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 сбивается с орбиты, создавая вакансию. Электроны с более высоких энергетических орбит могут двигаться, чтобы заполнить эту вакансию. Разница в энергии между двумя орбитами высвобождается в виде флуоресцентного рентгеновского излучения, то есть вторичного рентгеновского излучения. Флуоресцентное рентгеновское излучение от каждого элемента имеет характерную энергию и называется характеристическим рентгеновским излучением.