III.8.3. Explicația producerii radiației X caracteristică.

Explicația producerii radiației X caracteristică țintei anticatodului:

În cazul ciocnirii dintre electronii accelerați în tubul vidat, pe lângă emisia de radiație X de frânare mai are loc și un proces de emisie a radiaţiei X caracteristică țintei depusă pe anticatod. Radiația X caracteristică se produce atunci când electronul ionizează atomul ţintei scoţând un electron de pe un nivel inferior al atomului (de exemplu, din stratul K cu numărul cuantic n = 1). Locul rămas vacant este ocupat de un electron aflat pe straturile următoare (de exemplu de pe straturile L, M sau N). În această situaţie, va avea loc o rearanjare a electronilor păturilor superioare. Aceştia vor face salturi, ocupând nivelele interioare rămase libere.

Rearanjarea electronilor atomilor anticatodului este însoțită de emisia radiațiilor X. Ca urmare, vor fi emise cuante a căror energie corespunde diferenţei de energie (h ∙ ν) dintre nivelele electronice între care se realizează tranziţiile. Acest proces produce un spectru de emisii de raze X la câteva frecvențe discrete, denumite linii spectrale. Liniile spectrale generate depind de elementul țintă (anticatod) folosit și astfel se numesc linii caracteristice.

Lungimea de undă a radiaţiei X caracteristice este dată de legea lui Moseley:

ν_kn = frecvența radiației X caracteristice

c = viteza radiației X (3 ∙ 10⁸ m/s)

R = constanta lui Rydberg = 1,0973731568160 ∙ 10⁷ m^-1

Z = numărul atomic al elementului emiţător

σ = constantă de ecran, care se determină experimental.

n și k sunt numere cuantice principale ale nivelelor între care are loc tranziția electronului

Spectrul de linii al radiaţiilor X depăşeşte cu mult în intensitate spectrul continuu. Lungimile de undă ale liniilor prezente în spectru, depind în mod esenţial de natura anticatodului.