Когда квадратный корень из частот характеристического рентгеновского излучения элементов сопоставляется с атомным номером, получается прямая линия. В свои 20 лет Мозли измерил и нанес на график частоты рентгеновского излучения примерно для 40 элементов периодической таблицы. Он показал, что рентгеновские лучи K-альфа следуют прямой линии, когда атомный номер Z в зависимости от квадратного корня из частоты был построен. С пониманием, полученным из модели Бора, мы можем записать его эмпирическое соотношение следующим образом:
Расчет и дополнительная информация.
Немного истории
Маркировка рентгеновских переходов
Таблица энергий K-альфа рентгеновского излучения
Index
Гиперфизика***** Квантовая физика
R Nave
Назад
Эмпирическая формула Мозли для K-альфа-рентгеновских лучей, адаптированная к модели Бора, становится
.
Следствием этого соотношения является то, что один электрон в K-оболочке перед испусканием почти на 100% эффективен в защите ядра, так что электрон из L-оболочки видит эффективный ядерный заряд Z-1. Мы можем использовать это соотношение для расчета приблизительных квантовых энергий и длин волн для K-альфа-рентгеновского излучения.
Для элемента с Z = ,
соответствующая квантовая энергия для K-альфа-рентгеновского излучения равна =
кэВ
и длина волны λ Kα = нм.
Например, этот расчет для Z=42 дает длину волны 0,0722 нм для рентгеновского излучения молибдена K-альфа, тогда как измеренное значение составляет 0,0707 нм. Таким образом, согласие разумно для рентгеновских лучей K-альфа, даже несмотря на то, что верхний уровень перехода испытывает некоторое экранирование, которое не учитывается в этой модели.
Для переходов, заканчивающихся более высокими оболочками, ситуация с экранированием значительно усложняется. Из модели Бора мы можем написать уравнение для L-альфа-рентгеновского излучения как
.
Мозли обнаружил, что его данные по L-альфа-рентгеновскому излучению соответствуют эмпирическому соотношению
, так что лучше всего данные соответствуют Z-7,4, что указывает на экранирование, соответствующее в среднем 7,4 электрона внутри М-оболочки, из которой произошел электрон.
График Мозли
Рентгеновская трубка
Маркировка рентгеновских переходов
Таблица энергий K-альфа рентгеновского излучения
Index
Гиперфизика***** Квантовая физика
R Nave
Назад
Генри Дж. Дж. Мозли (1887-1919 гг.)15) был описан Резерфордом как его самый талантливый ученик. Когда ему было около 20 лет, он измерил и нанес на график частоты рентгеновского излучения примерно для 40 элементов периодической таблицы. Он показал, что рентгеновские лучи K-альфа следуют прямой линии, когда атомный номер Z в зависимости от квадратного корня из частоты был построен. Его данные (график Мозли) до сих пор являются стандартной характеристикой учебников по физике.
В то время, когда он работал, большинство физиков считали атомный вес А ключом к упорядочению таблицы Менделеева, а не атомный номер Z. Например, никель с атомным весом 58,7 ставился впереди кобальта с атомным весом 58,9., в периодической таблице. Работа Мозли показала, что атомный номер кобальта 27, а никеля 28. Калий (Z = 19, A = 39,10) и аргон (Z = 18, A = 39,95) также были перевернуты, когда они перечислены в порядке атомного веса. Мозли предсказал существование элемента с Z=72 (гафния), который впоследствии был открыт в лаборатории Бора в Копенгагене.
0264(99)
49(19)
05(20)
38(26)
61(20)
73(22)
В свои 20 лет Мозли измерил и нанес на график частоты рентгеновского излучения примерно для 40 элементов периодической таблицы. Он показал, что рентгеновские лучи K-альфа следуют прямой линии, когда атомный номер Z в зависимости от квадратного корня из частоты был построен. С пониманием, полученным из модели Бора, мы можем записать его эмпирическое соотношение следующим образом:
Из модели Бора мы можем написать уравнение для L-альфа-рентгеновского излучения как
Дж. Мозли (1887-1919 гг.)15) был описан Резерфордом как его самый талантливый ученик. Когда ему было около 20 лет, он измерил и нанес на график частоты рентгеновского излучения примерно для 40 элементов периодической таблицы. Он показал, что рентгеновские лучи K-альфа следуют прямой линии, когда атомный номер Z в зависимости от квадратного корня из частоты был построен. Его данные (график Мозли) до сих пор являются стандартной характеристикой учебников по физике.