Prawo Moseleya

Prawo Moseleya

Prawo Moseleya to empiryczne prawo fizyczne, które opisuje związek między pierwiastkami chemicznymi a częstotliwością ich linii widm rentgenowskich. Zgodnie z tym prawem, pierwiastki różniące się liczbą atomową Z układają się na linii prostej, a ich częstotliwości linii rentgenowskich \(\nu\) są opisane równaniem:

$\backslash nu\; =\; k\; (Z\; –\; \backslash sigma)^2$,

gdzie:

• $\backslash nu’\; =\; \backslash frac\{1\}\{\backslash lambda\}$ – częstość promieniowania rentgenowskiego,
• $\backslash lambda$ – długość fali promieniowania,
• $c$ – prędkość światła,
• $Z$ – ładunek jądra (liczba atomowa),
• $k,\; \backslash sigma$ – stałe dla danej linii widmowej.

Można również zapisać to prawo dla częstotliwości promieniowania w notacji Siegbahna:

$\backslash nu\_\{\backslash mathrm\{K\; \backslash alpha\; 1\}\}\; =\; \backslash frac\{3\}\{4\}\; k\; (Z\; –\; \backslash sigma)^2$,

gdzie $k\; =\; k’\; \backslash cdot\; c$, a $k’$ to stała Rydberga.

Prawo Moseleya można również wyrazić dla energii kwantów promieniowania rentgenowskiego:

$E\_\{\backslash mathrm\{K\; \backslash alpha\; 1\}\}\; =\; \backslash frac\{3\}\{4\}\; k\_E\; (Z\; –\; \backslash sigma)^2$,

gdzie $k\_E\; =\; k’\; h\; c$, a $h$ to stała Plancka. Związek energii i częstotliwości można opisać równaniem $E\; =\; h\; \backslash nu\; =\; h\; \backslash frac\{c\}\{\backslash lambda\}$.

Widma rentgenowskie

Widma rentgenowskie pierwiastków chemicznych, zwane widmami charakterystycznymi, układają się w serie oznaczane jako $K,\; L,\; M\dots$, przy czym seria $K$ odpowiada największej energii. Najbardziej energetyczne linie w tych seriach są oznaczane jako $K\_\{\backslash alpha\; 1\},\; L\_\{\backslash alpha\; 1\},\; M\_\{\backslash alpha\; 1\}$.

Wartości $\backslash sigma$ dla serii wynoszą:

• Dla serii $K,\; \backslash sigma\; =\; 1$
• Dla serii $L,\; \backslash sigma\; \backslash approx\; 7.4$

Prawo Moseleya miało kluczowe znaczenie w odkryciu „brakujących pierwiastków”. Na przykład hafn (Hf), który chemicznie przypomina cyrkon (Zr), został zidentyfikowany w 1923 roku dzięki analizie widma rentgenowskiego przez Dirka Costera i György von Hevesy’ego.

Przypisy

• Kategoria: Prawa i równania chemiczne
• Kategoria: Fizyka materii skondensowanej
• Kategoria: Prawa elektromagnetyczne