Какво Е Рентгенова Спектроскопия?

{h1}

Рентгеновата спектроскопия се използва в няколко области на науката и технологиите, за да се разберат по-добре атомните характеристики на различни материали.

Рентгенов фотоелектрон спектрометър

Този рентгенов фотоелектрон спектрометър използва принципите на рентгеновата спектроскопия за измерване на елементарния състав на материалите.

Рентгеновата спектроскопия е техника, която открива и измерва фотони или частици светлина, които имат дължина на вълната в рентгеновата част на електромагнитния спектър. Използва се, за да помогне на учените да разберат химичните и елементарни свойства на даден обект.

Има няколко различни метода на рентгенова спектроскопия, които се използват в много научни и технологични дисциплини, включително археология, астрономия и инженерство. Тези методи могат да се използват независимо или заедно, за да се създаде по-пълна картина на анализирания материал или обект.

история

Вилхелм Конрад Рьонтген, немски физик, е награден с първата Нобелова награда по физика през 1901 г. за откритието си на рентгенови лъчи през 1895 г. Новата му технология е била бързо използвана от други учени и лекари, според Националната лаборатория за ускорители на SLAC.

Чарлз Баркла, британски физик, провежда изследвания между 1906 и 1908 г., които водят до откритието му, че рентгеновите лъчи могат да бъдат характерни за отделните вещества. Работата му също му носи Нобелова награда по физика, но чак през 1917г.

Използването на рентгенова спектроскопия всъщност започва малко по-рано, през 1912 г., започвайки от екип баща и син на британски физици, Уилям Хенри Браг и Уилям Лорънс Браг. Те използваха спектроскопия, за да проучат как рентгеновото лъчение взаимодейства с атомите в кристалите. Техниката им, наречена рентгенова кристалография, е станала стандарт в областта на следващата година и те печелят Нобеловата награда по физика през 1915г.

В началото на 1900 г. Уилям Хенри Брейг (тук) и неговият син Уилям Лорънс Брейг са първите, използващи рентгенова спектроскопия, за да проучат как рентгеновото лъчение взаимодейства с атомите в кристалите.

В началото на 1900 г. Уилям Хенри Брейг (тук) и неговият син Уилям Лорънс Брейг са първите, използващи рентгенова спектроскопия, за да проучат как рентгеновото лъчение взаимодейства с атомите в кристалите.

Как работи рентгеновата спектроскопия

Когато един атом е нестабилен или е бомбардиран с високоенергийни частици, неговите електрони преминават от едно енергийно ниво на друго. Докато електроните се настройват, елементът абсорбира и освобождава високоенергийни рентгенови фотони по начин, характерен за атомите, които съставляват този конкретен химичен елемент. Рентгеновата спектроскопия измерва тези промени в енергията, което позволява на учените да идентифицират елементи и да разберат как взаимодействат атомите в рамките на различни материали.

Има две основни техники на рентгеноспектроскопия: рентгеноспектроскопия, диспергираща по дължина на вълната (WDXS) и енерго-дисперсивна рентгенова спектроскопия (EDXS). WDXS измерва рентгеновите лъчи с една дължина на вълната, които са дифракционирани от кристал. EDXS измерва рентгеновото лъчение, излъчвано от електрони, стимулирано от високо енергиен източник на заредени частици.

И в двете техники как се разпространява излъчването показва атомната структура на материала и следователно елементите в обекта, който се анализира.

Рентгеновите лъчи са високочестотни вълни в електромагнитния спектър.

Рентгеновите лъчи са високочестотни вълни в електромагнитния спектър.

Множество приложения

Днес рентгеновата спектроскопия се използва в много области на науката и технологиите, включително археология, астрономия, инженерство и здравеопазване.

Антрополозите и археолозите са в състояние да открият скрита информация за древните артефакти и останки, които откриват, като ги анализират с рентгенова спектроскопия. Например, Лий Шарп, доцент по химия в колежа Grinnell в Айова, и неговите колеги използваха метод, наречен рентгенова флуоресцентна (XRF) спектроскопия, за да идентифицира произхода на обсидиановите стрелки, направени от праисторически хора в североамериканския югозапад. Екипът публикува резултатите си през октомври 2018 г. в списание „Археологическа наука: доклади“.

Рентгеновата спектроскопия също помага на астрофизиците да научат повече за това как работят обектите в космоса. Например, изследователи от Вашингтонския университет в Сейнт Луис планират да наблюдават рентгенови лъчи, които идват от космически обекти, например черни дупки, за да научат повече за техните характеристики. Екипът, воден от Хенрик Кравчински, експериментален и теоретичен астрофизик, планира да пусне тип рентгенов спектрометър, наречен рентгенов поляриметър. От декември 2018 г. инструментът ще бъде окачен в атмосферата на Земята чрез дълготраен балон, изпълнен с хелий.

Юри Гогоци, химик и инженер по материали в университета Дрексел в Пенсилвания, създава антенни пръски и мембрани за обезсоляване с материали, анализирани чрез рентгенова спектроскопия.

Невидимите антени за пръскане са с дебелина само няколко десетки нанометра, но са в състояние да предават и насочват радиовълни. Техника, наречена рентгенова абсорбционна спектроскопия (XAS), помага да се гарантира, че съставът на невероятно тънкия материал е правилен и помага да се определи проводимостта. "Високата метална проводимост е необходима за добро изпълнение на антените, така че трябва да следим внимателно материала", каза Гогоци.

Гогоци и неговите колеги също използват рентгенова спектроскопия за анализ на повърхностната химия на сложни мембрани, които обезсоляват водата чрез филтриране на специфични йони, като натрий.

Използването на рентгенова спектроскопия може да се намери и в няколко области на медицинските изследвания и практика, като например в съвременните машини за сканиране с компютърна томография. Събирането на рентгенови абсорбционни спектри по време на CT сканиране (чрез преброяване на фотони или спектрален CT скенер) може да осигури по-подробна информация и контраст за това, което се случва вътре в тялото, с по-ниски дози радиация от рентгеновите лъчи и по-малко или няма нужда от използване контрастни материали (багрила), според Phuong-Anh T. Duong, директор на CT в Катедрата по радиология и изображения на университета в Университета Емори.

още четене:

  • Прочетете повече за изследването на рентгеновата поляриметрия на НАСА.
  • Научете повече за рентгеновата и спектроскопия за загуба на енергия от Националната лаборатория за възобновяема енергия.
  • Вижте тази серия от планове за уроци по рентгеновата спектроскопия на звезди, от НАСА.


Видео Добавка: Методы рентгеноструктурного анализа.




Изследване


Tomtom Multi-Sport Gps Часовник: Преглед На Спортен Часовник
Tomtom Multi-Sport Gps Часовник: Преглед На Спортен Часовник

Илон Мъск: Кажи „Сладки Сънища“, Човечество
Илон Мъск: Кажи „Сладки Сънища“, Човечество

Наука Новини


Китове Убийци, Уловени В Зашеметяващи Кадри На Дрон (Видео)
Китове Убийци, Уловени В Зашеметяващи Кадри На Дрон (Видео)

Предучилищната Програма Е В Полза На Учениците 25 Години По-Късно
Предучилищната Програма Е В Полза На Учениците 25 Години По-Късно

Сателитните Снимки Разкриват Ракетната Програма На Северна Корея Е Много Жива
Сателитните Снимки Разкриват Ракетната Програма На Северна Корея Е Много Жива

Идентифицирани Нови Ленти С Дълги Крака
Идентифицирани Нови Ленти С Дълги Крака

Дълбока Мистерия: Как Огромни Китове Ловуват Калмари От Джамбо
Дълбока Мистерия: Как Огромни Китове Ловуват Калмари От Джамбо


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com