X-ray spectra are analyzed by means of various monocrystals and plotted by a recorder. The energy of the short wavelength limit of the continuous spectra and the energy of the characteristic lines are determined through the glancing angle position of their various orders of diffraction.
Fotonenergi är proportionell mot frekvens och omvänd proportionell mot våglängd. Vi kan alltså skriva E=k/λ eller λ = k/E. Härled att konstanten k=12.4 [Å.keV] om våglängden ges i Ångström och fotonenergi i keV.
Sätt ett diafragma med diameter d=2 mm i öppningen för röntgenstrålningen. Montera ett litiumfluorid-kristall i hållaren. Ställ in så att båda kristallen och detektorn rotaterar (i förhållande 1:2, såkallad θ-2θ mode). Röntgendiffraktometerns skrivarutgång ansluts med labb-sladdar till skrivarens X-ingång.
Nollställ detektorns och kristallens läge med knappen på röntgenenheten. Ställ in skrivarens X-offset så att pennan står någon centimeter ifrån dess mest vänstra läge. Låt detektorn gå till 90°. Ställ skrivarens X-förstärkning så att skrivarens X-utslag är lagom stor (mindre än dess yttersta läge på högerkanten). Skrivarens X-utslag är nu proportionellt mot detektorns (eller kristallens) rotation när den scannar.
Röntgenenhetens detektor kopplas med en BNC-kabel till räkne-enheten. Räknarens analoga signal ansluts med labb-sladdar till skrivarens Y-ingång, parallellt med ett 100 Ω motstånd. Slå pa spänningen på detektorn. Om räknarens ljudsignal är på, ska den börja knastra om röntgenrörets högspänning höjs till ungefär 10 kV. Detektorn slutar ge pulser när röntgenintensiteten blir för hög. Det händer lätt när detektorn står på vinkeln 0°. Då minskar GM-rörets livslängd snabbt. Vrid detektorn därför till 5° eller 10° när högspänningen är på.
Ställ in skrivarens förstärkning och offset i Y-led.
När
röntgenintensiteten är noll ska Y-offset ställas så
att pennan är någon centimeter övanför dess
nedersta läge. Y-förstärkningen ska vara så att den
inte når papprets övre
kant när räkne-enheten ger sin maximala utgångssignal.
(Tänk på att
räkne-enheten också har inställbar känslighet.)
Några typiska värden:
Pulse rate meter: | counter tube voltage | 500 V |
sensitivity | 10 000 imp/s | |
time constant | 0,5 s | |
x,y-recorder | x-axis (angle) | 1 V/cm |
y-axis (intensity) | 0,1 V/cm |
Förutom bromsstrålngskontinuum, finns det också linjer som är karakteristiska för anodmaterialet. Om elektronernas kinetiska energi är tillräckligt stor (dvs om spänningen är tillräckligt hög), kan de slå ut elektroner från anodatomernas K-skal. Hålet fylls upp av en elektron från en energinivå med lägre bindningsenergi. Energiskillnaden kan ge upphov till en foton. Figuren bredvid visar nivå-schema av koppar. Karakteristisk strålning från L→K är starkast och kallas Kα-strålning. Kβ-strålning orsakas av M→K övergångar. Kvantmekaniska urvalsreglar leder till att endast 2p, 3p, osv till 1s kan ge upphov till fotoner. |
Se t ex Jönsson kap. 4 och kap. 12.