x-ray輻射產(chǎn)生的原理
當(dāng)電子束與標(biāo)靶的原子碰撞時(shí),原子內(nèi)層電子被打出,外層電子往內(nèi)遞補(bǔ),而由高能階轉(zhuǎn)變成低能階的狀態(tài),能量便藉由X-ray輻射的方式產(chǎn)生,此X光稱為特征輻射。
1:當(dāng)以高電壓加速之電子束撞擊陽極標(biāo)靶,高速電子受到標(biāo)靶原子的阻擋急劇停止下來,電子在非彈性碰撞過程中能量損失部分轉(zhuǎn)變成X光子的能量,此X光稱為連續(xù)輻射。
2:同步輻射
根據(jù)電磁學(xué)的理論,帶電粒子的運(yùn)動速度或方向改變時(shí)會放射出電磁波。當(dāng)電子以接近光速飛行,受到磁場的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí),便會因相對論效應(yīng)沿著偏轉(zhuǎn)的切線方向,放射出薄片狀的電磁波,這就是「同步輻射光」。
3:自由電子激光(a free-electron laser)
為了產(chǎn)生自由電子激光,一束電子被加速至接近光速(相對論速度)。之后,電子束通過由周期性橫向磁場構(gòu)成的自由電子振蕩器。產(chǎn)生周期性磁場的磁體陣列又被稱為“波蕩器(undulator)”或“搖擺體(wiggler)”,這是因?yàn)樗鼈儠饔糜陔娮邮怪纬烧倚螤畹穆窂?。在此路徑上對電子進(jìn)行加速會使之發(fā)射光子(同步輻射)。由于電子周期運(yùn)動與已發(fā)射光場同相,得到的是相干疊加的光場,即自由電子激光。所發(fā)射的光波長可以通過改變電子束能量或波蕩器的磁場強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。