Prawo Moseleya

Fotograficzna rejestracja linii emisyjnych promieniowania rentgenowskiego Kα i Kβ dla szeregu pierwiastków; należy zauważyć, że dla zastosowanego elementu dyspersyjnego położenie linii jest proporcjonalne do długości fali (nie energii)

Prawo Moseleya – empiryczne prawo fizyczne mówiące, że pierwiastki kwadratowe z częstotliwości linii widm rentgenowskiego ${\nu }^{\prime }$ pierwiastków chemicznych różniących się liczbą atomową Z układają się na linii prostej:

$\nu =k(Z-\sigma {)}^2,$

gdzie:

${\nu }^{\prime }=\frac{1}{\lambda }$ – częstość promieniowania rentgenowskiego,

$\lambda$ – długość fali promieniowania,

$\nu =\frac{c}{\lambda }=c{\nu }^{\prime }$ – częstotliwość promieniowania, gdzie $c$ prędkość światła,

$Z$ – ładunek jądra (liczba atomowa),

$k,\sigma$ – stałe dla danej linii widmowej.

Prawo powyższe zostało sformułowane w 1913 roku przez Henry’ego Moseleya.

Można je też zapisać dla częstotliwości promieniowania jako notacja Siegbahna

${\nu }_{\mathrm{K}\mathrm{\alpha }\mathrm{1}}=\frac{3}{4}k(Z-\sigma {)}^2$ gdzie: $k=k^{\prime }\cdot c,$ $k^{\prime }=$ stała Rydberga

lub dla energii kwantów promieniowania rentgenowskiego (odpowiada energii przejść elektronowych w atomie):

$E_{\mathrm{K}\mathrm{\alpha }\mathrm{1}}=\frac{3}{4}{k}_E(Z-\sigma {)}^2,$ gdzie: $k_E=k^{\prime }hc,$ $k^{\prime }=$ stała Rydberga,

gdzie:

$h$ – stała Plancka, $E=h\nu =h\frac{c}{\lambda }.$

Widma rentgenowskie pierwiastków chemicznych, tzw. widma charakterystyczne, układają się w charakterystyczne serie nazywane $\mathrm{K},\mathrm{L},\mathrm{M}...$ (seria $\mathrm{K}$ odpowiada największej energii), których najbardziej energetyczne linie oznaczane są odpowiednio ${\mathrm{K}}_{\mathrm{\alpha }1},{\mathrm{L}}_{\mathrm{\alpha }1},{\mathrm{M}}_{\mathrm{\alpha }1}.$

• Dla serii $\mathrm{K},\sigma =1$
• Dla serii $\mathrm{L},\sigma =7,4$ (w przybliżeniu)

Prawo Moseleya było wykorzystane do odkrycia „brakujących pierwiastków”, np. Hf prawie identyczny chemicznie z cyrkonem Zr został zidentyfikowany w 1923 roku dzięki swojemu widmu rentgenowskiemu przez Holendra Dirka Costera i Węgra György von Hevesy’ego.