Explique como ocorre a produção de raio-X característico.
Passo 1
O enunciado pede para explicar como ocorre a produção de raio-X característico. O conteúdo envolvido é a interação de elétrons acelerados com átomos, ionização de camadas internas e transições eletrônicas que resultam na emissão de fótons com energia bem definida.
Passo 2
Quando um feixe de elétrons acelerados (com energia cinética suficientemente alta) incide sobre um alvo de átomos pesados, um desses elétrons pode arrancar um elétron de uma camada interna (por exemplo, da camada K). Isso cria uma vacância no átomo, deixando-o num estado excitado.
Passo 3
Para restaurar o equilíbrio, um elétron de uma camada mais externa (por exemplo, da camada L ou M) “cai” para preencher essa vacância. A diferença de energia entre o nível inicial
e o nível final
desse elétron é liberada na forma de um fóton de raio-X, cuja energia satisfaz
onde
é a constante de Planck e
é a frequência do fóton emitido.
Passo 4
Como os níveis eletrônicos de cada elemento têm energias fixas, os fótons emitidos aparecem em linhas bem definidas no espectro de raios X. Por exemplo, a transição
gera a linha denominada
e a transição
gera a linha
. Essas linhas são características do material alvo.
Resposta
A produção de raio-X característico ocorre quando elétrons acelerados ionizam uma camada interna de um átomo, criando uma vacância; então elétrons de camadas mais externas preenchem essa vacância, emitindo fótons de energia igual à diferença dos níveis eletrônicos
. As diferentes combinações de níveis geram linhas
,
etc., características do elemento.