X射线的特征是波长非常短,频率很高,其波长约为(20～0.06)×10-8厘米之间.因此X射线必定是由于原子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的.所以X射线光谱是原子中最靠内层的电子跃迁时发出来的.X射线在电场磁场中不偏转,这说明X射线是不带电的粒子流,因此能产生干涉、衍射现象.
X射线光子产生于高能电子加速,伽马射线则来源于原子核衰变.
产生X射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶.撞击过程中,电子突然减速,其损失的动能会以光子形式放出,形成X光光谱的连续部分,称之为制动辐射.通过加大加速电压,电子携带的能量增大,则有可能将金属原子的内层电子撞出.于是内层形成空穴,外层电子跃迁回内层填补空穴,同时放出波长在0.1纳米左右的光子.由于外层电子跃迁放出的能量是量子化的,所以放出的光子的波长也集中在某些部分,形成了X光谱中的特征线,此称为特性辐射.
此外,高强度的X射线亦可由同步加速器或自由电子雷射产生.同步辐射光源,具有高强度、连续波长、光束准直、极小的光束截面积并具有时间脉波性与偏振性,因而成为科学研究最佳之X光光源.
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