電子ビーム

質問

電子を材料に照射したとき、エネルギーが一部、原子振動、２次電子放出、オージェ電子、蛍光、X線などを生じると思うのですが、
このことのくわしいプロセスを教えてくれませんか？
本で調べても、上に書いたことくらいしか掲載されてなく困ってます。

回答No.3

triones · ベストアンサー

「くわしいプロセス」
と申しますと、例えば「２次電子」「Ｘ線」「オージェ電子」については、
次のようないかにも「プロセス」な説明が書いてある本が多いです。

物質中の電子は、普通、物質の中にとどまっていますが、電子線の照射のような
励起を受けますと、物質の外に飛び出してきます。これが「二次電子放出」です。

物質の原子は様々な準位に電子を持っていますが、励起された電子がその準位から
抜け出ると、より高い準位の電子がそこに落ち込んできます。この時、２つの準位の
差分のエネルギーが電磁波の形で外部に放出されますが、それが特性「Ｘ線」です。
原子の準位は、原子核の＋電荷で決まりますので、準位の差分、特性Ｘ線の
エネルギーは核の＋電荷、すなわち元素に固有の値であり、特性Ｘ線が元素分析に
利用される理由であります。

時には上記プロセスで２つの準位の差分のエネルギーが直接Ｘ線として放出されず、
第３の電子がこれを受け取って、いわば間接プロセスで励起され、放出されることが
ありますが、これが「オージェ電子」です。準位が元素に固有であるため、オージェ
電子のエネルギーも元素に固有であり、元素分析に利用されます。差分のエネルギーが
直接Ｘ線になるか、オージェ電子放出の間接励起に使われるかの確率割合は、一般に
軽元素側でオージェのプロセスが優勢となるものです。また、物質中からのＸ線と
電子の脱出深さを考えると、電荷を持った電子の方が遙かに多くの抵抗を受けます
ので、放出されるオージェ電子はきわめて表面近傍のものに限られます。これが、
オージェ電子分光による分析が表面分析である、と言われる理由です。

回答No.4

wahwah2000

はっきりした事は言えないのですが、そこの所の理論は電子顕微鏡に不可欠な理論なので「結晶回折学」と名のうってある本にそこそこ載っていると思います。良かったら見てみてください。

回答No.2

gamma

>本で調べても、上に書いたことくらいしか掲載されてなく困ってます。
このことが、意味不明ですが、「用語しか書いてないので、中身を詳しく知りたい」ということでしょうか？
電子のエネルギーによっても、顕著に現れる現象は、全然違います。お書きになったプロセスを、ここで詳しく説明することは、本1冊分になり、難しいので、ご自分で、もっと上級の本を調べて下さい。
私がお勧めするのは、Heitler著"The Quantum Theory of Radiation",Doverです。日本語訳は、「場の量子論｝（出版社は忘れました）。
さわりだけ知りたければ、「理化学辞典」や「放射線物理」などの本を、ご覧下さい。これらは、公営図書館にも置いてあると思います。

回答No.1

apple-man

＞電子を材料に照射したとき、エネルギーが一部、

　エネルギーという言葉が曖昧すぎるのかと思います。

　電子が別な電子に近づくと、反発力が生じます。
高校あたりの物理の教科書には同じ電荷を持つ
粒子同士の間にはクーロン力による反発が生じる
というようなことが書かれていると思います。

　この力を伝えているのは何なのか？

　人間が他の人を突き飛ばすと、
突き飛ばされた相手は運動エネルギーを与えられた
と表現できます。
　この場合、運動エネルギーを伝えているのは
人間の手です。

　電子が他の電子に反発力を伝えるとき、
つまり電子が他の電子を突き飛ばそうとして
いるとき、運動エネルギーを伝えているのは
電磁波です。量子力学的表現をすると
（仮想）光子です。

　電子を材料に照射したとき、電子は自分が
持っている運動エネルギーを光子という形で
周囲に投げつけます。

　光子の持つエネルギーが大きいと
それを受け取った別の電子がはじき出され
ます。（２次電子放出、オージェ電子）

　光子の持つエネルギーが電子を弾き飛ばす
ほどでなければ、そのまま光子が外部に
出ていきます。（蛍光、X線）

　電子放出の過程の違いにより２次電子、オージェ電子
の放出があり、外部に出てくる光子持つエネルギー
の大きさにより蛍光、X線という形で電磁波が
観測されます。