Анализаторы Bowman XRF используют рентгеновскую флуоресцентную технологию для анализа толщины материала и состава. Рентген был обнаружен немецким физиком Вильгельмом Рентгеном в 1895. Он назвал неизвестный источник света, который заставил его фильм выставить "рентген", и опубликовал свое открытие с рентгеновским изображением его руки.

Сегодня известно, что рентгеновское излучение представляет собой форму электромагнитного излучения с частотой между ультрафиолетовыми и гамма-лучами. Большинство рентгеновских лучей имеют длину волны от 0.01 до 10 нанометров, как показано на рисунке 1, в диапазоне частот от низкой до высокой.

Вильгельм Конрад Рентген был удостоен первой Нобелевской премии по физике в 1901.

Рентген также является частицей (фотоном), которая описывается с использованием единицы энергии эВ. Единицы измерения энергии и длины волны взаимозаменяемы. Поэтому рентгеновское излучение является как волной, так и частицей. Это важная концепция понимания свойств рентгеновских лучей.

В рентгеновских трубках электроны,испущенные катодом, ускоряются под действием разности электрических потенциалов между анодом и катодом и ударяются об анод, где происходит их резкое торможение. При этом за счёт тормозного излучения происходит генерация излучения рентгеновского диапазона, и одновременно выбиваются электроны из внутренних электронных оболочек атомов анода. Пустые места в оболочках занимаются другими электронами атома. В процессе ускорения-торможения лишь около XNUMX% кинетической энергии электрона идёт на рентгеновское излучение, XNUMX % энергии превращается в тепло.

Интересно отметить, что волновые свойства не могут объяснить фотоэффект. Альберт Эйнштейн и Макс Планк предположили, что свет не ведет себя как волна, а скорее как дискретные «пакеты» с определенным энергетическим содержанием. Спустя годы американский химик Гилберт Льюис назвал фотоны фотоснимков. Но люди по-прежнему скептически относились к теории Эйнштейна до 1923, когда американский физик Артур Комптон обнаружил рассеяние рентгеновских лучей. Он бомбардировал графит рентгеновскими лучами и обнаружил, что рассеянный рентгеновский луч имеет меньшую энергию. Это явление было названо комптоновским рассеянием, что объясняется теорией Эйнштейна-Планка. Во время столкновения с электроном частица, подобная рентгеновскому излучению, передает часть своего импульса электрону, и в результате рентгеновское излучение отклоняется в другом направлении и излучается с меньшей энергией и другой длиной волны.

Хотя теория Эйнштейна-Планка объясняет рассеяние Комптона, возникает одна проблема. Чтобы обладать импульсом, фотон должен иметь массу, поскольку импульс в классической физике - это физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость. Но фотон не имеет массы. Ответ нашел Эйнштейн, который постулировал, что в фундаментальном смысле энергия и масса эквивалентны и взаимозаменяемы. Он сформулировал свою концепцию в выражении E = MC2. Спустя годы Эйнштейн получил Нобелевскую премию по физике за свою фотоэлектрическую теорию.

Рентгеновская флуоресценция связана с фотоэлектрическим взаимодействием. Когда происходит фотоэлектрическое взаимодействие, электрон выбивается с орбиты, создавая вакансию. Электроны с более высоких энергетических орбит перемещаются, чтобы заполнить эту вакансию. Разность энергий между двумя орбитами выделяется как флуоресцентное рентгеновское излучение, то есть вторичное рентгеновское излучение. Флуоресцентный рентгеновский луч от каждого элемента имеет определенную энергию и называется характеристическим рентгеновским излучением.