Los rayos X característicos se emiten cuando los electrones de la capa externa llenan un vacío en la capa interna de un átomo , liberando rayos X en un patrón que es "característico" de cada elemento. Los rayos X característicos fueron descubiertos por Charles Glover Barkla en 1909, [1] quien más tarde ganó el Premio Nobel de Física por su descubrimiento en 1917.
Los rayos X característicos se producen cuando un elemento es bombardeado con partículas de alta energía, que pueden ser fotones, electrones o iones (como protones). Cuando la partícula incidente golpea un electrón ligado (el electrón objetivo) en un átomo, el electrón objetivo es expulsado de la capa interna del átomo. Una vez que el electrón ha sido expulsado, el átomo queda con un nivel de energía vacante , también conocido como agujero central . Los electrones de la capa exterior luego caen dentro de la capa interior, emitiendo fotones cuantificados con un nivel de energía equivalente a la diferencia de energía entre los estados superior e inferior. Cada elemento tiene un conjunto único de niveles de energía y, por lo tanto, la transición de niveles de energía más altos a más bajos produce rayos X con frecuencias que son características de cada elemento.[2]
Notación
Los diferentes estados de electrones que existen en un átomo generalmente se describen mediante notación orbital atómica , como se usa en química y física general. Sin embargo, la ciencia de rayos X tiene terminología especial para describir la transición de electrones desde la parte superior para reducir los niveles de energía: tradicional notación Siegbahn , o alternativamente, simplificado notación de rayos X .
En notación Siegbahn, cuando un electrón cae de la capa L a la capa K, el rayo X emitido se llama rayos X K-alfa . De manera similar, cuando un electrón cae de la capa M a la capa K, los rayos X emitidos se denominan rayos X K-beta. [3]
A veces, sin embargo, en lugar de liberar la energía en forma de rayos X, la energía se puede transferir a otro electrón, que luego es expulsado del átomo. Esto se llama efecto Auger .
Aplicaciones
Los rayos X característicos se pueden utilizar para identificar el elemento particular del que se emiten. Esta propiedad se utiliza en diversas técnicas, incluyendo la fluorescencia de rayos X espectroscopia , la emisión de rayos X inducida por partículas , espectroscopía de rayos X de dispersión de energía , y espectroscopia de rayos X de longitud de onda dispersiva .
Ver también
Notas
- ^ Wittke, James H. "El origen de los rayos X característicos" . Archivado desde el original el 9 de julio de 2013 . Consultado el 18 de junio de 2013 .
- ^ "Fluorescencia de rayos X (XRF): comprensión de los rayos X característicos" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 28 de diciembre de 2013 . Consultado el 18 de junio de 2013 .
- ^ Nave, Carl R. "Rayos X característicos" . Hiperfísica . Consultado el 18 de junio de 2013 .