• ベストアンサー

EDXの横軸(keV単位)と原子のエネルギー準位(eV)の差の関係について

EDXスペクトルの横軸が何のエネルギーを示しているのかがあいまいなのでどなたか解説していただけないでしょうか。 EDXを使用して鉄のスペクトルを取ったところ、Kaのピークが6keVのところに出ました。EDXはX線ではじき出されたK殻の電子位置にL殻の電子が落ちる際発生する特性X線のエネルギーを測っているのですよね。ということはL殻とK殻のエネルギー差が6keVもあるということなのでしょうか。原子のエネルギー準位は数eV程度ではないかと思うのですが、何か勘違いしてるのでしょうか。 ちなみに入射電子線のエネルギーは15keVで、検出素子はSi(Li)です。

  • phy0
  • お礼率76% (148/193)

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • eatern27
  • ベストアンサー率55% (635/1135)
回答No.1

>ということはL殻とK殻のエネルギー差が6keVもあるということなのでしょうか。 そういうことです。 本当かどうかは、K殻とL殻のエネルギー準位を求めればすぐに分かります。 今考えているのは内側の電子ですので遮蔽の効果は小さいと考えて、原子番号Zの原子核+電子1個の系で近似してもそう大きくは変わらないはずですよね。(水素原子の場合と本質的には同じですので、エネルギー準位は直ぐに求まります) なお、具体的な計算の時には、水素原子の第1イオン化エネルギー=13.6eVを使うと楽です。 >原子のエネルギー準位は数eV程度ではないかと思うのですが、何か勘違いしてるのでしょうか。 数eV程度というのは化学反応とかに関係する電子、つまり、外側の軌道の電子の話のはずです。今考えているのは、内側の軌道の電子ですから、考えている電子が違いますよね。

phy0
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。数eVというのは最外殻電子のことだったんですね。参考になりました。

関連するQ&A

  • 電子殻とエネルギー準位

    例えば水素原子について、 電子殻(の半径)とエネルギー準位(からくる半径)は同じものですか? もしそうだとすると、水素原子の電子は通常はK殻の軌道ですが、 外部からエネルギーが与えられた場合は、電子が1つのくせに L殻とかM殻の軌道にいるということもありえるということですか? もうひとつお願いします。 水素の気体を容器か何かを通じて温めて、容器の内側に、水素の吸収スペクトル の位置にある光をすべて通さないフィルターをつけたとすると、水素の 気体を熱しているのに、一切線スペクトルは出ないという現象が起きるのですか? (分子によるスペクトルは無視するとして) 容器の中にいないと確認できないですけど・・・ よろしくお願いします。

  • エネルギー準位図の表記

    エネルギー準位図の表記についてちょっと疑問があります。 電子はパウリの排他原理に従って同じ位置(量子状態)に複数の電子がいる事は出来ないので、複数の電子がある同じエネルギー準位をとる事は出来ませんよね。 今、エネルギーバンドの章を学んでいるのですが、参考書には添付した図の左側のような準位図が記載されていました。同じ準位に横並びで複数の電子が存在してるような図なので、この表記の仕方はマズいのではないでしょうか。いくつかの本を見てみましたが、他にも同じように描いてる本がありました。エネルギー準位図に横軸は無いと教授が言っていましたし、オリジナルで描いてみましたがより適切なのは右側の図の方な気がします。電子は何らかでエネルギーを与える事で上の準位へ、あるいは上のバンドへ遷移します。ですので電子は縦に1列で並び、先頭の電子(フェルミ準位)が前へ1歩進み、前が空いたのでエネルギーをもらい続けていれば後続の電子も後に続くという事だと思うので、右側の図の方が良い気がします。少なくとも複数の電子を同じ準位にいる表記はあまり良くない気がするのですがどうでしょうか。

  • EDX 縦軸単位 cps/kevについて

    エネルギー分散型X線分光分析のEDXに関する質問なのですが、 EDX分析結果のスペクトルグラフの縦軸の単位には、大体”cps”が使用されていますが、ごくたまに”cps/kev”という単位が使用されているものがあります。 これはcpsの値を試験条件の”加速電圧”で割った値なのでしょうか? また、もしそうだとして加速電圧で割る理由(利点)は何なのでしょうか? インターネット等で調べたのですが、結局分からずじまいでした。 教えていただけたら幸いです。 よろしくお願い致します。

  • 半導体におけるキャリア生成エネルギー

    EDXなどの半導体検出器を考えるとき、電子-正孔ペアのキャリアの 生成エネルギーは何で決まるのでしょうか? Siのバンドギャップは1.2eVほどですが、電子-正孔ペアの生成エネルギー は3.6eV程度だったと思いますが、これは、なぜでしょうか?

  • 無機化学

    水素減の発光スペクトルのうち赤外領域に現れる線スペクトルパッシェン系列について どのような電子遷移により起こる電磁波放射か電子殻(K,L,M…)の名称を使って説明せよ。 と言う問題があり、電子が高いエネルギー状態から低いエネルギー状態へ遷移すると言うのは調べてわかったのですが電子殻の名称を使って説明するにはどうすれば良いですか?

  • EDX分析の原理

    SEMに付帯しているEDXで元素分析を行う際、いろいろな資料を読み漁ると、「K殻」の電子が電子線により1つ飛ばされ、そのK殻にある2つの電子の居場所のうち1つが空きとなり、そこへL殻から電子が遷移、それによりL殻に空きができM殻から電子が遷移・・・とあります。 最初に電子線で飛ばされる電子は、必ず「K殻」の電子なのでしょうか? それとも、L殻の電子やそれ以外の場合もあるのでしょうか? また、蛍光X線装置での分析においても、同様な説明がありました。 SEM+EDXによる元素分析と同じなのでしょうか?

  • 原子のK,L,M殻電子について

    原子核と電子の結合エネルギーの高さは K殻の電子>L殻の電子>M殻の電子 で エネルギー順位の高さは K殻の電子<L殻の電子<M殻の電子 で合っておりますでしょうか。

  • 発光した光のスペクトルの本数と色

    分光器などで分光して観測できる光のスペクトル線の本数とその色は何によって決まるのですか? 例えば水素放電管からの光を分光すると、はっきり見えるスペクトル線が3本のようです。赤色から紫色のスペクトルから3色のスペクトル線が見えるはずですが、何故水素の場合は3本なんですか?またナトリウムランプからの光だと見えるスペクトルが1本しかないのですが、この違いは原子の何によって生まれてくるのですか? 赤系の色より青系の色の光の方が振動数が大きいのでエネルギーも大きくなります。よって青系色のスペクトルはそれだけ高いエネルギー準位から落っこちてきた電子が出した光だという事になると思います。すると電子が出す光は励起されてエネルギー準位が上へ行き、何らかでそのエネルギー準位が落ちたその落差によって発光した光のスペクトルが決まるのではないかと思います。つまり小さいエネルギーを与えて励起させた電子は、昇ったエネルギー準位も低いので落差も小さくなるので赤や橙の色を出す。一方、大きなエネルギーを与えて励起させた電子は昇ったエネルギー準位も高いので落差が大きく、それだけ大きなエネルギーの光(紫や藍)を出すのではと思いました。しかし、実際は与えたエネルギーではなく、その原子の種類によって決まるそうなのですが何が間違っているのでしょうか。 発光した光のスペクトルの本数とその色はその物質(原子)の何によって決定されるのですか?出来れば併せて、種類によってスペクトルが連続と不連続になる理由も教えてもらえると有り難いです。

  • 軌道電子について

    電子が原子核の拘束から逃れるエネルギー準位は何(eV)なのでしょうか?

  • 量子力学の問題です。

    100keVの光子が静止している電子と衝突し、角度90°で散乱された。衝突後の光子のエネルギーはいくらか?衝突後の電子の運動エネルギーは何eVか?                          途中計算も含めて回答お願いします。