Rayos X Característicos

Los característicos rayos X son emitidos por los elementos pesados, cuando sus electrones realizan transiciones entre los niveles más bajos de energía atómica. La característica emisión de rayos X, que se muestra en la ilustración de la izquierda como dos picos agudos, se producen cuando se producen vacantes en el n = 1 o capa K del átomo y los electrones caen desde arriba para llenar los vacíos. Los rayos X producidos por las transiciones desde los niveles n=2 hasta n=1 se llaman rayos X K-alfa y los correspondientes a la transición de n=3→1, se denominan rayos X K-beta. Las transiciones a n=2 o capa L son designadas como rayos X L (n = 3→2 es L-alfa, n = 4→2 es L-beta, etc.) La distribución continua de rayos X que forma la base para los dos picos agudos de la izquierda se llama "radiación de frenado".

La producción de rayos X típicamente involucra el bombardeo de un objetivo de metal en un tubo de rayos X, con electrones de alta velocidad que han sido acelerados por decenas o cientos de kilovoltios de potencial. Los electrones de bombardeo, puede expulsar electrones de las capas internas de los átomos del objetivo de metal. Esas vacantes se llenan rápidamente por los electrones que caen desde los niveles superiores, emitiendo rayos X con frecuencias bien definidas, asociadas a la diferencia entre los niveles de energía atómicos de los átomos del objetivo.

Las frecuencias de los rayos X característicos, se pueden predecir a partir del modelo de Bohr. Moseley midió las frecuencias de los rayos X característicos, de una gran fracción de elementos de la tabla periódica, y produjo un gráfico de ellos que ahora se llama "gráfico de Moseley".

Los rayos X característicos se utilizan, para la investigación de la estructura cristalina por difracción de rayos X. Se puede determinar las dimensiones de la red cristalina, con el uso de la ley de Bragg en un espectrómetro de Bragg.

Rayos X Bremsstrahlung

"Bremsstrahlung" significa "radiación de frenado", y se conserva del original en alemán, para describir la radiación que se emite cuando los electrones son ralentizados o "frenados", al dispararse contra un objetivo metálico. Las cargas aceleradas emiten radiación electromagnética, y cuando la energía de los electrones de bombardeo es lo suficientemente alta, esa radiación está en la región de rayos X del espectro electromagnético. Se caracteriza por una distribución continua de radiación, que se hace más intensa y se desplaza hacia frecuencias más altas, cuando se incrementa la energía de los electrones de bombardeo. Las curvas de arriba son de los datos de 1918 de Ulrey, que bombardeó objetivos de tungsteno con electrones de cuatro energías diferentes.

Los electrones de bombardeo, también pueden extraer electrones de las capas interiores de los átomos del objetivo de metal, y el rápido llenado de esas vacantes por electrones que caen desde niveles superiores, da lugar a los rayos X característicos nítidamente definido.