X射線分析技術

X射線分析技術,是一種藉助X射線來識別原子種類的高技術。由於它能夠分析出古代文物中的元素及其含量,受到了考古界和科技界的重視。其英文名稱縮寫為XRF。

基本介紹

  • 中文名:X射線分析技術
  • 類別:識別原子種類的高技術
  • 原理:波長短、能量高的電磁波
  • 起源:20世紀50年代
概述,原理,用途,

概述

X射線分析技術是一種藉助X射線來識別原子種類的高技術。由於它能夠分析出古代文物中的元素及其含量,受到了考古界和科技界的重視。其英文名稱縮寫為XRF。

原理

X射線是一種波長短、能量高的電磁波。當用X射線照射物質時,除發生散射和吸收現象外,還會造成原子內的電子發生電離,內層軌道的電子脫離原子,形成一個空位,使原子處於“激發態”,這樣外層電子就會自動向內層跳去,填補這個空位,從而發射出一定能量的X射線。由於它的波長和能量與原來照射的X射線不同,科學家將其稱為次級X射線,又叫X射線螢光。
X射線螢光的波長往往取決於物質中元素的種類,每一種元素,都有其特定的X射線螢光的能量和波長,於是可以分辨出該物質中所含元素的種類。同時,根據物質被激發的X射線螢光的強度,能測出其中所含元素的含量。

用途

英國牛津大學早在20世紀50年代,就利用XRF技術分析了各種不同材料製成的文物。目前,這種技術在世界考古領域中已得到了越來越廣泛的套用,除分析文物的元素構成及含量、年代、產地外,還可以了解文物內部焊接、修復、補配、鑲嵌等情況。
墨是書畫不可缺少的基本原料。新石器時代出土的墨陶就充分顯示出我們祖先運用色彩的藝術能力。在現有大量的古代字畫中,不少是後人模仿的贗品,從科技分析的角度來看,對書畫的鑑定除了鑑定紙張的年代外,重要的是鑑定書畫上墨跡和顏料的成分和年代,比如使用松煙墨表明是宋代時期的畫;如使用油煙墨,則表明是明清時期的畫。
近年來,科學家運用XRF分析技術分析古代墨與現代墨中的成分,差異主要是常量與微量元素的種類及其含量,找出其規律性,進而判斷古字畫的創作年代。如今,這種方法已在判斷古代字畫的真偽中發揮了很大的作用。
震驚中外的秦始皇兵馬俑被發現後,人們很想搞清它們是在當地燒制的還是在外地燒制的。科學家用XRF分析法對其進行了分析,發現這些俑都是用當地驪山黏土燒制的。科學家還通過對驪山黏土進行試燒,發現秦始皇兵馬俑的燒制溫度被控制在850~1030℃之間。
XRF分析技術還可以透過器物的表面,清晰地拍攝到反映文物內部結構的照片,從而使人們能夠看到文物的內部結構。如故宮博物院對亞□侯盤進行了分析,通過反映盤子內部結構的照片,可以看到盤子中間鑲有一塊刻有銘文的青銅片,銅片四周與盤子銜接處的焊錫部分清晰可見。

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