Prawo Moseleya

Prawo Moseleya – empiryczne prawo fizyczne mówiące, że pierwiastki kwadratowe z częstotliwości linii widm rentgenowskiego $\nu '$ pierwiastków chemicznych różniących się liczbą atomową Z układają się na linii prostej:

Fotograficzna rejestracja linii emisyjnych promieniowania rentgenowskiego Kα i Kβ dla szeregu pierwiastków; należy zauważyć, że dla zastosowanego elementu dyspersyjnego położenie linii jest proporcjonalne do długości fali (nie energii)

$\nu =k(Z-\sigma )^{2},$

gdzie:

$\nu '={\frac {1}{\lambda }}$ – częstość promieniowania rentgenowskiego,

$\lambda$ – długość fali promieniowania,

$\nu ={\frac {c}{\lambda }}=c\nu '$ – częstotliwość promieniowania, gdzie $c$ prędkość światła,

$Z$ – ładunek jądra (liczba atomowa),

$k,\sigma$ – stałe dla danej linii widmowej.

Prawo powyższe zostało sformułowane w 1913 roku przez Henry’ego Moseleya.

Można je też zapisać dla częstotliwości promieniowania jako notacja Siegbahna

$\nu _{\mathrm {K\alpha 1} }={\frac {3}{4}}k(Z-\sigma )^{2}\quad {}$ gdzie: ${}\;k=k'\cdot c,$ ${}\quad k'=$ stała Rydberga

lub dla energii kwantów promieniowania rentgenowskiego (odpowiada energii przejść elektronowych w atomie):

$E_{\mathrm {K\alpha 1} }={\frac {3}{4}}k_{E}(Z-\sigma )^{2},\quad {}$ gdzie: ${}\;k_{E}=k'hc,$ ${}\quad k'=$ stała Rydberga,

gdzie:

$h$ – stała Plancka, $E=h\nu =h{\frac {c}{\lambda }}.$

Widma rentgenowskie pierwiastków chemicznych, tzw. widma charakterystyczne, układają się w charakterystyczne serie nazywane $\mathrm {K,L,M} ...$ (seria $\mathrm {K}$ odpowiada największej energii), których najbardziej energetyczne linie oznaczane są odpowiednio $\mathrm {K} _{\mathrm {\alpha } 1},\mathrm {L} _{\mathrm {\alpha } 1},\mathrm {M} _{\mathrm {\alpha } 1}.$

• Dla serii $\mathrm {K} ,\sigma =1$
• Dla serii $\mathrm {L} ,\sigma =7{,}4$ (w przybliżeniu)

Prawo Moseleya było wykorzystane do odkrycia „brakujących pierwiastków”, np. Hf prawie identyczny chemicznie z cyrkonem Zr został zidentyfikowany w 1923 roku dzięki swojemu widmu rentgenowskiemu przez Holendra Dirka Costera i Węgra György von Hevesy’ego.