Як виникає характеристичне рентгенівське випромінювання
Досягнувши антикатода, швидкий електрон може проникнути всередину атома і вибити будь-якої електрон з однієї з нижніх орбіталей, тобто передати йому енергію, достатню для подолання потенційного бар’єру. Однак при наявності в атомі більш високих енергетичних рівнів, зайнятих електронами, звільнене місце порожнім не залишиться.
Необхідно пам’ятати, що електронна структура атома, як і всяка енергетична система, прагне мінімізувати енергію. Утворилася в результаті вибивання вакансія заповнюється електроном з одного з верхніх рівнів. Його енергія вище, і, займаючи більш низький рівень, він випромінює надлишок у формі кванта характеристичного рентгенівського випромінювання.
Електронна структура атома – це дискретний набір можливих енергетичних станів електронів. Тому рентгенівські фотони, випромінювані в процесі заміщення електронних вакансій, також можуть мати тільки певні значення енергії, що відображають різницю рівнів. Внаслідок цього характеристичне рентгенівське випромінювання володіє спектром не суцільного, а лінійчатого виду. Такий спектр дозволяє характеризувати речовину анода – звідси і назва цих променів. Саме завдяки спектральним відмінностей ясно, що розуміють під гальмівним і характеристичним рентгенівським випромінюванням.
Іноді надлишок енергії випромінюється атомом, а затрачається на вибивання третього електрона. Цей процес – так званий ефект Оже – з більшою ймовірністю відбувається, коли енергія зв’язку електрона не перевищує 1 кев. Енергія звільняється оже-електрона залежить від структури енергетичних рівнів атома, тому спектри таких електронів також носять дискретний характер.
