(A21) Studium rentgenových spekter.

Studijní text

1. S využitím krystalu LiF jako analyzátoru proveďte měření následujících rentgenových spekter:
   1. Rentgenka s Cu anodou.
      1. proměřte krátkovlnné oblasti spekter brzdného záření při napětích 15 kV/1 mA, 25 kV/0,8 mA, 30 kV/0,8 mA, 33 kV/0,8 mA. K měření používejte tyto parametry: clonu o průměru 2 mm, interval Braggova úhlu pro 15 kV v rozmezí (10° – 15°) s krokem 0.2° a dobou expozice 8 s a pro ostatní napětí interval Braggova úhlu (3° – 10°) s krokem 0,2° a dobou expozice 5 s;
      2. proměřte charakteristická spektra rentgenky při napětích 15 kV/1 mA a 33 kV/0,8 mA. K měření používejte tyto parametry: clonu o průměru 2 mm, interval Braggova úhlu (15° – 30°), krok 0,1° a dobu expozice 2 s;
      3. proměřte tvar spektra s Zr absorbérem. K měření používejte tyto parametry: clonu s Zr absorbérem tloušťky 0,05 mm, interval Braggova úhlu (3° – 30°), krok 0,1° a dobu expozice 2 s;
      4. proměřte tvar spektra s Ni absorbérem. K měření používejte tyto parametry: clonu s Ni absorbérem tloušťky 0,01 mm, interval Braggova úhlu (3° – 30°), krok 0,1° a dobu expozice 2 s.
   2. Rentgenka s Fe anodou
      1. proměřte charakteristické spektrum rentgenky při napětí 33 kV/0,8 mA. K měření používejte tyto parametry: clonu o průměru 2 mm, interval Braggova úhlu (3° – 30°), krok 0,1° a dobu expozice 2 s;
      2. proměřte tvar spektra s Zr absorbérem. K měření používejte tyto parametry: clonu s Zr absorbérem tloušťky 0,05 mm, interval Braggova úhlu (3° – 30°), krok 0,1° a dobu expozice 3 s.
   3. Rentgenka s Mo anodou.
      1. proměřte charakteristické spektrum rentgenky při napětí 33 kV/0.8 mA. K měření používejte tyto parametry: clonu o průměru 2  mm, interval Braggova úhlu (3° – 35°), krok 0,1° a dobu expozice 3 s.
   4. Rentgenka s Cu anodou:
      1. proměřte charakteristické spektrum rentgenky při napětí 33 kV/0,8 mA v intervalu Braggova úhlu (42° – 51°). K měření používejte tyto parametry: clonu o průměru 2 mm, krok 0,1° a dobou expozice 2 s.
2. Interpretujte naměřené výsledky (pro mezirovinnou vzdálenost krystalu LiF používejte hodnotu d = 201,4 pm):
   1. Krátkovlnná mez brzdného záření
      1. Ze změřených mezních vlnových délek (respektive frekvencí) určete hodnotu Planckovy konstanty a oceňte přesnost měření
   2. Moseleyův zákon
      1. Přesvědčte se, že naměřené úhlové frekvence spektrálních čar K_α a K_β pro různé prvky splňují Moseleyův zákon. Ze směrnice příslušné závislosti určete hodnotu Rydbergovy úhlové frekvence a využitím této hodnoty určete též průměrnou hodnotu stínící konstanty.
      2. Přesvědčte se, že i naměřené polohy absorpčních hran Zr a Ni splňují Moseleyův zákon.
      3. Všimněte si, že absorpční hrana Ni koinciduje se spektrální čarou K_β mědi; této skutečnosti se využívá v rentgenové difraktografii pro monochromatizaci charakteristického spektra mědi. Z provedeného měření určete filtrační efekt niklu pro čáru K_β.
   3. Úhlová disperze
      1. Ze změřených spekter molybdenu určete velikost úhlové disperze pro různé řády difrakce.

Poznámka I: mřížková konstanta LiF je 201,4 pm!!!

Poznámka II:

Střední vlnová délka K_α se používá, není-li dublet rozlišitelný.

Poznámka III: Úhel orientace krystalu LiF přesně neodpovídá zobrazovanému úhlu. Pomocí tabelovaných hodnot charakteristického spektra určete systematickou odchylku a vylučte chybu tím vzniklou.