物質中的原子，使之產生次級的特征X射線（X光熒光）而進行物質成分分析和化學態研究。熒光，顧名思義就是在光的照射下發出的光。X射線熒光就是被分析樣品在X射線照射下發出的X射線，它包含了被分析樣品化學組成的信息，通過對上述X射線熒光的分析確定被測樣品中各組份含量的儀器就是X射線熒光分析儀。

　　根據激發方式的不同，X射線熒光分析儀可分為源激發和管激發兩種：用放射性同位素源發出的X射線作為原級X射線的X熒光分析儀稱為源激發儀器；用X射線發生器（又稱X光管）產生原級X射線的X熒光分析儀稱為管激發儀器。通過測定熒光X射線的能量實現對被測樣品的分析的方式稱之為能量色散X射線熒光分析，相應的儀器稱之為能譜儀，通過測定熒光X射線的波長實現對被測樣品分析的方式稱之為波長色散X射線熒光分析，相應的儀器稱之為X射線熒光光譜儀。就能量色散型儀器而言，根據選用探測器的不同，X射線熒光分析儀可分為半導體探測器和正比計數管兩種主要類型。

　　現代儀由以下幾部分組成：X射線發生器（X射線管、高壓電源及穩定穩流裝置）、分光檢測系統（分析晶體、準直器與檢測器）、記數記錄系統（脈沖輻射分析器、定標計、計時器、積分器、記錄器）。

　　不同元素具有波長不同的特征X射線譜，而各譜線的熒光強度又與元素的濃度呈一定關系，測定待測元素特征X射線譜線的波長和強度就可以進行定性和定量分析。本法具有譜線簡單、分析速度快、測量元素多、能進行多元素同時分析等優點，是目前大氣顆粒物元素分析中廣泛應用的三大分析手段之一（其他兩方法為中子活化分析和質子熒光分析）。根據分析能力的大小還可分為多元素分析儀器和個別元素分析儀器。這種稱X射線熒光分析呼多用于能量色散型儀器。

　　從原子物理學的知識我們知道，對每一種化學元素的原子來說，都有其特定的能級結構，其核外電子都以各自有的能量在各自的固定軌道上運行，內層電子在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛，成為自由電子，我們說原子被激發了，處于激發態，這時，其他的外層電子便會填補這一空位，也就是所謂躍遷，同時以發出X射線的形式放出能量。

　　由于每一種元素的院子能級結構都是特定的，它被激發后躍遷時放出的X射線的能量也是特定的，稱之為特征X射線。通過測定特征X射線的能量，便可以確定相應元素的存在，而特征X射線的強弱（或者說X射線光子的多少）則代表該元素的含量。

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