第二章电磁辐射与材料的相互作用
教学目的：1、掌握电磁辐射与材料结构的一些基本概念；2、掌握电磁辐射与材料之间的相互作用；3、掌握电磁与材料之间相互作用而派生出来的测试方法。
教学重点：1、电磁辐射与材料之间的相互作用；2、电磁与材料之间相互作用而派生出来的测试方法的测试信号的理解；3、X射线的与材料之间的相互作用。
教学难点：1、电子衍射与俄歇电子的产生；2、光谱项与能级分裂的关系及相应的测试方法。
第一节概述
电磁辐射与物质相互作用产生的主要现象
图21电磁辐射与材料相互作用产生的主要信号不同谱域的电磁辐射与物质相互作用产生的现象有很大的差别。光学分析法：基于测量物质所发射或吸收的电磁波的波长和强度的分析方法。光谱法：测量的信号是物质内部能级跃迁所产生的发射、吸收或散射光谱的波长和强度。非光谱法：不是测量光谱，不包含能级跃迁。它是基于电磁波和物质相互作用时，电磁波只改变了方向和物理性质，如折射、反射、散射、干涉、衍射和偏振等现象。非光谱技术包括折射法、干涉法，旋光测定法，浊度法，X射线衍射等。
一、辐射的吸收与发射
1辐射的吸收与吸收光谱
f辐射的吸收：辐射通过物质时，其中某些频率的辐射被组成物质的粒子（原子、离子或分子等）选择性地吸收，从而使辐射强度减弱的现象。辐射吸收的实质：辐射使物质粒子发生由低能级一般为基态向高能级激发态的能级跃迁。吸收条件：被选择性吸收的辐射光子能量应为跃迁后与跃迁前两个能级间的能量差，即
hvEE2E1
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E2与E1高能级与低能级能量。辐射能量被吸收的程度一般用吸光度与或的关系曲线，即辐射被吸收程度对或的分布称为吸收光谱。
2辐射的发射与发射光谱
辐射的发射：物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。辐射发射的前提：使物
质吸收能量，即激发。
辐射发射的实质：辐射跃迁，即当物质的粒子吸收能量被激发至高能态E2后，瞬间返回基态或低能态E1，多余的能量以电磁辐射的形式释放出来。发射的电磁辐射频率取决于辐射前后两个能级的能量E2与E1之差，即
vEE2E1
h
h
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物质的激发方式：
（1）非电磁辐射激发非光激发热激发：电弧、火花等放电光源和火焰等通过热运动的粒子碰撞而使物质
激发；电子激发：通过被电场加速的电子轰击使物质激发。（2）电磁辐射激发（光致发光）
作为激发源的辐射光子称一次光子，而物质微粒受激后辐射跃迁发射的光
子二次光子称为荧光或磷光。吸收一次光子与发r