X射线是电磁波谱中的某特定波长范围内的电磁波,其特性通常用能量(单位:千电子伏特,keV)和波长(单位:nm)描绘。
X射线荧光是原子内发生一些改变所造成的的现象。一个安稳的原子结构由原子核及核外电子组成。其核外电子都以各自特有的能量在各自的固定轨道上运转,内层电子(如K层)在满足能量的X射线照射下脱离原子的捆绑,开释出的电子会导致该电子壳层呈现相应当电子空位。这时处于高能量电子壳层的电子(如:L层)会跃迁到该低能量电子壳层来添补相应的电子空位。因为不同电子壳层之间有着能量距离,这些能量上的差以二次X射线的方式开释开来,不同的元素所开释开来的二次X射线具有特定的能量特性。这一个进程便是咱们所说的X射线荧光(XRF)。
元素的原子遭到高能辐射激起而引起内层电子的跃迁,一起发射出具有必定特殊性波长的X射线,依据莫斯莱规律,荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关,其数学联系如下:
而依据量子理论,X射线可以当作由一种量子或光子组成的粒子流,每个光具有的能量为:
式中,E为X射线光子的能量,单位为keV;h为普朗克常数;ν为光波的频率;C为光速。
因而,只需可以测出荧光X射线的波长或许能量,就不难得知元素的品种,这便是荧光X射线定性分析的根底。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有必定的联系,据此,可以直接进行元素定量分析。