امتیاز : 2

پرتونگاري 

فهرست 

مقدمه    3 

تابش الكترومغناطيس    4 

طيف پيوسته    5 

طيف ويژه    8 

جذب    13 

فيلترها    21 

عبوري    22 

فرودي    22 

توليد پرتوهاي X    23 

لامپ هاي گازي    24 

لامپ هاي رشته اي    24 

نقطه كانوني    27 

ظرفيت توان    28 

پراشI : جهت هاي باريكه هاي پراشيده    28 

مقدمه    28 

روشهاي پراش    30 

اندازه گيري هاي پراش سنجي و طيف سنجي    31 

مقدمه    31 

خصوصيات كلي    33 

شمارنده ها ( خصوصيات كلي )    41 

شمارنده هاي سوسوزن    42 

روش تفرق سنجي بيا ديفركتومتري Diffractometer Measurements    45 

6 ـ 8 طرز يافتن تركيب مواد ( روش Hanawalt )    47 

تجزيه كمي مواد با استفاده از روش تفرق اشعه ايكس    58 

تهيه تركيبات استاندارد    58 

استفاده از يك ماده مشخص كمكي    59 

 

 

 

ويژگيهاي پرتو X

مقدمه

پرتوهاي X در سال 1895 ، به وسيله ي رونتگن فيزيكدان آلماني كشف شد و از آنجا كه ماهيت آنها در آن زمان ناشناخته بود ، بدين نام خوانده شدند . اين پرتوها برخلاف نور معمولي نامرئي هستند اما مسير مستقيمي را مي پيماند و فيلم عكاسي را مانند نور مرئي متأثر مي كنند . از سوي ديگر ، از نور با نفوذتر بوده و به آساني از بدن انسان ، چوب ، قطعات نسبتاً ضخيم فلزي ، و ديگر اشياء كدر عبور مي كنند . 

براي استفاده از هر وسيله اي همواره به شناخت كامل آن نياز نيست ، به اين دليل تقريباً بي درنگ فيزيك دانها و چندي بعد مهندسان علاقه مند به مطالعه ساختار دروني اجسام كدر ، پرتوهاي X را بكار گرفتند . با قرار دادن لامپ پرتو X در يك سوي جسم و فيلم عكاسي  در سوي ديگر ، مي توان تصويري سايه مانند و يا پرتونگار به دست آورد، بخشهايي از جسم با چگالي كمتر ، نسبت به بخشهايي با چگالي بيشتر مقدار بيشتري از تابش X را عبور مي دهند . بدين وسيله نقطه ي شكست در  استخواني شكسته و يا محل تركي در يك فلز قالب  گيري شده مشخص مي شود.

بدين ترتيب پرتونگاري بدون آگاهي دقيق از تابش بكار برده شده ، آغاز شد ، زيرا ماهيت كامل پرتوهاي X تا سال 1912 ، مشخص نبود ،‌ در اين سال ، پديده ي پراش پرتو X در بلوها كشف شد ، و همزمان با اين كشف ، ماهيت موجي پرتوهاي  X به اثبات رسد از اين رو روش جديدي براي بررسي ريز ساختار ماده نيز فراهم شد . هر چند پرتونگاري در اين نوع خود وسيله بسيار مهمي است و از زمينه ي كاربردي گسترده اي برخوردار است ، اما معمولاً توان تفكيك آن براي آشكارسازي جزئيات دروني ، تا مرتبة    محدود مي شود . از سوي ديگر ، پراش مي تواند به طور غير مستقيم جزئيات ساختار دروني را تا اندازه ي   آشكار كند ، و در اين كتاب به اين پديده، و كاربردهاي آن در مسائل متالورژيكي پرداخته مي شود . در اينجا پرتوهاي X و ساختار دورني بلورها در دو فصل اول به عنوان پيش نيازهاي لازم براي بحث پراش پرتوهاي X در بلوها كه به دنبال خواهد آمد ، توصيف شده است.

تابش الكترومغناطيس

امروزه مي دانيم كه پرتوهاي X ، تابش الكترومغناطيسي با ماهيتي كاملاً همانند نور مرعي ،‌‌ اما با طول موجي بسيار كوتاهتر از آن هستند ،‌ واحد اندازه گيري در ناحيه پرتو X آنگسترم   برابر با    است و پرتوهاي X بكار رفته در پراش ، تقريباً طول موجهايي در گستره ي 5/0 تا   5/2 دارند ، در حالي كه طول موج نور مرئي در محدودة   6000 است . بدين ترتيب پرتوهاي X ،‌ ناحيه اي ميان پرتوهاي گاما و فرابنفش را در طيف كامل الكترومغناطيسي اشغال مي كنند.

گاهي در اندازه گيري طول موج پرتو X از واحدهاي ديگري مانند واحد X ، (XU) ،‌ و كيلو ‌X  (KX=1000XU) استفاده مي كنند . واحد KX ،‌‏ اندكي از آنگسترم بزرگتر است كه منشا آن در بخش 3 ـ 4 توصيف مي شود . واحد پذيرفته شده ي SI براي طول موج در ناحيه ي پرتو X ، نانومتر است:

   نامومتر

اما اين واحد رايج نشده است.

طيف پيوسته 

هنگامي پرتوهاي X ايجاد مي شوند كه شتاب هر ذره ي باردار الكتريكي با انرژي جنبشي كافي، بسرعت كند شود ، معمولاً براي چنين منظوري از الكترونها استفاده مي  شود. اين تابش در يك لامپ پرتو X با منبعي از الكترونها و دو الكترود فلزي ، توليد مي شود . ولتاژ زيادي كه به ميزان چند ده هزار ولت در دو سر الكترود وجود دارد موجب گسيل الكترونها به سوي آندو يا هدف مي شود و در آنجا الكترونها با سرعت زياد به هدف برخورد مي كنند . پرتوهاي X در نقطه ي برخورد توليد شده و در تمام جهات منتشر مي شوند. اگر e بار الكترون ( 19-10×6/1 كولمب ) و V ولتاژ دو سر الكترودها باشد ، در اين صورت انرژي جنبشي ( بر حسب ژول ) الكترونها هنگام برخورد از معادله ي زير به دست مي آيد. 

( 3 ـ  1 )

كه در  آن m جرم الكترون ( kg 31- 10×11/9 ) و V سرعت آن بر  حسب متر بر ثانيه درست پيش از برخورد است . در لامپي با ولتاژ 30000 ولت ، اين سرعت نزديك به   سرعت نور است . بيشتر انرژي جنبشي الكترونهايي كه به هدف برخورد مي كنند به حرارت تبديل شده و كمتر از يك درصد از اين انرژي به پرتوهاي X تبديل مي شود.

هنگامي پرتوهاي خارج شده از هدف ، مورد واكاوي قرار گيرند ، آشكار مي شود كه مجموعه اي از طول موجهاي گوناگون هستند ، و تغييرات شدت با طول موج ، به ولتاژ لامپ بستگي دارد .

 شدت تا طول موج ويژه اي صفر است كه به آن حد طول موج كوتاه   مي گويند، سپس بسرعت تا بيشينه اي افزايش مي يابد و آنگاه بدون هيچ مرز مشخصي در ناحيه ي طول موجهاي بلند كاهش مي يابد . هنگام افزايش ولتاژ لامپ ، شدت تمام طول موجها افزايش يافته و مرز طول موج كوتاه و مكان بيشينه به سوي طول موجهاي كوتاهتر 

تغيير مكان مي دهد . 

تابشي با اين منحني ها نشان اده شده را تابش چند رنگ ،‌ پيوسته ، و يا سفيد گويند ، زيرا مانند نور سفيد از پرتوهايي با طول موجهاي گوناگوي ساخته شده است . تابش سفيد را تابش ترمزي نيز گويند كه واژه اي آلماني است ، زيرا از شتاب كاهش يافته اي الكترونها ناشي مي شود. 

طيف پيوسته ، از كند شدن سريع الكترونهاي برخورد كننده  به هدف ناشي مي شود ، زيرا همانگونه كه در بالا گفته شد ، هر بار كند شونده ،  انرژي آزاد مي كنند . در هر صورت ، تمام الكترونها به يك صروت كند نمي شوند ، برخي در يك برخورد متوقف شده و تمام انرژي خود را يكباره از دست مي دهند ، در حالي كه ديگر الكترونها به وسيله ي اتمهاي هدف به اين سو و آن سو منحرف شده ، و به دنبال آن ، بخشهايي از انرژي جنبشي خود را بتدريج از دست مي دهند تا تمام آن مصرف شود . الكترونهايي كه در يك برخورد متوقف شده و به فوتونهالي با بيشينه يا انرژي ، يعني به پرتوهاي X با كمينه ي طول موج ، تبديل مي شوند . اين الكترونها ، تمام انرژي eV خود را به انرژي فوتوني تبديل كرده و مي توان نوشت:

 

  گزارش تخلف  |  افزودن به فایل های من | akiiii | تاریخ ارسال : 30 /10 /1394

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.