RENTGENOWSKA ANALIZA FLUORESCENCYJNA PODSTAWY I ZASTOSOWANIE
|
|
- Beata Amelia Krzemińska
- 8 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 RENTGENOWSKA ANALIZA FLUORESCENCYJNA PODSTAWY I ZASTOSOWANIE Dominik Senczyk Dominik.Senczyk@put.poznan.pl 1. Fizyczne podstawy analizy fluorescencyjnej Podczas padania promieni rentgenowskich na ośrodek materialny zachodzi wiele zjawisk, w tym również fluorescencja. Rentgenowskie promieniowanie fluorescencyjne ma tę samą naturę i długości fal jak charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie odpowiedniego pierwiastka. Różnica między tymi dwoma promieniowaniami polega tylko na sposobie jego powstania. Charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie powstaje w wyniku jonizacji atomu strumieniem elektronów o odpowiednio dużej energii, natomiast rentgenowskie promieniowanie fluorescencyjne powstaje w wyniku jonizacji atomu strumieniem fotonów rentgenowskich też o odpowiedniej energii. W tym przypadku promieniowanie powodujące jonizację nazywamy promieniowaniem pierwotnym, natomiast powstałe promieniowanie fluorescencyjne promieniowaniem wtórnym. Rentgenowskie promieniowanie fluorescencyjne może powstać nie tylko w wyniku oddziaływania z atomami promieniowania rentgenowskiego pierwotnego, lecz też w wyniku oddziaływania innych czynników, takich jak: promieniowanie synchrotronowe, promieniowanie rentgenowskie lub gamma pochodzące z izotopów promieniotwórczych, cząstki naładowane, zwykle protony, promieniowanie gamma wzbudzane protonami. W zależności od sposobu jonizacji mamy różne metody analizy fluorescencyjnej: XRF (ang. X-ray Fluorescence), rentgenowska analiza fluorescencyjna - jonizacja jest spowodowana fotonami pochodzącymi z lampy rentgenowskiej, TRXRF (ang. Total Reflection X-ray Fluorescence), całkowite odbicie rentgenowskiego promieniowania fluorescencyjnego - metoda wykorzystuje zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia promieniowania rentgenowskiego wzbudzonego fotonami pochodzącymi z lampy rentgenowskiej. SRIXE (ang. Synchrotron Radiation Induced X-ray Emission), analiza promieni rentgenowskich wzbudzanych promieniowaniem synchrotronowym - jonizacji dokonuje promieniowanie synchrotronowe, RXRF (ang. Radioisotope X-ray Fluorescence), radioizotopowa metoda XRF, izotopowa metoda rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej - źródłem wzbudzających fotonów jest izotop promieniotwórczy, np. 109 Cd, PIXE (ang. Particie Induced X-ray Emission), promieniowanie rentgenowskie wzbudzone cząstkami - emisja charakterystycznego promieniowania 3
2 rentgenowskiego następuje pod wpływem bombardowania atomu cząstkami naładowanymi, zwykle protonami, PIGE (ang. Proton Induced Gamma Emission), promieniowanie gamma wzbudzone protonami - promieniowanie gamma jest wzbudzane protonami. W tym opracowaniu zajmiemy się tylko pierwszą z nich, czyli metodą rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej (skrót: XRF). Powstanie promieniowania fluorescencyjnego rozpatrzymy na przykładzie modelu budowy atomu według Bohra. Według tego modelu w środku atomu znajduje się jego jądro, a wokół są pogrupowane elektrony w powłokach oznaczonych kolejnymi literami K, L, M itd. To pogrupowanie elektronów musi spełniać zakaz Pauliego, a elektrony muszą spełniać warunki nałożone na ich liczby kwantowe. W związku z tym powłoka L zawiera 3 podpowłoki L I, L II i L III. Powłoka M zawiera 5 popowłok: M I, M II, M II, M III, M IV, M V. Powłoka K zawiera 2 elektrony, powłoka L 8, a powłoka M 18 elektronów. Energia tych elektronów zależy od powłoki, w której się znajdują, oraz pierwiastka, do którego należą. Gdy na atom padną fotony rentgenowskie lub elektrony o odpowiedniej energii, to mogą one wybić z atomu elektrony. Powstałe dziury elektronowe mogą zostać zapełnione przez elektrony przeskakujące z wyższych energetycznie powłok, pod warunkiem, że podczas tych przejść zostaną spełnione warunki wyboru warunki nałożone na liczby kwantowe tych elektronów. Foton rentgenowski padający na atom może wyrzucić z niego elektron, gdy ma energię większą niż energia wiązania elektronu. Jonizacja atomu polega na dostarczeniu mu z zewnątrz pewnej energii, którą może przyjąć elektron, w wyniku czego zostaje on wyrzucony z atomu. Na poziomie opuszczonym przez elektron powstaje wolne miejsce tzw. dziura elektronowa. Wzbudzenie jest procesem nietrwałym. Elektron wraca do stanu podstawowego, oddając nadmiar energii w postaci kwantu promieniowania o określonej energii. Analiza fluorescencyjna jest oparta na rejestracji charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego emitowanego z atomów na skutek ich jonizacji na wewnętrznych powłokach elektronowych. Każdy atom ma ściśle określone poziomy energetyczne dostępne do obsadzenia przez elektrony, więc możliwe energie emitowanych kwantów rentgenowskich są charakterystyczne dla tych atomów. Dlatego też serią charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego nazywamy zbiór wszystkich kwantów tego promieniowania emitowanych w czasie przejść elektronów na ustaloną powłokę. W zależności od powłoki, na której istniała dziura, serie charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego noszą nazwy serii K, L, M itd. Linie widmowe dla poszczególnych przejść oznacza się symbolem serii widmowej oraz literami greckimi połączonymi z cyframi arabskimi (np. 1, 1 itd.). Schemat linii widmowych dla serii K i L pokazuje rys. 1. Intensywność linii jest różna dla różnych przejść. Rysunek pokazuje tylko najbardziej intensywne przejścia. 4
3 Rys. 1. Główne linie spektralne w serii K i L charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego oraz odpowiednie przejścia elektronów W analizie najczęściej korzysta się z linii serii K lub L (rys. 2). K K K K K Seria K K Seria L L 1 L III L 1 III MV 2 K L II L 2 LIII MIV 1 K M III L 1 LII MIV K 3 M II K 2 N II,III Rys. 2. Linie serii K i L charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego Na rys. 3 pokazano widma rentgenowskie niektórych pierwiastków. Rys. 3. Charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie niektórych pierwiastków 5
4 Typowe widmo próbki gleby uzyskane metodą EDXRF pokazuje rys. 4. Widoczne są wyraźne linie spektralne różnych pierwiastków. Położenie tych linii identyfikuje poszczególne pierwiastki, a natężenie określa koncentrację pierwiastków. W metodzie XRF promieniowanie rentgenowskie uzyskane z odpowiedniego źródła naświetla badaną próbkę. Źródłem tego promieniowania najczęściej jest lampa rentgenowska, lecz może to być również synchrotron lub materiał promieniotwórczy. Po takim naświetleniu próbka emituje fluorescencyjne promieniowanie rentgenowskie, którego długość fali (również energia) jest taka sama jak długość fali (energia) charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego. Długość fali (energia) emitowanego promieniowania fluorescencyjnego charakteryzuje więc poszczególne pierwiastki. Ten etap analizy jest zwany analizą jakościową, ponieważ określa się tylko rodzaj pierwiastka, który wyemitował promieniowanie fluorescencyjne o odpowiedniej długości fali (energii). Rys. 4. Widmo próbki gleby uzyskane metodą EDXRF Pomiar natężenia promieniowania o ustalonej długości fali (energii) pozwala z kolei na określenie zwartości pierwiastka, który wysłał to promieniowanie. Ten etap analizy jest zwany analizą ilościową, ponieważ określa zawartość pierwiastka. Tu drobna dygresja: mówimy o długości fali i energii promieniowania, ponieważ obie wielkości są ze sobą związane wzorem: hc h 1, E, lub EeV 12,396, gdzie: E energia kwantu promieniowania, długość fali promieniowania, h stała Plancka, częstotliwość promieniowania, c prędkość światła. Przy okazji należy zwrócić uwagę, że w powyższym wzorze jest zawarta idea korpuskularno-falowej natury materii. Przecież cząstki opisuje się wielkością ich energii, a fale długością fali. Wzbudzenie fluorescencyjnego promieniowania rentgenowskiego jest możliwe na dwa sposoby: - wzbudzenie bezpośrednio promieniowaniem z lampy rentgenowskiej, - wzbudzenie pośrednie promieniowaniem z tarcz wtórnych. Pierwszy przypadek jest spotykany najczęściej w spektrometrach EDXRF (dyspersja energii), przy czym stosowane są lampy rentgenowskie małej mocy (< 100 W), chłodzone powietrzem, szczególnie w przyrządach ręcznych lub przenośnych. W przypadku spektrometrów WDXRF (dyspersja długości fali) Å 6
5 stosowane są lampy rentgenowskie dużej mocy (3-4 kw), co ma na celu kompensację strat natężenia związanych ze stosowaniem kryształu analizatora i kolimatorów. Zastosowanie tarcz wtórnych między lampą rentgenowską i próbką zostało spowodowane dążeniem do uniknięcia intensywnego promieniowania hamowania z lampy rentgenowskiej (rys. 5). W tym przypadku stosunek natężenia promieniowania charakterystycznego do natężenia promieniowania hamowania jest znacznie większy niż podczas wzbudzenia bezpośredniego, ponieważ ciągła część wzbudzonego widma wtórnej tarczy jest generowana tylko przez rozproszenie. Można wydajnie wzbudzać różne pierwiastki, dobierając odpowiednio tarczę wtórną, która ma linie charakterystyczne powyżej krawędzi absorpcji danego pierwiastka w próbce. Rys. 5. Schemat wzbudzenia fluorescencyjnego promieniowania rentgenowskiego z zastosowaniem tarczy wtórnej Metoda wzbudzenia za pomocą wtórnych tarcz ma oczywiste zalety w stosunku do metody bezpośredniego wzbudzenia: można ją łatwo przystosować w celu optymalizacji i prawie monochromatycznego wzbudzenia, co prowadzi do lepszej selektywności i polepszenia czułości. Oczywiście, w celu skompensowania strat natężenia związanego z wtórnym rozproszeniem, w przypadku spektrometrów WDXRF jest wymagana większa moc lamp rentgenowskich. Historia metody XRF 1906 Charles Barkla odkrył, że każdy pierwiastek chemiczny emituje charakterystyczne dla niego promieniowanie rentgenowskie 1908 Charles Glover Barkla ( ) na podstawie eksperymentów absorpcyjnych stwierdził, że wtórne promieniowanie rentgenowskie różnych pierwiastków stanowi serie charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego 1913 Henry Moseley na podstawie analizy widm rentgenowskich pierwiastków ustalił związek liczby atomowej Z z odwrotn promieniowania charakterystycznego każdego pierwiastka (prawo Moseleya) Henry Gwyn Jeffrey Moseley ( ) zarejestrował spektrogramy rentgenowskie pierwiastków i pokazał identyczność liczby porządkowej pierwiastka w układzie okresowym z ładunkiem jądra (liczbą atomową). 7
6 1914 Karl Manne Georg Siegbahn ( ) rozpoczął długą serię pionierskich badań z zakresu teorii I zastosowania spektroskopii rentgenowskiej 1919 Stenström w pracy doktorskiej na Uniwersytecie w Lund (Norwegia) teoretycznie przewidział zjawiska odbicia I załamania promieni rentgenowskich 1922 A. Hadding jako pierwszy zastosował widma rentgenowskie do analizy chemicznej minerałów 1923 George von Hevesy i D. Coster odkryli hafn pierwszy pierwiastek przewidziany na podstawie analizy widm rentgenowskich 1923 Compton jako pierwszy pokazał całkowite odbicie promieni rentgenowskich 1923 M. Siegbahn i O. Lundquist potwierdzili całkowite odbicie promieni rentgenowskich odkryte przez A.H. Comptona 1924 Karl Manne Georg Siegbahn otrzymał Nagrodę Nobla za pomiary długości fal promieniowania rentgenowskiego pierwiastków 1924 W. Soller skonstruował spektrometr rentgenowski z kolimatorami w postaci folii równoległych 1925 Coster i Nishina wysunęli ideę zastąpienia elektronów fotonami rentgenowskimi w celu wzbudzenia wtórnego promieniowania rentgenowskiego 1928 Glocker i Schrieber zastosowali fotony rentgenowskie do wzbudzenia wtórnego promieniowania rentgenowskiego i rezultaty przedstawili w Ann. Physics w publikacji Quantitative Roentgen Spectrum Analysis by Means of Cold Excitation of the Spectrum H. Friedman i L.S. Birks zbudowali prototyp pierwszego spektrometru z dyspersją długości fal wtórnego promieniowania rentgenowskiego z wykorzystaniem zatopionej lampy rentgenowskiej 1956 Tomboulian i Hartman za pomocą synchrotronu elektronowego w Cornell przeprowadzili pierwsze eksperymenty z zakresu spektroskopii rentgenowskiej lata 60-e W urządzeniach do rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej zaczęto stosować kryształy fluorku litu LiF do dyfrakcji promieni rentgenowskich i lampy z anodami z chromu i rodu do wzbudzenia promieniowania o dużych długościach fal, co doprowadziło do zbudowania wielokanałowych spektrometrów dla jednoczesnych pomiarów wielu pierwiastków (spektrometry symultaniczne)) 1962 W spektroskopii gamma jako pierwszy zastosowano detektor germanowy dryfowany litem Ge(Li) 1964 A.A. Sterk jako pierwszy zastosował w analizie chemicznej wzbudzenie widm rentgenowskich jonami (protony) 1966 Harry Bowman ze współpracownikami z U.C. Berkeley opublikował pierwsze rezultaty rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej metodą dyspersji energii EDXRF 1970 Zbudowano detektor krzemowy dryfowany litem Si(Li), który miał bardzo dużą zdolność rozdzelczą I pozwalał na rozdzielenie fotonów rentgenowskich bez stosowania kryształu analizatora; zastosowano go w urządzeniach biorących udział w misjach Apollo 15 i Y. Yoneda I T. Horiuchi jako pierwsi zastosowali całkowite odbicie promieni rentgenowskich w rentgenowskiej analizie fluorescencyjnej 1976 W Naval Research Laboratory (D. Mosher i S. Stephanakis) powstała oryginalna koncepcja optyki kapilarnej dla ogniskowania promieniowania rentgenowskiego 1977 Jaklevic jako pierwszy stosuje technikę mikrowiązki w metodzie EDXRF (analiza ludzkich włosów)). 8
7 1990 M.A. Kumakhov i F.F. Komarov (Rosja) praktycznie zrealizowali optykę kapilarną dla promieniowania rentgenowskiego 1993 W NITON Corporation zbudowano pierwszy, w jednej obudowie, ręczny spektrometr do analizy metodą XRF typ XL-309 Lead Paint Analyzer 1995 W NITON zbudowano pierwszy ręczny spektrometr do analizy metodą XRF ciężkich metali w glebie typ XL-700 Multi-Element Analyzer 1996 W NITON Corporation zbudowano pierwszy przenośny analizator dla metody XRF typu XL-309 i XL-700 z wysoką szybkością sygnałów cyfrowych 1999 W NITON Corporation wprowadzono pierwsze ręczne analizatory dla metody XRF z wieloma źródłami 2000 W NITON Corporation opracowano miniaturowe, lampy rentgenowskie niskiej mocy dla metody XRF 2001 W NITON opatentowano zastosowanie źródła 241 Am dla izotopowego analizatora XRF nie wymagającego wymiany źródła 2002 W NITON Corporation w ręcznych analizatorach dla metody XRF zastosowano miniaturowe, niskiej mocy lampy rentgenowskie Zasada pomiaru Naświetlanie próbki promieniowaniem rentgenowskim powoduje wybicie elektronów z wewnętrznych powłok elektronowych. Powstałe dziury elektronowe są zapełniane w czasie rzędu s przez elektrony z wyższych powłok, czemu towarzyszy emisja promieniowania rentgenowskiego o energii charakterystycznej dla danego pierwiastka. Jest to fluorescencyjne promieniowanie rentgenowskie. Analiza widm charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego pozwala wyznaczyć prawdopodobieństwo emisji danej linii widmowej. Prawdopodobieństwo to, zwane względnym prawdopodobieństwem przejścia i oznaczone literą k, określa prawdopodobieństwo zapełnienia dziury z emisją określonej linii charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego. Doświadczalne wyznaczenie stosunku natężeń linii i w obrębie danej serii widmowej znacznie ułatwiło analizę jakościową i ilościową zarejestrowanych widm. Stosunek ten nie jest wielkością stałą i zmienia się wraz ze wzrostem liczby atomowej Z. Należy jeszcze zwrócić uwagę na fakt, że w praktyce niektóre linie rejestrujemy razem jako jedną. Przykładem rejestracji dwóch linii widmowych jako jednej są linie K 1 K2. Niewielka różnica energii tych przejść, zwłaszcza dla lekkich pierwiastków (o małej liczbie atomowej Z), i zbyt mała zdolność rozdzielcza stosowanych detektorów powodują rejestrację tylko jednej linii, zwanej linią K. Na przykład energie przejścia dla linii K 1 i K 2 w atomie potasu wynoszą odpowiednio 2,015 kev i 2,014 kev, co w praktyce jest rejestrowane jako jedna linia. Natężenie charakterystycznych linii widmowych wynikają z wartości przekroju czynnego na emisję tego promieniowania. Wielkość przekroju czynnego na fluorescencję zależy od: przekroju czynnego na wytworzenie dziury lub jonizacji danej powłoki j, wydajności fluorescencji dla danej powłoki, względnego prawdopodobieństwa przejścia k. Parametry te są związane zależnością: k. Rysunek 6 przedstawia zależność przekroju czynnego na jonizację powłoki K wybranych atomów od energii padających fotonów i protonów. x j 9
8 Rys. 6. a) Zależność przekroju czynnego na jonizację atomu na powłoce K od energii padających fotonów dla: P, Ca, Zn, Cd Wydajność fluorescencji definiujemy jako stosunek liczby wyemitowanych fotonów danej serii widmowej do liczby wszystkich atomów wzbudzonych w tym czasie na danej powłoce. Przykładowo dla serii K wydajność fluorescencji przedstawia wzór: X NK K, N X gdzie N K jest liczbą wyemitowanych kwantów promieniowania charakterystycznego dla serii K, a N K jest liczbą wszystkich atomów zjonizowanych na powłoce K. K Rys. 6. b) Zależność przekroju czynnego na jonizację atomu na powłoce K od energii padających protonów dla: P, Ca, Zn, Cd Powrót atomu ze stanu wzbudzonego do stanu podstawowego odbywa się wskutek zjawiska fotoelektrycznego (przejście promieniste) lub Augera (przejście bezpromieniste). Wydajność fluorescencji zmienia się wraz z liczbą atomową Z (rys. 7). 10
9 Rys. 7. Zależność wydajności fluorescencji od liczby atomowej Z dla serii K i L Prawdopodobieństwo zajścia zjawiska Augera jest największe dla lekkich pierwiastków. Wraz ze wzrostem liczby atomowej Z przekrój czynny na emisję elektronów Augera maleje na korzyść przekroju czynnego na fluorescencję charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego (rys. 8). Dla powłoki K zależność pomiędzy wydajnością zjawiska Augera a wydajnością fluorescencji ma postać równości: A 1 K. Omówione zjawiska tłumaczą proces powstawania widma charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego. Widma, rejestrowane doświadczalnie przez detektory, a następnie analizowane przez elektroniczne układy pomiarowe, są złożeniem liniowego widma charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego i widma ciągłego, które stanowi tło. Źródłem tła jest zazwyczaj: promieniowanie wzbudzające rozproszone na tarczy pomiarowej, promieniowanie hamowania wybitych elektronów przez wiązkę padającą, promieniowanie hamowania cząstek naładowanych (zazwyczaj protonów) bombardujących tarczę pomiarową. Rys. 8. Względne wydajności procesów fluorescencji rentgenowskiej i emisji elektronu Augera jako funkcja liczby atomowej pierwiastka 11
10 Promieniowanie rentgenowskie, powstałe podczas wspomnianych przejść elektronów umożliwia identyfikację pierwiastków, które emitują (tab. 1) to promieniowanie. Tablica 1. Energia [kev] linii emisyjnych różnych pierwiastków Głębokość analizy W tablicy 2 zestawiono przykładowo głębokości analizy różnych materiałów za pomocą promieniowania rentgenowskiego o różnych energiach. Z tablicy 2 widać, że głębokość wnikania promieniowania rentgenowskiego rośnie w sposób nieliniowy wraz ze wzrostem jego energii. Tablica 2. Głębokości analizy różnych materiałów za pomocą promieniowania rentgenowskiego o różnych energiach Materiał Głębokość wnikania [ m] promieniowania MgK 1,25 kev CrK 5,41 kev SnK 25,19 kev Ołów 0,7 4,5 55 Żelazo SiO ,9 cm Li 2 B 4 O ,6 cm H 2 O ,1 cm 5,3 cm 2. Analiza jakościowa widm charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego Analiza jakościowa polega na określeniu położenia zarejestrowanych linii na skali energii lub długości fal. Podstawą fizyczną tej analizy jest tzw. prawo Moseleya. W 1913 roku Henry Gwyn Jeffrey Moseley pokazał, że między 1/ i (Z s) istnieje zależność liniowa (rys. 9): 1 a Z s, 12
11 gdzie a jest współczynnikiem proporcjonalności, a s stałą dla danej serii promieniowania. Jest to tzw. prawo Moseleya. Na podstawie doświadczalnie zmierzonej długości fali promieniowania wysyłanego przez pierwiastek można wyznaczyć jego liczbę atomową, a więc zidentyfikować ten pierwiastek. Rys. 9. Ilustracja graficzna prawa Moseleya dla różnych serii promieniowania rentgenowskiego Prawo Moseleya ma bardzo doniosłe znaczenie, ponieważ: a) pokazało, że nie masa atomowa, lecz liczba porządkowa pierwiastka równa ładunkowi jądra decyduje o jego własnościach chemicznych, b) pozwoliło ustalić istnienie pierwiastków nieznanych w początkach XX wieku, np. pierwiastka o liczbie Z = 43 (technet odkryty w 1913 roku), c) wykazało możliwość istnienia pierwiastków o liczbie Z 92, co zostało potwierdzone odkryciem transuranowców. Prawo Moseleya pokazało, że długości fal charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego zależą wyłącznie od liczby porządkowej emitującego je pierwiastka anody i stąd nazwa: promieniowanie charakterystyczne. Jest ono cechą charakterystyczną pierwiastka, z którego wykonano anodę. Widmo tego promieniowania nie zależy od tego, czy dany pierwiastek tworzy związek chemiczny, jak również od stanu skupienia pierwiastka. Wpierw należy dokonać kalibracji energetycznej widma. W tym celu przy ustalonych parametrach układu elektronicznego akwizycji danych, rejestruje się widmo charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego emitowanego przez źródło kalibracyjne (np. 55 Fe). Innym sposobem jest rejestracja widma próbki o znanym składzie pierwiastkowym, zwanej wzorcem zewnętrznym. Znając wartości energetyczne poszczególnych linii, przeprowadzamy kalibrację energetyczną. Rysunek 10 przedstawia widmo wzorca zawierającego wiele pierwiastków. Kalibracja za pomocą wzorca wielopierwiastkowego jest dokładniejsza i pozwala na jednoznaczne potwierdzenie liniowości układu detekcyjnego. W przypadku poszukiwań pierwiastków o liczbie atomowej Z < 50 analizę należy przeprowadzać na podstawie serii K, natomiast dla pozostałych pierwiastków na podstawie serii L. 13
12 Rys. 10. Widmo wzorca wykonanego z mieszaniny żelatyny i wodnych roztworów azotanów różnych metali o stężeniu 10 ppm każdy Dokonując analizy jakościowej, należy zwrócić uwagę na możliwość nakładania się niektórych linii charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego, zarówno w obrębie serii K jak i serii L, jak też nakładania się linii z obu serii. W widmach charakterystycznego promieniowania występują sztuczne piki, które utrudniają analizę. Przykładem są tzw. piki ucieczki (ang. escape peaks), które powstają na skutek niepełnej absorpcji energii danego kwantu rentgenowskiego w krysztale detektora, co powoduje pojawienie się piku o niższej wartości energii. Dla detektorów krzemowych piki ucieczki odpowiadają energiom o 1,74 kev (linia SiK ) mniejszym niż energie kwantów padającego promieniowania. Rysunek 11 przedstawia przykład złożonego widma PIXE, w którym zaznaczono piki czyste", nakładające się piki sumy (pile-up y) oraz piki ucieczki (escape peaks). Rys. 11. Przykład widma PIXE zawierającego piki czyste, piki wyjścia (escape peak) i piki nakładające się (pile-up) 3. Analiza ilościowa widm charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego Analiza ilościowa polega na pomiarze natężenia linii widmowych poszczególnych pierwiastków, które są proporcjonalne do zawartości tych pierwiastków w próbce. Zwykle wystarczy posłużyć się linią K lub L. Przykładowo na rys. 12 przedstawiono widmo charakterystyczne kamienia nerkowego metodą PIXE. 14
13 Rys. 12. Przykładowe widmo charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego próbki kamienia nerkowego wzbudzonego wiązką protonów 4. Granica detekcji O czułości wybranej metody pomiarowej decyduje wiele czynników, jednakże najistotniejszym z nich jest granica detekcji MDL (ang. Minimum Detectable Limit). Wielkość ta jest określona wzorem: B MDL 3,29C, N w którym: C - stężenie pierwiastka o liczbie atomowej Z w próbce, B - tło pod pikiem dla pierwiastka o liczbie atomowej Z, N - powierzchnia piku dla pierwiastka o liczbie atomowej Z. Powyższy wzór pokazuje, że granica detekcji jest: - wprost proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z tła (czterokrotne zmniejszenie tła powoduje dwukrotne zmniejszenie granicy detekcji), - odwrotnie proporcjonalna do natężenia linii widmowej pierwiastka (im większe to natężenie, tym mniejsza wartość granicy detekcji). Granica detekcji MDL przyjmuje wartości dyskretne w zależności od liczby atomowej Z. Wartości te są charakterystyczne dla danej próbki i warunków pomiarowych stosowanej metody analitycznej. Rysunek 13 przedstawia przykład krzywej dopasowanej do wyników eksperymentalnych wyznaczonych dla wzorca biologicznego, którym był wzorzec żelatynowy zawierający pierwiastki: K, V, Fe, Zn, Pb, Br, Sr, Cd o stężeniach 10 ppm każdego pierwiastka. Wzorzec analizowano metodą SRIXE (ang. Synchrotron Radiation Induced X-ray Emission). Warto podkreślić, że parametr MDL zależy od wyboru techniki pomiarowej, rodzaju materiału badawczego i samej tarczy pomiarowej. Czynnikiem istotnym jest też preparatyka tarcz pomiarowych. 15
14 Rys. 13. Krzywa MDL wyznaczona dla wzorca biologicznego analizowanego metodą SRIXE 5. Spektrometry XRF Rentgenowska analiza fluorescencyjna jest wykonywana za pomocą urządzeń zwanych spektrometrami. Metoda XRF korzysta ze spektrometrów dwóch rodzajów: a) spektrometrów dyspersji energii EDXRF (ang. Energy Dispersive X-Ray Fluorescence Analysis), b) spektrometrów dyspersji długości fali WDXRF (ang. Wavelength Dispersive X- Ray Fluorescence Analysis). Spektrometry te różnią się układem detekcji. Spektrometr EDXRF ma detektor, który pozwala na pomiar różnych energii promieniowania padającego na próbkę. Pozwala on na rozróżnienie promieniowania padającego na próbkę od fluorescencyjnego promieniowania wzbudzonego w atomach pierwiastków występujących w badanej próbce. Nazywamy to dyspersją. Spektrometr WDXRF wykorzystuje kryształ analizatora do dyspersji długości fali promieniowania. Rodzaj analizowanych pierwiastków i granica ich wykrycia zależą od stosowanego spektrometru. W przypadku spektrometru EDXRF można analizować pierwiastki od Na do U, a w przypadku spektrometru WDXRF pierwiastki od Be do U. W ostatnim przypadku zakres badanych pierwiastków jest więc szerszy. Spektrometry EDXRF są tańsze i szybsze, natomiast spektrometry WDXRF mają lepszą zdolność rozdzielczą i czułość. Na rys. 14 pokazano schemat układu pomiarowego widma charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego dla metody EDXRF, a na rys. 15 schemat układu dla metody WDXRF. 16
15 Rys. 14. Schemat układu pomiarowego dla metody EDXRF Rys. 15. Schemat układu pomiarowego dla metody WDXRF Analizę fluorescencyjną można też wykonać stosując dyfraktometr rentgenowski ze specjalną przystawką (rys. 16). Rys. 16. Dyfraktometrr rentgenowski ze specjalną przystawką do analizy fluorescencyjnej 17
16 Porównanie charakterystyk tych metod podano w tablicy 1. Porównanie charakterystyki metody EDS i WDS Tablica 1. Metoda EDS WDS 126 ev dla 5,9 kev MnK Zdolność rozdzielcza detektora 5 ev 115 ev dla HPGe Zdolność rozdzielcza zależy od energii kryształu Wydajność 100% 30% Detektor z okienkiem BE Z 11 Z 4 Detektor z okienkiem SUTW Z 5 Ogniskowanie - konieczne Kąt bryłowy odbioru duży mały Szybkość analizy duża (sekundy, minuty) mała (minuty, godziny) Analiza ilościowa wzorce wzorce Bieżąca obsługa ciekły azot gaz Ar + metan piki wylotu, piki sumy, brak Czynniki zakłócające analizę przeładowanie detektora, nakładanie się pików, absorpcja w okienku Cena niska wysoka detektor HPGe: detektor z germanu wysokiej czystości (ang. high-purity germanium detectors) Okienko SUTW: super ultracienkie okienko (ang. Super Ultra Thin Window), chroni detektor przed wpływem czynników zewnętrznych (np. zmiana atmosfery, kondensacja pary) Na rysunku 17 pokazano szerokość linii spektralnych rejestrowanych metodą WDS i EDS. Jest to tzw. szerokość połówkowa linii czyli szerokość mierzona w połowie jej wysokości, oznaczana skrótem FWHM (ang. Full Width at Half Maximum). Dla linii MnK powinna ona wynosić 2,3 ev, natomiast ze względu na niedoskonałości kryształu stosowanego do rozdzielenia linii oraz szumów aparaturowych, co powoduje poszerzenie linii, obecna szerokość linii MnK wynosi 5 ev. Podobnie, dla metody EDS, wskutek poszerzenia piku spowodowanego szumami elektrycznymi i błędami statystycznymi, szerokość linii MnK wynosi ev. Na tym rysunku z prawej strony pokazano kształt tych samych linii zarejestrowanych metodą EDS (linia czarna)) i WDS (kolor czerwony). Potwierdza to po raz kolejny lepszą zdolność rozdzielczą metody WDS, co w tym przypadku objawia się ich wyraźną ostrością w porównaniu do znacznie szerszych linii zarejestrowanych metodą EDS. 18
17 Rys. 17. Szerokość linii spektralnych dla metody WDS i EDS Porównanie różnych detektorów stosowanych w analizie XRF Zdolność rozdzielcza detektorów z przepływem gazu i scyntylacyjnych jest słaba i dlatego nie są one stosowane w spektrometrach z dyspersją energii. Mogą jednak być stosowane w spektrometrach z dyspersją długości fali, ponieważ w tym przypadku odpowiednią zdolność rozdzielczą zapewnia uginający kryształ. Czułość zależy od rodzaju detektora i energii padającego promieniowania. Detektory z przepływem gazu mają wysoką czułość dla niskich energii i małą czułość dla wysokich energii, a więc są odpowiednie dla detekcji promieniowania o małych energiach. Detektory scyntylacyjne są lepsze dla wysokich energii niż dla małych. Detektory półprzewodnikowe ogólnie mają słabą czułość dla małych energii i dużą dla wysokich energii. Z powyższych powodów spektrometry EDXRF zwykle mają detektory półprzewodnikowe, podczas gdy spektrometry WDXRF korzystają z detektorów z przepływem gazu i scyntylacyjnych. 6. Zastosowania rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej Rentgenowska analiza fluorescencyjna, w skrócie XRF (ang. X-Ray Fluorescence) jest to metoda analizy składu chemicznego różnego rodzaju materiałów stałych, ciekłych, proszkowych i inne. Innym zastosowaniem tej metody są badania grubości i składu warstw i powłok. 19
18 Jest to metoda nieniszcząca, dokładna i zwykle wymaga niewielkiego przygotowania próbki. Może być stosowana do badania metali, ceramiki, cementu, polimerów, olejów, żywności, gleby itp. Dlatego też znajduje zastosowanie w metalurgii, górnictwie węgla i rud, mineralogii, geologii medycynie, farmacji, archeologii i różnych dziedzinach techniki. Ostatnio fluorescencja rentgenowska znalazła również duże zastosowanie w badaniach związanych z ochroną środowiska do oznaczania śladowych zanieczyszczeń atmosfery i wód. Zawiesiny pyłów i osady zbiera się na specjalnych filtrach, które analizuje się bezpośrednio za pomocą spektrometru. Koncentracja badanych pierwiastków jest zawarta w przedziale od ppm (ang. part per milion) do 100%. Granica wykrywania, ogólnie mówiąc, jest lepsza dla pierwiastków z większą liczbą atomową niż dla pierwiastków lekkich. Precyzja i powtarzalność metody XRF są bardzo wysokie. Bardzo dokładne pomiary są możliwe nie tylko gdy stosuje się dobre próbki wzorcowe, lecz również w zastosowaniach gdy brak odpowiednich wzorców. Czas pomiaru zależy od liczby badanych pierwiastków i wymaganej dokładności pomiarów i zwykle jest zawarty w przedziale od kilku sekund do 30 minut. Czas analizy po pomiarach wynosi tylko kilka sekund. Poniżej zamieszczono kilka przykładów zastosowania metody XRF. Badania stali nierdzewnej 310 Nominalny skład stali nierdzewnej 310 pokazano w tablicy 2. Umieszczono w niej też energie linii spektralnych K i K pierwiastków występujących w tej stali. Nominalny skład stali nierdzewnej 310 Tablica 2. Pierwiastek Zawartość [%] Energia linii K [kev] K [kev] Mo 0,4 17,48 19,61 Cu 0,1 8,05 8,90 Ni 19,3 7,48 8,26 Fe 53,2 6,40 7,06 Mn 1,7 5,90 6,49 Cr 25,3 5,41 5,95 Do badania składu stali nierdzewnej 310 zastosowano następujące urządzenia firmy AMPTEK (rys. 18): lampę rentgenowską mini-x, detektor XR100-SDD, zasilacz PX4, komputer z programem do akwizycji danych i kontroli XRS-FP. 20
19 Rys. 18. Urządzenia firmy AMPTEK w badaniu składu stali nierdzewnej 310 Zastosowano lampę rentgenowską z anodą Ag przy napięciu 40 kv (bez filtra). Widmo uzyskanego promieniowania pokazano na rys. 19. Rys. 19. Widmo lampy rentgenowskiej z anodą Ag przy napięciu 40 kv (bez filtra) Rysunek 20 pokazuje wyidealizowane widmo stali 310. Przyjęto, że linie każdego pierwiastka mają natężenie proporcjonalne do jego nominalnej zawartości w stali. W analizie składu stali uwzględniono tylko część powyższego widma (rys. 21) zawartą w zakresie energii 5-8 kev, ponieważ w tym zakresie znajdowały się linie spektralne wszystkich pierwiastków występujących w tej stali w znaczących udziałach (w kolejności od lewej: CrK, MnK, FeK, MnK, FeK, NiK). Pominięto linie spektralne Mo (0,4%) i Cu (0,1%). 21
20 Rys. 20. Wyidealizowane widmo stali nierdzewnej 310 Rys. 21. Część widma stali 310 z rys. 19 w zakresie energii od 5,0 do 8,0 kev. Pominięto linie spektralne Mo (0,4%) i Cu (0,1%). Widmo energetyczne może być przedstawione w skali liniowej (rys. 22) lub logarytmicznej (rys. 23). 22
21 Rys. 22. Widmo energetyczne stali 310 w skali liniowej Rys. 23. Widmo energetyczne stali 310 w skali logatrytmicznej Na rys. 23 przedstawiono widmo energetyczne stali 310 w skali logarytmicznej pokazujące główne procesy wpływające na pomiary metodą XRF (lampa Amptek Mini-X z anodą Ag, U = 30 kv, filtr Al, kolimator Al, detektor Amptek X-123SDD, próbka stali w odległości ok. 2 cm, geometria 67,5 0, czas pomiaru 15 minut). 23
22 Rys. 23. Widmo energetyczne stali 310 w skali logarytmicznej pokazujące główne procesy wpływające na pomiary metodą XRF W widmie na rys. 23 widać (od lewej strony): linię Al (kolimator, 1,48 kev), linię Ar (argon z powietrza, 2,96 kev), piki wyjścia (promieniowanie rentgenowskie padając na detektor wzbudza promieniowanie charakterystyczne Si (1,75 kev); część tych fotonów opuszcza detektor, co powoduje zmniejszenie energii, np. zamiast E = 6,4 kev ( FeK ) rejestruje się E 6,4 1,75 kev 4,65 kev ), linie spektralne pierwiastków w stali (Cr, Fe, Ni), pik sumy FeK ( 2 6,40 kev 12,8 kev ), odcięcie widma hamowania przez filtr, linie MoK, MoK, linia promieniowania Ag anody rozproszona w zjawisku Comptona, tło spowodowane rozproszeniem Comptona promieniowania hamowania. Widmo z rys. 23 jest poddawane obróbce za pomocą programu XRS-FP. Uzyskane w ten sposób widmo pokazano na rys. 24, gdzie oznaczono: kolorem czarnym - oryginalne widmo przez obróbką, kolorem niebieskim widmo po obróbce na piki wyjścia, piki sumy, tło itp., kolorem czerwonym wyniki dekonwolucji pokazujące fotopiki Gaussa (dekonwolucja to proces mający na celu usunięcie pewnych zniekształceń sygnałów); natężenia linii charakterystycznych stanowią netto powierzchni pików. Na podstawie natężenia tych linii określono zawartość pierwiastków w stali 310 (tablica 3). 24
23 Rys. 24. Widmo energetyczne stali 310 z rys. 24 poddane obróbce za pomocą programu XRS-FP Tablica 3. Wyniki analizy składu stali nierdzewnej 310 Pierwiastek Natężenie Znana zawartość Zmierzona zawartość (metoda chemiczna) (metoda XRF) Chi 2 Cr 316,6 25,3% 28,20% ± 0,13% 32,8 Mn 19,6 17,2% 1,51% ± 0,03% 9,9 Fe 444,4 53,2% 50,49% ± 0,20% 87,0 Co 2,5 0,0% 0,21% ± 0,01% 6,7 Ni 154,2 19,3% 18,85% ± 0,12% 24,3 Cu 1,4 0,1% 0,12% ± 0,01% 0,5 Mo 17,7 0,4% 0,61% ± 0,01% 0,2 Analiza mosiądzu ołowiowego Na rys 25 pokazano widma rentgenowskie czystych (99,9%) próbek miedzi, cynku I ołowiu. Każdy pierwiastek emituje widmo promieniowania charakterystyczne dla niego: Cu - 8,06 kev, Zn - 8,64 kev, Pb - 10,55 kev i 12,61 kev. Na rys. 26 pokazano widmo rentgenowskie mosiądzu ołowiowego CuZn40Pb2 zawierającego powyższe trzy pierwiastki. Skład tego mosiądzu wskazują linie spektralne tych pierwiastków i ich natężenia: linie Cu i Zn są najsilniejsze i mają dość podobne natężenie, co wskazuje na ich dość podobną zawartość w stopie (odpowiednio 50% i 40%); linie Pb są bardzo słabe, a więc jego zawartość jest niewielka (2%). 25
24 Rys. 25. Widma rentgenowskie czystych (99,9%) próbek miedzi, cynku I ołowiu Rys. 26. Widmo rentgenowskie mosiądzu (Cu58Zn40Pb2) 26
25 Analiza monety 5 zł Na rysunku 27 pokazano widmo rentgenowskie monety 5 złotowej. Jej rdzeń o średnicy 16 mm jest wykonany z brązalu B-Al (brąz aluminiowy CuAl), a pierścień o średnicy 24 mm z miedzioniklu MN (CuNi). Analiza cyfr na banknocie 20 zł Rys. 27. Analiza monety 5 zł Analiza stali Cr-Ni-Mo Rys. 28. Analiza składu cyfry 2 na banknocie 20 zł Rys. 29. Analiza stali Cr-Ni-Mo 27
26 Analiza materiału tworzącego ozdobny motyw na kubku Rys. 30. Widmo rentgenowskie materiału tworzącego ozdobny motyw na kubku Wyniki ilościowej analizy fluorescencyjnej materiału tworzącego ozdobny motyw na kubku zawiera tablica 4. Tablica 4. Wyniki ilościowej analizy fluorescencyjnej materiału tworzącego ozdobny motyw na kubku 28
27 Analiza dziecięcej bransoletki Rys. 31. Dziecięca bransoletka i jej rentgenowskie widmo Literatura 1. Nuclear Data Tables, A7 (1970) B. Dziunikowski, Energy Dyspersive X-ray Flourescence Analysis, PWN Warszawa, Elsevier Amsterdam W. M. Kwiatek, Analiza fluorescencyjna, w: Fizyczne metody badań w biologii, medycynie I ochronie środowiska, pod red. A. Z. Hrynkiewicza i E. Rokity, s , PWN Warszawa Handbook of Practical X-Ray Fluorescence Analysis, pod redakcją Burkhard Beckhoff, Birgit Kanngiesser, Norbert Langhoff, Reiner Wedell, Helmut Wolff, Springer
28 30
FLUORESCENCJA RENTGENOWSKA (XRF) MARTA KASPRZYK PROMOTOR: DR HAB. INŻ. MARCIN ŚRODA KATEDRA TECHNOLOGII SZKŁA I POWŁOK AMORFICZNYCH
FLUORESCENCJA RENTGENOWSKA (XRF) MARTA KASPRZYK PROMOTOR: DR HAB. INŻ. MARCIN ŚRODA KATEDRA TECHNOLOGII SZKŁA I POWŁOK AMORFICZNYCH 13.01.2015 SPIS TREŚCI WSTĘP ZJAWISKO FLUORESCENCJI FLUORESCENCJA RENTGENOWSKA
Bardziej szczegółowoMetody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA)
Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA) Promieniowaniem X nazywa się promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od około
Bardziej szczegółowoSpektroskopia Fluorescencyjna promieniowania X
Spektroskopia Fluorescencyjna promieniowania X Technika X-ray Energy Spectroscopy (XES) a) XES dla określenia składu substancji (jakie pierwiastki) b) XES dla ustalenia struktury elektronicznej (informacja
Bardziej szczegółowoĆwiczenie nr 2 : Badanie licznika proporcjonalnego fotonów X
Ćwiczenie nr 2 : Badanie licznika proporcjonalnego fotonów X Oskar Gawlik, Jacek Grela 16 lutego 2009 1 Podstawy teoretyczne 1.1 Liczniki proporcjonalne Wydajność detekcji promieniowania elektromagnetycznego
Bardziej szczegółowoOddziaływanie cząstek z materią
Oddziaływanie cząstek z materią Trzy główne typy mechanizmów reprezentowane przez Ciężkie cząstki naładowane (cięższe od elektronów) Elektrony Kwanty gamma Ciężkie cząstki naładowane (miony, p, cząstki
Bardziej szczegółowoPomiar energii wiązania deuteronu. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie energii wiązania deuteronu
J1 Pomiar energii wiązania deuteronu Celem ćwiczenia jest wyznaczenie energii wiązania deuteronu Przygotowanie: 1) Model deuteronu. Własności deuteronu jako źródło informacji o siłach jądrowych [4] ) Oddziaływanie
Bardziej szczegółowoBadanie schematu rozpadu jodu 128 I
J8 Badanie schematu rozpadu jodu 128 I Celem doświadczenie jest wyznaczenie schematu rozpadu jodu 128 I Wiadomości ogólne 1. Oddziaływanie kwantów γ z materią [1,3] a) efekt fotoelektryczny b) efekt Comptona
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 3++ Spektrometria promieniowania gamma z licznikiem półprzewodnikowym Ge(Li) kalibracja energetyczna i wydajnościowa
Ćwiczenie 3++ Spektrometria promieniowania gamma z licznikiem półprzewodnikowym Ge(Li) kalibracja energetyczna i wydajnościowa Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się - z metodyką pomiaru aktywności
Bardziej szczegółowoBadanie schematu rozpadu jodu 128 J
J8A Badanie schematu rozpadu jodu 128 J Celem doświadczenie jest wyznaczenie schematu rozpadu jodu 128 J Wiadomości ogólne 1. Oddziaływanie kwantów γ z materią (1,3) a/ efekt fotoelektryczny b/ efekt Comptona
Bardziej szczegółowoĆwiczenie LP2. Jacek Grela, Łukasz Marciniak 25 października 2009
Ćwiczenie LP2 Jacek Grela, Łukasz Marciniak 25 października 2009 1 Wstęp teoretyczny 1.1 Energetyczna zdolność rozdzielcza Energetyczna zdolność rozdzielcza to wielkość opisująca dokładność detekcji energii
Bardziej szczegółowoRENTGENOWSKA ANALIZA FLUORESCENCYJNA
RENTGENOWSKA ANALIZA FLUORESCENCYJNA Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest zidentyfikowanie pierwiastków w próbkach metodą rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej przy zastosowaniu zestawu firmy Amptek składającego
Bardziej szczegółowoMonochromatyzacja promieniowania molibdenowej lampy rentgenowskiej
Uniwersytet Śląski Instytut Chemii Zakładu Krystalografii ul. Bankowa 14, pok. 133, 40 006 Katowice tel. (032)359 1503, e-mail: izajen@wp.pl, opracowanie: dr Izabela Jendrzejewska Laboratorium z Krystalografii
Bardziej szczegółowoXRF - Analiza chemiczna poprzez pomiar energii promieniowania X
PJLab_XRF.doc Promieniowanie jonizujące - ćwiczenia 1 XRF - Analiza chemiczna poprzez pomiar energii promieniowania X 1. Cel ćwiczenia Student zapoznaje się z metodą analizy składu pierwiastkowego substancji
Bardziej szczegółowoPromieniowanie rentgenowskie. Podstawowe pojęcia krystalograficzne
Promieniowanie rentgenowskie Podstawowe pojęcia krystalograficzne Krystalografia - podstawowe pojęcia Komórka elementarna (zasadnicza): najmniejszy, charakterystyczny fragment sieci przestrzennej (lub
Bardziej szczegółowoANALIZA SPECJACYJNA WYKŁAD 7 ANALIZA SPECJACYJNA
WYKŁAD 7 ANALIZA SPECJACYJNA ANALIZA SPECJACYJNA Specjacja - występowanie różnych fizycznych i chemicznych form danego pierwiastka w badanym materiale. Analiza specjacyjna - identyfikacja i ilościowe oznaczenie
Bardziej szczegółowoJ6 - Pomiar absorpcji promieniowania γ
J6 - Pomiar absorpcji promieniowania γ Celem ćwiczenia jest pomiar współczynnika osłabienia promieniowania γ w różnych absorbentach przy użyciu detektora scyntylacyjnego. Materiał, który należy opanować
Bardziej szczegółowoAbsorpcja promieni rentgenowskich 2 godz.
Uniwersytet Śląski - Instytut Chemii Zakład Krystalografii ul. Bankowa 14, pok. 133, 40-006 Katowice tel. (032)3591627, e-mail: joanna_palion@poczta.fm opracowanie: mgr Joanna Palion-Gazda Laboratorium
Bardziej szczegółowoJ7 - Badanie zawartości manganu w stali metodą analizy aktywacyjnej
J7 - Badanie zawartości manganu w stali metodą analizy aktywacyjnej Celem doświadczenie jest wyznaczenie zawartości manganu w stalowym przedmiocie. Przedmiot ten, razem z próbką zawierającą czysty mangan,
Bardziej szczegółowoSpektrometr XRF THICK 800A
Spektrometr XRF THICK 800A DO POMIARU GRUBOŚCI POWŁOK GALWANIZNYCH THICK 800A spektrometr XRF do szybkich, nieniszczących pomiarów grubości powłok i ich składu. Zaprojektowany do pomiaru grubości warstw
Bardziej szczegółowoĆwiczenie nr 1 Oznaczanie składu substancji metodą niskorozdzielczej analizy fluorescencyjnej
Ćwiczenie nr 1 Oznaczanie składu substancji metodą niskorozdzielczej analizy fluorescencyjnej Wydział Fizyki, 2009 r. I Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest: Zapoznanie się ze zjawiskiem fluorescencji rentgenowskiej
Bardziej szczegółowoIM-20. XRF - Analiza chemiczna poprzez pomiar energii promieniowania X
IM-20 Jakościowa i ilościowa analiza składu materiałów za pomocą XRF XRF - Analiza chemiczna poprzez pomiar energii promieniowania X 1. Cel ćwiczenia Student zapoznaje się z metodą analizy składu pierwiastkowego
Bardziej szczegółowoJ8 - Badanie schematu rozpadu jodu 128 I
J8 - Badanie schematu rozpadu jodu 128 I Celem doświadczenie jest wytworzenie izotopu 128 I poprzez aktywację w źródle neutronów próbki zawierającej 127 I, a następnie badanie schematu rozpadu tego nuklidu
Bardziej szczegółowoStałe : h=6, Js h= 4, eVs 1eV= J nie zależy
T_atom-All 1 Nazwisko i imię klasa Stałe : h=6,626 10 34 Js h= 4,14 10 15 evs 1eV=1.60217657 10-19 J Zaznacz zjawiska świadczące o falowej naturze światła a) zjawisko fotoelektryczne b) interferencja c)
Bardziej szczegółowoLaboratorium z Krystalografii specjalizacja: Fizykochemia związków nieorganicznych
Uniwersytet Śląski - Instytut Chemii Zakład Krystalografii ul. Bankowa 14, pok. 133, 40-006 Katowice tel. 0323591197, e-mail: izajen@wp.pl opracowanie: dr Izabela Jendrzejewska Laboratorium z Krystalografii
Bardziej szczegółowoBadanie absorpcji promieniowania γ
Badanie absorpcji promieniowania γ 29.1. Zasada ćwiczenia W ćwiczeniu badana jest zależność natężenia wiązki osłabienie wiązki promieniowania γ po przejściu przez warstwę materiału absorbującego w funkcji
Bardziej szczegółowoSpektrometry EDXRF do analizy metali szlachetnych X-PMA i w wersji przenośnej EX-PMA
Spektrometry EDXRF do analizy metali szlachetnych X-PMA i w wersji przenośnej EX-PMA Xenemetrix jest Izraelską wiodącą firmą z ponad 40 letnim doświadczeniem w projektowaniu, produkcji i dystrybucji spektrometrów
Bardziej szczegółowoLaboratorium z Krystalografii. 2 godz.
Uniwersytet Śląski Instytut Chemii Zakład Krystalografii Laboratorium z Krystalografii 2 godz. Zbadanie zależności intensywności linii Kα i Kβ promieniowania charakterystycznego X emitowanego przez anodę
Bardziej szczegółowoCharakterystyka promieniowania miedziowej lampy rentgenowskiej.
Uniwersytet Śląski - Instytut Chemii Zakładu Krystalografii ul. Bankowa 14, pok. 133, 40-006 Katowice tel. 0323591503, e-mail: izajen@wp.pl, opracowanie: dr Izabela Jendrzejewska Laboratorium z Krystalografii
Bardziej szczegółowoĆwiczenie nr 2 Zastosowanie fluorescencji rentgenowskiej wzbudzanej źródłami promieniotwórczymi do pomiarów grubości powłok
Ćwiczenie nr 2 Zastosowanie fluorescencji rentgenowskiej wzbudzanej źródłami promieniotwórczymi do pomiarów grubości powłok Wydział Fizyki, 2009 r. I Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest: Zapoznanie się
Bardziej szczegółowoNEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI PODSTAWOWE INFORMACJE O REAKCJACH JĄDROWYCH - NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA
ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI WYKŁAD 3 NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA - PODSTAWOWE INFORMACJE O REAKCJACH JĄDROWYCH - NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA REAKCJE JĄDROWE Rozpad promieniotwórczy: A B + y + ΔE
Bardziej szczegółowoLaboratorium z Krystalografii. 2 godz.
Uniwersytet Śląski Instytut Chemii Zakład Krystalografii Laboratorium z Krystalografii 2 godz. Zbadanie zależności intensywności linii Ka i Kb promieniowania charakterystycznego X emitowanego przez anodę
Bardziej szczegółowoIII. EFEKT COMPTONA (1923)
III. EFEKT COMPTONA (1923) Zjawisko zmiany długości fali promieniowania roentgenowskiego rozpraszanego na swobodnych elektronach. Zjawisko to stoi u podstaw mechaniki kwantowej. III.1. EFEKT COMPTONA Rys.III.1.
Bardziej szczegółowoTechniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej
Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej Wykład 2-5 marca 2019 Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef@fuw.edu.pl http://www.fuw.edu.pl/~szef/ Rozpad Przemiana Widmo
Bardziej szczegółowoSzkoła z przyszłością. szkolenie współfinansowane przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Szkoła z przyszłością szkolenie współfinansowane przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Narodowe Centrum Badań Jądrowych, ul. Andrzeja Sołtana 7, 05-400 Otwock-Świerk ĆWICZENIE
Bardziej szczegółowoĆwiczenie LP1. Jacek Grela, Łukasz Marciniak 22 listopada 2009
Ćwiczenie LP1 Jacek Grela, Łukasz Marciniak 22 listopada 2009 1 Wstęp teoretyczny 1.1 Energetyczna zdolność rozdzielcza Energetyczna zdolność rozdzielcza to wielkość opisująca dokładność detekcji energii
Bardziej szczegółowoTHICK 800A DO POMIARU GRUBOŚCI POWŁOK. THICK 800A spektrometr XRF do szybkich, nieniszczących pomiarów grubości powłok i ich składu.
THICK 800A DO POMIARU GRUBOŚCI POWŁOK THICK 800A spektrometr XRF do szybkich, nieniszczących pomiarów grubości powłok i ich składu. Zoptymalizowany do pomiaru grubości warstw Detektor Si-PIN o rozdzielczości
Bardziej szczegółowoPrzykłady pomiarów wielkości ogniska Lamp rentgenowskich
Przykłady pomiarów wielkości ogniska Lamp rentgenowskich Dominik SENCZYK Politechnika Poznańska E-mail: dominik.senczyk@put.poznan.pl 1. Wprowadzenie Ze względu na duże znaczenie wielkości ogniska lampy
Bardziej szczegółowoPromieniowanie X. Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X
Promieniowanie X Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X Lampa rentgenowska Lampa rentgenowska Promieniowanie rentgenowskie
Bardziej szczegółowoSpektroskop, rurki Plückera, cewka Ruhmkorffa, aparat fotogtaficzny, źródło prądu
Imię i nazwisko ucznia Nazwa i adres szkoły Imię i nazwisko nauczyciela Tytuł eksperymentu Dział fizyki Potrzebne materiały do doświadczeń Kamil Jańczyk i Mateusz Kowalkowski I Liceum Ogólnokształcące
Bardziej szczegółowoKwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.
Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. DUALIZM ŚWIATŁA fala interferencja, dyfrakcja, polaryzacja,... kwant, foton promieniowanie ciała doskonale
Bardziej szczegółowoI ,11-1, 1, C, , 1, C
Materiał powtórzeniowy - budowa atomu - cząstki elementarne, izotopy, promieniotwórczość naturalna, okres półtrwania, średnia masa atomowa z przykładowymi zadaniami I. Cząstki elementarne atomu 1. Elektrony
Bardziej szczegółowoNowoczesne metody analizy pierwiastków
Nowoczesne metody analizy pierwiastków Techniki analityczne Chromatograficzne Spektroskopowe Chromatografia jonowa Emisyjne Absorpcyjne Fluoroscencyjne Spektroskopia mas FAES ICP-AES AAS EDAX ICP-MS Prezentowane
Bardziej szczegółowoh λ= mv h - stała Plancka (4.14x10-15 ev s)
Twórcy podstaw optyki elektronowej: De Broglie LV. 1924 hipoteza: każde ciało poruszające się ma przyporządkowaną falę a jej długość jest ilorazem stałej Plancka i pędu. Elektrony powinny więc mieć naturę
Bardziej szczegółowoFizyka 2. Janusz Andrzejewski
Fizyka 2 wykład 14 Janusz Andrzejewski Atom wodoru Wczesne modele atomu -W czasach Newtona atom uważany była za małą twardą kulkę co dość dobrze sprawdzało się w rozważaniach dotyczących kinetycznej teorii
Bardziej szczegółowoŚwiatło fala, czy strumień cząstek?
1 Światło fala, czy strumień cząstek? Teoria falowa wyjaśnia: Odbicie Załamanie Interferencję Dyfrakcję Polaryzację Efekt fotoelektryczny Efekt Comptona Teoria korpuskularna wyjaśnia: Odbicie Załamanie
Bardziej szczegółowoRoHS-Vision / X-RoHS + SDD
Spektrometr EDXRF do analiz RoHS i w wersji full analysis RoHS-Vision / X-RoHS + SDD Szybka i prosta analiza substancji niebezpiecznych zgodnie z regulacjami prawnymi dotyczącymi ochrony środowiska RoHS
Bardziej szczegółowo26 Okresowy układ pierwiastków
26 Okresowy układ pierwiastków Przyjmując procedurę Hartree ego otrzymujemy poziomy numerowane, jak w atomie wodoru, liczbami kwantowymi (n, l, m) z tym, że degeneracja ze względu na l na ogół już nie
Bardziej szczegółowo2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32
Spis treści 5 Spis treści Przedmowa do wydania czwartego 11 Przedmowa do wydania trzeciego 13 1. Wiadomości ogólne z metod spektroskopowych 15 1.1. Podstawowe wielkości metod spektroskopowych 15 1.2. Rola
Bardziej szczegółowoC2: WYKORZYSTANIE DETEKTORA PÓŁPRZEWODNIKOWEGO W POMIARACH PROMIENIOWANIA
C2: WYKORZYSTANIE DETEKTORA PÓŁPRZEWODNIKOWEGO W POMIARACH PROMIENIOWANIA Wykonanie ćwiczenia Ćwiczenie będzie odbywało się z użyciem detektora germanowego technologii HPGe (high purity germanium lub hyperpure
Bardziej szczegółowoWzajemne relacje pomiędzy promieniowaniem a materią wynikają ze zjawisk związanych z oddziaływaniem promieniowania z materią. Do podstawowych zjawisk
Wzajemne relacje pomiędzy promieniowaniem a materią wynikają ze zjawisk związanych z oddziaływaniem promieniowania z materią. Do podstawowych zjawisk fizycznych tego rodzaju należą zjawiska odbicia i załamania
Bardziej szczegółowoBadanie próbek środowiskowych
J16 Badanie próbek środowiskowych Celem ćwiczenia jest pomiar promieniowania gamma emitowanego z próbki trynitytu oraz identyfikacja i określenie aktywności izotopów w niej zawartych. Trynityt to szkliwo
Bardziej szczegółowo(2) Zastosowanie fluorescencji rentgenowskiej wzbudzanej źródłami promieniotwórczymi do pomiarów grubości powłok
(2) Zastosowanie fluorescencji rentgenowskiej wzbudzanej źródłami promieniotwórczymi do Wydział Fizyki, 2009 r. Spis Treści 1. Zjawisko fluorescencji rentgenowskiej (XRF)... 2 2. Detekcja promieniowania
Bardziej szczegółowoSPEKTROMETR FLUORESCENCJI RENTGENOWSKIEJ EDXRF DO PEŁNEJ ANALIZY PIERWIASTKOWEJ Energy dispersive X-Ray Fluorescence Spectrometer
EDX 3600B SPEKTROMETR FLUORESCENCJI RENTGENOWSKIEJ EDXRF DO PEŁNEJ ANALIZY PIERWIASTKOWEJ Energy dispersive X-Ray Fluorescence Spectrometer Przeznaczony do analizy pierwiastkowej: - w produkcji cementu,
Bardziej szczegółowoModel Bohra budowy atomu wodoru - opis matematyczny
Model Bohra budowy atomu wodoru - opis matematyczny Uwzględniając postulaty kwantowe Bohra, można obliczyć promienie orbit dozwolonych, energie elektronu na tych orbitach, wartość prędkości elektronu na
Bardziej szczegółowoWstęp do astrofizyki I
Wstęp do astrofizyki I Wykład 13 Tomasz Kwiatkowski Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu Wydział Fizyki Instytut Obserwatorium Astronomiczne Tomasz Kwiatkowski, OA UAM Wstęp do astrofizyki I, Wykład
Bardziej szczegółowoTemat: Promieniowanie atomu wodoru (teoria)
Temat: Promieniowanie atomu wodoru (teoria) Zgodnie z drugim postulatem Bohra elektron poruszając się po dozwolonej orbicie nie wypromieniowuje energii. Promieniowanie zostaje wyemitowane, gdy elektron
Bardziej szczegółowoAnaliza aktywacyjna składu chemicznego na przykładzie zawartości Mn w stali.
Analiza aktywacyjna składu chemicznego na przykładzie zawartości Mn w stali. Projekt ćwiczenia w Laboratorium Fizyki i Techniki Jądrowej na Wydziale Fizyki Politechniki Warszawskiej. dr Julian Srebrny
Bardziej szczegółowogamma - Pochłanianie promieniowania γ przez materiały
PJLab_gamma.doc Promieniowanie jonizujące - ćwiczenia 1 gamma - Pochłanianie promieniowania γ przez materiały 1. Cel ćwiczenia Podczas ćwiczenia mierzy się natężenie promieniowania γ po przejściu przez
Bardziej szczegółowoĆWICZENIE Nr 4 LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH. Badanie krawędzi absorpcji podstawowej w kryształach półprzewodników POLITECHNIKA ŁÓDZKA
POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH ĆWICZENIE Nr 4 Badanie krawędzi absorpcji podstawowej w kryształach półprzewodników I. Cześć doświadczalna. 1. Uruchomić Spekol
Bardziej szczegółowoEfekt fotoelektryczny
Ćwiczenie 82 Efekt fotoelektryczny Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest obserwacja efektu fotoelektrycznego: wybijania elektronów z metalu przez światło o różnej częstości (barwie). Pomiar energii kinetycznej
Bardziej szczegółowoWidmo promieniowania
Widmo promieniowania Spektroskopia Każde ciało wysyła promieniowanie. Promieniowanie to jest składa się z wiązek o różnych długościach fal. Jeśli wiązka światła pada na pryzmat, ulega ono rozszczepieniu,
Bardziej szczegółowoWykład Budowa atomu 1
Wykład 30. 11. 2016 Budowa atomu 1 O atomach Trochę historii i wprowadzenie w temat Promieniowanie i widma Doświadczenie Rutherforda i odkrycie jądra atomowego Model atomu wodoru Bohra sukcesy i ograniczenia
Bardziej szczegółowoSPEKTROMETRIA IRMS. (Isotope Ratio Mass Spectrometry) Pomiar stosunków izotopowych (R) pierwiastków lekkich (H, C, O, N, S)
SPEKTROMETRIA IRMS (Isotope Ratio Mass Spectrometry) Pomiar stosunków izotopowych (R) pierwiastków lekkich (H, C, O, N, S) R = 2 H/ 1 H; 13 C/ 12 C; 15 N/ 14 N; 18 O/ 16 O ( 17 O/ 16 O), 34 S/ 32 S Konstrukcja
Bardziej szczegółowoJ17 - Badanie zjawiska Dopplera dla promieniowania gamma
J17 - Badanie zjawiska Dopplera dla promieniowania gamma Celem doświadczenia jest obserwacja i analiza zjawiska Dopplera dla promieniowania γ emitowanego ze stanu wzbudzonego 12 C. Promieniowanie to powstaje
Bardziej szczegółowoSpektroskopia charakterystycznych strat energii elektronów EELS (Electron Energy-Loss Spectroscopy)
Spektroskopia charakterystycznych strat energii elektronów EELS (Electron Energy-Loss Spectroscopy) Oddziaływanie elektronów ze stałą, krystaliczną próbką wstecznie rozproszone elektrony elektrony pierwotne
Bardziej szczegółowoKwantowa natura promieniowania
Kwantowa natura promieniowania Promieniowanie ciała doskonale czarnego Ciało doskonale czarne ciało, które absorbuje całe padające na nie promieniowanie bez względu na częstotliwość. Promieniowanie ciała
Bardziej szczegółowo2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424
2008/2009 seweryn.kowalski@us.edu.pl Seweryn Kowalski IVp IF pok.424 Plan wykładu Wstęp, podstawowe jednostki fizyki jądrowej, Własności jądra atomowego, Metody wyznaczania własności jądra atomowego, Wyznaczanie
Bardziej szczegółowoKorpuskularna natura światła i materii
Podręcznik zeszyt ćwiczeń dla uczniów Korpuskularna natura światła i materii Politechnika Gdańska, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, tel. +48 58 348
Bardziej szczegółowoSPEKTROMETRIA CIEKŁOSCYNTYLACYJNA
SPEKTROMETRIA CIEKŁOSCYNTYLACYJNA Metoda detekcji promieniowania jądrowego (α, β, γ) Konwersja energii promieniowania jądrowego na promieniowanie w zakresie widzialnym. Zalety metody: Geometria 4π Duża
Bardziej szczegółowoSpektroskopia. mössbauerowska
Spektroskopia Spektroskopia Mӧssbauerowska mössbauerowska Adrianna Rokosa Maria Dawiec 1. Zarys historyczny 2. Podstawy teoretyczne 3. Efekt Mössbauera 4. Spektroskopia mössbauerowska 5. Zastosowanie w
Bardziej szczegółowoKatedra Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Łódzkiego. Ćwiczenie 8 Mikroanalizator rentgenowski EDX w badaniach składu chemicznego ciał stałych
Katedra Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Łódzkiego Ćwiczenie 8 Mikroanalizator rentgenowski EDX w badaniach składu chemicznego ciał stałych Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest wykorzystanie promieniowania
Bardziej szczegółowoWFiIS. Wstęp teoretyczny:
WFiIS PRACOWNIA FIZYCZNA I i II Imię i nazwisko: 1. 2. TEMAT: ROK GRUPA ZESPÓŁ NR ĆWICZENIA Data wykonania: Data oddania: Zwrot do poprawy: Data oddania: Data zliczenia: OCENA Cel ćwiczenia: Wyznaczenie
Bardziej szczegółowoANALIZA PIERWIASTKÓW W RÓŻNYCH TYPACH PRÓBY PRZY ZASTOSOWANIU ENERGODYSPERSYJNEGO SPEKTROMETRU RENTGENOWSKIEGO
ANALIZA PIERWIASTKÓW W RÓŻNYCH TYPACH PRÓBY PRZY ZASTOSOWANIU ENERGODYSPERSYJNEGO SPEKTROMETRU RENTGENOWSKIEGO Celem ćwiczenia jest identyfikacja pierwiastków metodą fluorescencji rentgenowskiej w dowolnych
Bardziej szczegółowoMetody spektroskopowe:
Katedra Chemii Analitycznej Metody spektroskopowe: Absorpcyjna Spektrometria Atomowa Fotometria Płomieniowa Gdańsk, 2010 Opracowała: mgr inż. Monika Kosikowska 1 1. Wprowadzenie Spektroskopia to dziedzina
Bardziej szczegółowoFizyka kwantowa. promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne. efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy. kwantyzacja światła
W- (Jaroszewicz) 19 slajdów Na podstawie prezentacji prof. J. Rutkowskiego Fizyka kwantowa promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne kwantyzacja światła efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy
Bardziej szczegółowoSPRAWDZIAN NR 1. wodoru. Strzałki przedstawiają przejścia pomiędzy poziomami. Każde z tych przejść powoduje emisję fotonu.
SRAWDZIAN NR 1 IMIĘ I NAZWISKO: KLASA: GRUA A 1. Uzupełnij tekst. Wpisz w lukę odpowiedni wyraz. Energia, jaką w wyniku zajścia zjawiska fotoelektrycznego uzyskuje elektron wybity z powierzchni metalu,
Bardziej szczegółowoPROMIENIOWANIE RENTGENOWSKIE
PROMIENIOWANIE RENTGENOWSKIE 1. Zagadnienia teoretyczne Promieniowanie rentgenowskie, poziomy energetyczne w atomie, stała Planck a i metody wyznaczania jej wartości, struktura krystalograficzna, dyfrakcyjne
Bardziej szczegółowoFizyka promieniowania jonizującego. Zygmunt Szefliński
Fizyka promieniowania jonizującego Zygmunt Szefliński 1 Wykład 6 Promieniowanie. Produkcja i oddziaływanie. Potencjały jonizacyjne 3 Podpowłoki Tab. Oznaczenia literowe podpowłok l 0 1 3 4 5 Oznaczenie
Bardziej szczegółowoI. PROMIENIOWANIE CIEPLNE
I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE - lata '90 XIX wieku WSTĘP Widmo promieniowania elektromagnetycznego zakres "pokrycia" różnymi rodzajami fal elektromagnetycznych promieniowania zawartego w danej wiązce. rys.i.1.
Bardziej szczegółowoTemat 1 Badanie fluorescencji rentgenowskiej fragmentu meteorytu pułtuskiego opiekun: dr Chiara Mazzocchi,
Warszawa, 15.11.2013 Propozycje tematów prac licencjackich dla kierunku Energetyka i Chemia Jądrowa Zakład Spektroskopii Jądrowej, Wydział Fizyki UW Rok akademicki 2013/2014 Temat 1 Badanie fluorescencji
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki wykład 3
D. Halliday, R. Resnick, J.Walker: Podstawy Fizyki, tom 5, PWN, Warszawa 2003. H. D. Young, R. A. Freedman, Sear s & Zemansky s University Physics with Modern Physics, Addison-Wesley Publishing Company,
Bardziej szczegółowoĆwiczenie nr 5 BADANIE PROMIENIOWANIA RENTGENOWSKIEGO. I. Podstawy fizyczne
Politechnika Warszawska Wydział Fizyki Laboratorium Fizyki II p. Piotr Kurek, Marek Wasiucionek Do użytku wewnętrznego Ćwiczenie nr 5 BADANIE PROMIENIOWANIA RENTGENOWSKIEGO I. Podstawy fizyczne 1. Wstęp
Bardziej szczegółowoKonwersatorium 1. Zagadnienia na konwersatorium
Konwersatorium 1 Zagadnienia na konwersatorium 1. Omów reguły zapełniania powłok elektronowych. 2. Podaj konfiguracje elektronowe dla atomów Cu, Ag, Au, Pd, Pt, Cr, Mo, W. 3. Wyjaśnij dlaczego występują
Bardziej szczegółowoIM-8 Zaawansowane materiały i nanotechnologia - Pracownia Badań Materiałów I 1. Badanie absorpcji promieniowania gamma w materiałach
IM-8 Zaawansowane materiały i nanotechnologia - Pracownia Badań Materiałów I 1 IM-8 Badanie absorpcji promieniowania gamma w materiałach I. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest pomiar współczynników absorpcji
Bardziej szczegółowoŚwiatło ma podwójną naturę:
Światło ma podwójną naturę: przejawia własności fal i cząstek W. C. Roentgen ( Nobel 1901) Istnieje ciągłe przejście pomiędzy tymi własnościami wzdłuż spektrum fal elektromagnetycznych Dla niskich częstości
Bardziej szczegółowoTak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman ( ) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd.
Tak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman (1918-1988) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd. Równocześnie Feynman podkreślił, że obliczenia mechaniki
Bardziej szczegółowoOPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz
OPTYKA Leszek Błaszkieiwcz Ojcem optyki jest Witelon (1230-1314) Zjawisko odbicia fal promień odbity normalna promień padający Leszek Błaszkieiwcz Rys. Zjawisko załamania fal normalna promień padający
Bardziej szczegółowoANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI
ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI ANALIZA ŚLADÓW METODA ICP-OES Optyczna spektroskopia emisyjna ze wzbudzeniem w indukcyjnie sprzężonej plazmie WYKŁAD 4 Rodzaje widm i mechanizm ich powstania PODSTAWY SPEKTROSKOPII
Bardziej szczegółowoPrzewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman
Porównanie Przewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman Spektroskopia FT-Raman Spektroskopia FT-Raman jest dostępna od 1987 roku. Systemy
Bardziej szczegółowoĆwiczenie nr 5 : Badanie licznika proporcjonalnego neutronów termicznych
Ćwiczenie nr 5 : Badanie licznika proporcjonalnego neutronów termicznych Oskar Gawlik, Jacek Grela 16 lutego 29 1 Teoria 1.1 Licznik proporcjonalny Jest to jeden z liczników gazowych jonizacyjnych, występujący
Bardziej szczegółowoTemat 1: Budowa atomu zadania
Budowa atomu Zadanie 1. (0-1) Dany jest atom sodu Temat 1: Budowa atomu zadania 23 11 Na. Uzupełnij poniższą tabelkę. Liczba masowa Liczba powłok elektronowych Ładunek jądra Liczba nukleonów Zadanie 2.
Bardziej szczegółowoEfekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach
Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach Efekt Comptona. p f Θ foton elektron p f p e 0 p e Zderzenia fotonów
Bardziej szczegółowoPrzejścia promieniste
Przejście promieniste proces rekombinacji elektronu i dziury (przejście ze stanu o większej energii do stanu o energii mniejszej), w wyniku którego następuje emisja promieniowania. E Długość wyemitowanej
Bardziej szczegółowo(1) Oznaczanie składu substancji metodą niskorozdzielczej analizy fluorescencyjnej
(1) Oznaczanie składu substancji metodą niskorozdzielczej analizy fluorescencyjnej Wydział Fizyki, 2009 r. Spis Treści 1. Zjawisko fluorescencji rentgenowskiej (XRF)... 2 2. Detekcja promieniowania fluorescencyjnego...
Bardziej szczegółowoSPEKTROSKOPIA RENTGENOWSKA
Intensywność ĆWICZENIE 105 SPEKTROSKOPIA RENTGENOWSKA Cel ćwiczenia: obserwacja ciągłego i charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego, którego źródłem jest wolfram; wyznaczenie energii promieniowania
Bardziej szczegółowoSpektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie
Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie Streszczenie Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego jest jedną z technik spektroskopii absorpcyjnej mającej zastosowanie w chemii,
Bardziej szczegółowoOddziaływanie promieniowania X z materią. Podstawowe mechanizmy
Oddziaływanie promieniowania X z materią Podstawowe mechanizmy Promieniowanie od oscylującego elektronu Rozpraszanie Thomsona Dyspersja podejście klasyczne Fala padająca Wymuszony, tłumiony oscylator harmoniczny
Bardziej szczegółowoAtom wodoru w mechanice kwantowej. Równanie Schrödingera
Fizyka atomowa Atom wodoru w mechanice kwantowej Moment pędu Funkcje falowe atomu wodoru Spin Liczby kwantowe Poprawki do równania Schrödingera: struktura subtelna i nadsubtelna; przesunięcie Lamba Zakaz
Bardziej szczegółowoPodstawowe własności jąder atomowych
Podstawowe własności jąder atomowych 1. Ilość protonów i neutronów Z, N 2. Masa jądra M j = M p + M n - B 2 2 Q ( M c ) ( M c ) 3. Energia rozpadu p 0 k 0 Rozpad zachodzi jeżeli Q > 0, ta nadwyżka energii
Bardziej szczegółowo