X射线荧光分析仪（XRF）基本原理与核心公式解析

X射线荧光分析仪（XRF）是一种基于X射线荧光光谱法的元素分析仪器，广泛应用于地质勘探、材料检测、环境监测等领域，可实现对样品中多种元素的快速定性与定量分析。其核心原理是利用激发源产生的高能X射线轰击样品，使样品中原子的内层电子发生跃迁，进而辐射出特征X射线（荧光X射线），通过检测特征X射线的波长（或能量）与强度确定元素种类及含量。

具体过程分为三步：一是激发，X射线管产生的初级X射线光子撞击样品原子，将内层（如K层、L层）电子击出，形成电子空位；二是跃迁，原子外层电子自发跃迁至内层空位，以释放能量达到稳定状态；三是荧光辐射，跃迁过程中释放的能量以X射线光子形式辐射，即荧光X射线，其能量等于内外层电子的能级差，具有元素特异性。

核心相关公式包括：1. 莫塞莱定律，用于表征特征X射线波长与元素原子序数的关系，表达式为√(1/λ) = K(Z - σ)，其中λ为特征X射线波长，Z为元素原子序数，K为与能级相关的常数，σ为屏蔽常数；2. 荧光强度定量公式，I = k·c^n，其中I为荧光X射线强度，k为与仪器参数、元素激发效率相关的常数，c为样品中目标元素含量，n为校正系数（理想条件下n≈1），该公式是定量分析的基础，实际应用中需通过标样校准消除基体效应影响。