Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа — Брэггов




Для наблюдения дифракционной картины необходимо, чтобы постоянная решетки была того же порядка, что и длина волны падающего излучения (см. (180.3)). Кристаллы, являясь трехмерными про­странственными решетками (см. §181), имеют постоянную порядка 10-10 м и, сле­довательно, непригодны для наблюдения дифракции в видимом свете (l~=5•10-7 м). Эти факты позволили не­мецкому физику М. Лауэ (1879—1960) прийти к выводу, что в качестве естествен­ных дифракционных решеток для рентге­новского излучения можно использовать кристаллы, поскольку расстояние между атомами в кристаллах одного порядка с l рентгеновского излучения (~=10-12―10-8 м).

Простой метод расчета дифракции рентгеновского излучения от кристалличе­ской решетки предложен независимо друг от друга советским физиком Г. В. Вульфом (1863—1925) и английскими физиками Г. и Л. Брэггами (отец (1862—1942) и сын (1890—1971)). Они предположили, что дифракция рентгеновских лучей является результатом их отражения от системы па­раллельных кристаллографических плос­костей (плоскостей, в которых лежат узлы (атомы) кристаллической решетки).

Представим кристаллы в виде совокуп­ности параллельных кристаллографиче­ских плоскостей (рис. 264), отстоящих друг от друга на расстоянии d.

Пучок параллель­ных монохроматических рентгеновских лу­чей (1, 2)падает под углом скольженияq (угол между направлением падающих лу­чей и кристаллографической плоскостью) и возбуждает атомы кристаллической ре­шетки, которые становятся источниками когерентных вторичных волн 12', интер­ферирующих между собой, подобно вто­ричным волнам, от щелей дифракционной решетки. Максимумы интенсивности (диф­ракционные максимумы) наблюдаются в тех направлениях, в которых все отра­женные атомными плоскостями волны бу­дут находиться в одинаковой фазе. Эти направления удовлетворяют формуле Вульфа — Брэггов

2dsinq=ml (m=1, 2, 3, ...), (182.1)

т. е. при разности хода между двумя лучами, отраженными от соседних кри­сталлографических плоскостей, кратной целому числу длин волн l, наблюдается дифракционный максимум.

При произвольном направлении паде­ния монохроматического рентгеновского излучения на кристалл дифракция не воз­никает. Чтобы ее наблюдать, надо, повора­чивая кристалл, найти угол скольжения. Дифракционная картина может быть полу­чена и при произвольном положении кри­сталла, для чего нужно пользоваться не­прерывным рентгеновским спектром, испу­скаемым рентгеновской трубкой. Тогда для таких условий опыта всегда найдутся дли­ны волн l, удовлетворяющие условию (182.1).

Формула Вульфа — Брэггов использу­ется при решении двух важных задач:

1. Наблюдая дифракцию рентгенов­ских лучей известной длины волны на

 

 

кристаллической структуре неизвестного строения и измеряя q и m, можно найти межплоскостное расстояние (d), т.е. оп­ределить структуру вещества. Этот метод лежит в основе рентгеноструктурного ана­лиза.Формула Вульфа — Брэггов остает­ся справедливой и при дифракции элек­тронов и нейтронов. Методы исследования структуры вещества, основанные на диф­ракции электронов и нейтронов, называ­ются соответственно электронографией и нейтронографией.

2. Наблюдая дифракцию рентгенов­ских лучей неизвестной длины волны на кристаллической структуре при известном d и измеряя q и m, можно найти длину волны падающего рентгеновского излуче­ния. Этот метод лежит в основе рентгенов­ской спектроскопии.







Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 127. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия