X射线与XRF

XRF分析仪使用X射线荧光技术进行材料厚度和成分分析。 X射线是由德国物理学家Wilhelm Rontgen在1895中发现的。 他称未知的光源导致他的电影曝光“X射线”并用手的X射线图像发表了他的发现。

现在已知X射线是电磁辐射的一种形式，频率在紫外和伽马射线之间。大多数X射线的波长从0.01到10纳米，如图1所示，频率从低到高排列。

康拉德伦琴获得1901年度第一届诺贝尔物理学奖。

X射线也可以被定义为粒子（光子），并且使用能量单位eV来描述。能量单元和波长单元是可互换的。因此，X射线既是一个波，又是一个粒子。这是理解X射线性质的一个重要概念。

X射线可以由轫致辐射产生，这因为电子或另一带电粒子的偏转。在X射线管内，电子被加速到靶材料上。在撞击时，电子的动能转换X射线和热能。

值得注意的是，波的性质不能解释光电效应。爱因斯坦和普朗克提出光的行为不像波，而是像具有特定能量离散的“包”。几年后，美国化学家Gilbert Lewis命名光包为光子。但是直到1923，当美国物理学家亚瑟康普顿发现X射线散射时，人们仍然怀疑爱因斯坦的理论。他用X射线对石墨进行轰击，发现散射X射线的能量较低。这种现象被称为康普顿散射，这是由爱因斯坦普朗克理论解释的。在与电子碰撞时，像X射线这样的粒子将其动量的一部分传递给电子，因此X射线在不同的方向上偏转，发射的能量和波长不同。

虽然爱因斯坦-普朗克理论解释了康普顿散射，但有一个问题。为了拥有动量，光子必须有质量，因为经典物理学中，动量的定义是质量时间速度。但是光子没有质量。这个答案来自爱因斯坦，他假设，在基本的意义上，能量和质量是相等的，可互换的。他将他的概念融入了关系中，E=MC2。多年后，爱因斯坦因其光电理论而获得诺贝尔物理学奖。

X射线荧光与光电相互作用有关。 当发生光电相互作用时，电子从其轨道上被敲击，从而形成空位。 来自较高能量轨道的电子可以移动以填补该空位。 两个轨道之间的能量差以荧光X射线（即次级X射线）的形式释放。 来自每个元素的荧光X射线具有特征能量，称为特征X射线。