анықталады:
 (15.1)
Мэселен, 2S1/2-деңгейден 1S1/2-деңгейге көшу мүмкін емес.
Достарыңызбен бөлісу: |
