Erst 1912 bewies Max von Laue, dass es sich bei Röntgenstrahlung um elektromagnetische Wellen ähnlich denen des Lichts handelt.
Die Materialprobe wird entweder durch polychromatische Röntgenstrahlung, Gamma- oder Ionenstrahlung angeregt (s.u.) .
Dabei werden kernnahe Elektronen von inneren Schalen des Atoms auf weiter außen gelegene gehoben. Beim zurückfallen senden sie eine elementspezifische Floureszensstrahlung aus.
Die Strahlen werden durch einen Analysatorkristall mit bekannten Netzabständen getrennt und ein Detektor misst die Intensität und die spektrale Verteilung. Die Intensität ist ein Maß für den Elementanteil der Probe.
Bei der Konzentrationsbestimmung muss man berücksichtigen, dass charakteristische Photonen auf dem Weg vom emittierenden Element zum Detektor von anderen Elementen absorbiert werden können. Die Linie des analysierten Elements wird hierdurch verkleinert und die Linien niederenergetischer Elemente werden überhöht dargestellt. Diese gegenseitige Beeinflussung wird Matrixeffekt genannt.
Der Matrixeffekt kann mit mathematischen Methoden kompensiert werden. Die entsprechenden Korrekturfaktoren können bei der Kalibrierung des Gerätes produktspezifisch bestimmt werden.Es existieren bezüglich Anregung und Auswertung verschiedene Bauarten, die für unterschiedliche Einsatzzwecke optimiert sind.
An den einzelnen Netzebenen des
Kristalls werden die Röntgenstrahlen abgebeugt, und man erhält nur dann ein Signal,
wenn die einzelnen Strahlen konstruktiv interferieren, d. h. wenn die Wegstrecke 2d gerade ein Vielfaches der Wellenlänge l ist (siehe Abb.). Dies ist die Bragg-Gleichung
2 d sin Θ = n * l
die die Interefernzbedingung für Röntgenstrahlen darstellt. |
