Promieniowanie charakterystyczne

Promieniowanie charakterystyczne – linie spektralne atomów charakterystyczne dla danego pierwiastka, powstające po wybiciu elektronu z wewnętrznej powłoki elektronowej i następującego po tym przejściu innego elektronu z powłoki wyższej na zwolnione miejsce. Po wybiciu elektronu z powłoki wewnętrznej (np. K lub L) atom ma większą energię, niż gdy ma wypełnione powłoki. Elektron przechodząc na poziom o mniejszej energii, może utracić ją w wyniku promieniowania elektromagnetycznego o energii równej różnicy energii między tymi poziomami.

Widmo promieniowania rentgenowskiego dla antykatody zawierającej miedź. Widmo składa się ciągłego widma hamowania i linii promieniowania charakterystycznego.

Schemat emisji promieniowania charakterystycznego

Linię promieniowania charakterystycznego oznacza się według powłoki, na którą przechodzi elektron, oraz powłoki, z której przechodzi elektron. Rozpowszechnione są dwie notacje linii promieniowania charakterystycznego: notacja Siegbahna oraz notacja IUPAC.

Porównanie notacji dla najważniejszych linii.

Powłoka, na którą przechodzi elektron	Powłoki, z której przechodzi elektron	Notacja Siegbahna	Notacja IUPAC
$1s_{1/2}$	$2p_{3/2}$	$K\alpha _{1}$	$K-L_{3}$
$1s_{1/2}$	$2p_{1/2}$	$K\alpha _{2}$	$K-L_{2}$
$1s_{1/2}$	$3p_{3/2}$	$K\beta _{1}$	$K-M_{3}$
$1s_{1/2}$	$4p$	$K\beta _{2}$	$K-N_{2,3}$
$1s_{1/2}$	$3p_{1/2}$	$K\beta _{3}$	$K-M_{2}$
$2p_{3/2}$	$3d_{5/2}$	$L\alpha _{1}$	$L_{3}-M_{5}$
$2p_{3/2}$	$3d_{3/2}$	$L\alpha _{2}$	$L_{3}-M_{4}$
$2p_{1/2}$	$3d_{3/2}$	$L\beta _{1}$	$L_{2}-M_{4}$
$3d_{5/2}$	$4f_{7/2}$	$M\alpha _{1}$	$M_{5}-N_{7}$
$3d_{5/2}$	$4f_{5/2}$	$M\alpha _{2}$	$M_{5}-N_{6}$
$3d_{3/2}$	$4f_{5/2}$	$M\beta _{1}$	$M_{4}-N_{6}$

Energie linii promieniowania charakterystycznego pierwiastków można znaleźć w bazie NIST X-Ray Transition Energies Database.

Dla pierwiastków ciężkich promieniowanie charakterystyczne jest promieniowaniem rentgenowskim. Powstaje tylko wtedy, gdy napięcie między katodą a anodą w lampie rentgenowskiej przekroczy tzw. napięcie wzbudzenia, umożliwiające wybicie elektronu z głębszych powłok.

Za odkrycie promieniowania charakterystycznego fizyk brytyjski Charles Glover Barkla w 1917 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.