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特性X線

索引 特性X線

ネルギーで内殻電子が励起される(左)と、その緩和過程で準位間に相当するエネルギーを持った特性X線が発生する(右)。 特性X線(とくせいえっくすせん)とは、ある原子の電子軌道や原子核において、高い電子準位から低い電子準位に遷移する過程で放射されるX線である。単一エネルギー、線スペクトルが特徴。 機器分析で使用される単一波長のX線はふつう特性X線を利用しており、発生源となる元素(ターゲット)と電子殻によって表記する。X線光電子分光ではMgKα線 (1253.6eV) やAlKα線 (1486.6eV)、X線回折ではCuKα線 (8.048keV) やMoKα線 (17.5keV) などを用いる。 内殻電子の励起源としてX線を用いたときに発生する特性X線は、蛍光X線(XRF)と呼ばれる。その他にも励起源に電子を用いて元素分析をする電子線マイクロアナライザ(EPMA)や、陽子やイオンを用いて元素分析をする粒子線励起X線分析(PIXE)がある。.

22 関係: 原子原子核マグネシウムモリブデンモーズリーの法則アルミニウムエネルギー分散型X線分析スペクトル元素粒子線励起X線分析遷移蛍光X線電子ボルト電子状態電子線マイクロアナライザ電子軌道電子殻X線X線光電子分光X線回折機器分析化学

原子

原子(げんし、άτομο、atom)という言葉には以下の3つの異なった意味がある。.

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原子核

原子核(げんしかく、atomic nucleus)は、単に核(かく、nucleus)ともいい、電子と共に原子を構成している。原子の中心に位置する核子の塊であり、正の電荷を帯びている。核子は、基本的には陽子と中性子から成っているが、通常の水素原子(軽水素)のみ、陽子1個だけである。陽子と中性子の個数、すなわち質量数によって原子核の種類(核種)が決まる。 原子核の質量を半経験的に説明する、ヴァイツゼッカー=ベーテの質量公式(原子核質量公式、他により改良された公式が存在する)がある。.

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マグネシウム

マグネシウム(magnesium )は原子番号 12、原子量 24.305 の金属元素である。元素記号は Mg。マグネシュームと転訛することがある。中国語は金へんに美と記する。 周期表第2族元素の一種で、ヒトを含む動物や植物の代表的なミネラル(必須元素)であり、とりわけ植物の光合成に必要なクロロフィルで配位結合の中心として不可欠である。また、有機化学においてはグリニャール試薬の構成元素として重要である。 酸化マグネシウムおよびオキソ酸塩の成分としての酸化マグネシウムを、苦い味に由来して苦土(くど、bitter salts)とも呼称する。.

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モリブデン

モリブデン(molybdenum 、Molybdän )は原子番号42の元素。元素記号は Mo。クロム族元素の1つ。.

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モーズリーの法則

モーズリーの法則 (Moseley's law) とは、特性X線(各元素に固有な線スペクトルを持つX線、固有X線ともいう)の波長の逆数の平方根が、特性X線を放出する元素の原子核の電荷、すなわち原子番号の一次関数となることを示した法則である。法則の名称は、イギリスの物理学者のヘンリー・モーズリーが実験によって発見して1913年に発表したことに因む。 特性X線のKα線の波長を \lambda_ 、原子番号を \mathcal 、光速度を c_\circ 、リュードベリ定数を R_\infty とすると、この法則は以下の式により表される。 この式は、特性X線のKα線の波長が軽元素ほど長いことを意味する。Kα線以外の系列についても、特性X線の波長と原子番号の間には、同様の直線的な関係がある。.

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アルミニウム

アルミニウム(aluminium、aluminium, aluminum )は、原子番号 13、原子量 26.98 の元素である。元素記号は Al。日本語では、かつては軽銀(けいぎん、銀に似た外見をもち軽いことから)や礬素(ばんそ、ミョウバン(明礬)から)とも呼ばれた。アルミニウムをアルミと略すことも多い。 「アルミ箔」、「アルミサッシ」、一円硬貨などアルミニウムを使用した日用品は数多く、非常に生活に身近な金属である。天然には化合物のかたちで広く分布し、ケイ素や酸素とともに地殻を形成する主な元素の一つである。自然アルミニウム (Aluminium, Native Aluminium) というかたちで単体での産出も知られているが、稀である。単体での産出が稀少であったため、自然界に広く分布する元素であるにもかかわらず発見が19世紀初頭と非常に遅く、精錬に大量の電力を必要とするため工業原料として広く使用されるようになるのは20世紀に入ってからと、金属としての使用の歴史はほかの重要金属に比べて非常に浅い。 単体は銀白色の金属で、常温常圧で良い熱伝導性・電気伝導性を持ち、加工性が良く、実用金属としては軽量であるため、広く用いられている。熱力学的に酸化されやすい金属ではあるが、空気中では表面にできた酸化皮膜により内部が保護されるため高い耐食性を持つ。.

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エネルギー分散型X線分析

ネルギー分散型X線分析 (Energy dispersive X-ray spectrometry、EDX、EDS) は、広義の意味として、電子線やX線などの一次線を物体に照射した際に発生する特性X線(蛍光X線)を半導体検出器に導入し、発生した電子-正孔対のエネルギーと個数から、物体を構成する元素と濃度を調べる元素分析手法である。 一般的に、電子線を一次線として用いた場合を指すことが多く、X線を一次線として用いる場合をエネルギー分散型蛍光X線分析 (ED-XRF) として呼ぶ。ちなみに、一次線が荷電粒子の場合は、粒子線励起X線分析法 (PIXE: Particle Induced X-ray Emission) と呼ぶ。.

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スペクトル

ペクトル()とは、複雑な情報や信号をその成分に分解し、成分ごとの大小に従って配列したもののことである。2次元以上で図示されることが多く、その図自体のことをスペクトルと呼ぶこともある。 様々な領域で用いられる用語で、様々な意味を持つ。現代的な意味のスペクトルは、分光スペクトルか、それから派生した意味のものが多い。.

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元素

元素(げんそ、elementum、element)は、古代から中世においては、万物(物質)の根源をなす不可欠な究極的要素広辞苑 第五版 岩波書店を指しており、現代では、「原子」が《物質を構成する具体的要素》を指すのに対し「元素」は《性質を包括する抽象的概念》を示す用語となった。化学の分野では、化学物質を構成する基礎的な成分(要素)を指す概念を指し、これは特に「化学元素」と呼ばれる。 化学物質を構成する基礎的な要素と「万物の根源をなす究極的要素」としての元素とは異なるが、自然科学における元素に言及している文献では、混同や説明不足も見られる。.

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粒子線励起X線分析

粒子線励起X線分析(りゅうしせんれいきエックスせんぶんせき、PIXE、Particle Induced X-ray Emission)とは、物質にイオンビームを照射して発生した特性X線を検出し、元素分析をする手法。 入射イオンとしては、陽子ビームが一般的に用いられる。ビーム径は2μm程度であるが、エネルギーが100eV以下では電界イオン銃を用いることで0.1μmまで絞ることができる。 PIXEのほうが電子線を照射した場合よりも、バックグラウンドとなる連続X線が小さいため、検出感度が高い。.

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銅(どう)は原子番号29の元素。元素記号は Cu。 周期表では金、銀と同じく11族に属する遷移金属である。英語でcopper、ラテン語でcuprumと言う。.

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遷移

遷移(せんい)とは、「うつりかわり」のこと。類義語として「変遷」「推移」などがある。 自然科学の分野では transition の訳語であり、一般に、何らかの事象(物)が、ある状態から別の状態へ変化すること。さまざまな分野で使われており、場合によって意味が異なることもある。以下に解説する。.

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蛍光X線

蛍光X線(けいこうXせん、X-ray Fluorescence、XRF)とは、元素に特有の一定以上のエネルギーをもつX線を照射することによって、その物質を構成する原子の内殻の電子が励起されて生じた空孔に、外殻の電子が遷移する際に放出される特性X線のこと。その波長は内殻と外殻のエネルギー差に対応する。.

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電子ボルト

物理学において、電子ボルト(エレクトロンボルト、electron volt、記号: eV)とはエネルギーの単位のひとつ。 素電荷(そでんか)(すなわち、電子1個分の電荷の符号を反転した値)をもつ荷電粒子が、 の電位差を抵抗なしに通過すると得るエネルギーが 。.

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電子状態

電子状態(でんしじょうたい)または電子構造(でんしこうぞう)とは、物質(原子、分子なども含む)における電子の状態のこと。 「電子状態」「電子構造」に相当する英語としては、"electronic structure"、"electronic state(s)"、"electronic property" などがある。 電子状態間の遷移を電子遷移(でんしせんい)という。.

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電子線マイクロアナライザ

電子線マイクロアナライザ(でんしせんマイクロアナライザ Electron Probe Micro Analyzer)または電子プローブ微小分析器、略称 EPMAとは電子線を対象物に照射する事により発生する特性X線の波長と強度から構成元素を分析する電子マイクロプローブ(EMP)装置の一つである。二次電子像や反射電子像による観察が主体の電子顕微鏡に特性X線検出器としてエネルギー分散型X線分析(EDS)を付加したもの(分析用のSEMやTEM、XMAなど)と比較して、EPMAは元素分析を主体としたものであり、特性X線検出器に波長分散型X線分析(WDS)を用いるために定量精度は良いが検出効率が悪く、より高い照射電流を必要とする。 10~30立方マイクロメータの試料があればWittry, David B. (1958).

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電子軌道

軌道はエネルギーの固有関数である。 電子軌道(でんしきどう、)とは、電子の状態を表す、座標表示での波動関数のことを指す。電子軌道は単に「軌道」と呼ばれることもある。.

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電子殻

電子殻(でんしかく、electron shell)は、原子構造の模型において、原子核を取り巻く電子軌道の集まりをいう。言わば電子の収容場所のことで、それにいかに電子が入っているかを示すのが電子配置である。.

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X線

透視画像。骨と指輪の部分が黒く写っている。 X線(エックスせん、X-ray)とは、波長が1pm - 10nm程度の電磁波のことを言う。発見者であるヴィルヘルム・レントゲンの名をとってレントゲン線と呼ばれる事もある。放射線の一種である。X線撮影、回折現象を利用した結晶構造の解析などに用いられる。.

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X線光電子分光

X線光電子分光(エックスせんこうでんしぶんこう)は、光電子分光の1種である。略称はXPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) または ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis, エスカ)。サンプル表面にX線を照射し、生じる光電子のエネルギーを測定することで、サンプルの構成元素とその電子状態を分析することができる。他にもPES、PS等とも呼ばれる。.

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X線回折

X線回折(エックスせんかいせつ、、XRD)は、X線が結晶格子で回折を示す現象である。 1912年にドイツのマックス・フォン・ラウエがこの現象を発見し、X線の正体が波長の短い電磁波であることを明らかにした。 逆にこの現象を利用して物質の結晶構造を調べることが可能である。このようにX線の回折の結果を解析して結晶内部で原子がどのように配列しているかを決定する手法をX線結晶構造解析あるいはX線回折法という。しばしばこれをX線回折と略して呼ぶ。他に同じように回折現象を利用する結晶構造解析の手法として、電子回折法や中性子回折法がある。.

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機器分析化学

機器分析化学(ききぶんせきかがく)は分析化学の中で分析機器を用いた内容で、分光学や構造解析学をひっくるめた総称である。機器分析学(ききぶんせきがく)とも呼ばれる。.

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