Page 93 - 生态环境监测技术应用

生态环境监测技术应用
pplication of Ecological Environment Monitoring Technology

光电效应、散射效应。
（1）光电效应
当入射的光量子与物质相互作用时，会将自身能量全部传递给原子后光量子

消失，能量在原子中被重新分配，与原子核较近的内壳层电子获得能量的概率较
大，当其获得的能量能够克服原子核的库伦力时，芯电子将以光电子形式被激发
出去，为了满足能量和动量守恒，原子也会获得一个反冲能。
此时，内壳层电子被激发出去后，会留下一个空穴，外层的电子会向内跃迁

以填补空穴，在跃迁的过程中其释放出的能量会被原子内部吸收而打出外层的另
一个次级光电子，此过程称为俄歇效应；被打出的另一个次级光电子被称为俄歇
电子。
当外壳层的电子跃迁去填补空穴时所释放的能量没有被原子吸收，而是直接

以辐射形式释放出来，这就是特征 X 射线。其能量等于两外层电子能级之间的差，
因此，特征 X 射线能量与元素之间有一一对应的关系。
（2）散射效应
电磁辐射与原子核外层电子相互作用，将部分能量传递给核外电子，而电磁

辐射的能量与运动方向发生变化。散射效应分为：相干散射和非相干散射。相干
散射：是指一个 X 射线光子与原子中的一个电子碰撞后发生散射，其方向改变
但能量却没有损失。主要发生在入射 X 射线光子的能量小于或者接近原子中电
子的结合能的时候。

非相干散射：非相干散射最主要的是康普顿效应，入射光子与原子核外电子
发生碰撞，将一部分能量传递给电子，如果传给电子的能量大于原子的结合能就
会成为自由电子，而入射光子能量降低、运动方向发生改变，整个过程遵循能量
守恒和动量守恒，这个过程称为康普顿效应。

（二）X 射线荧光分析方法在土壤重金属监测中的应用
1. 原理与结构
（1）X 射线荧光光谱法分析原理
X 射线荧光光谱法的原理是用 X 射线照射待测样品，使待测样品受激发而

产生二次特征 X 射线（即荧光），使用特定的荧光仪测量并记录激发射线的频率、
能量以及强度，从而来测定样品成分，可分为定性测量和定量测量。定性分析原
理基础是莫塞莱定律，莫塞莱研究认为各元素有其特定的 X 射线，与元素的原

-80-