Cтраница 4
Большой экран на достаточно большом расстоянии от точки наблюдения дает заметную дифракционную картину. Некоторымяв-лениям, наблюдаемым во время солнечных затмений, когда экраном является Луна - тело с диаметром 6000 км, можно дать объяснение при помощи дифракции. В то же время маленький экран, стоящий близко от точки наблюдения, не дает дифракционной картины. Часто указывают как на необходимое для наблюдения дифракции условие - на сравнимость величины экрана или отверстия с длиной волны. Из сказанного выше видно, что это не так. На опыте наиболее часто для получения дифракционной картины пользуются объектами, в сотни раз превышающими длину световой волны. [46]
Съемка рентгенограмм ( дебаеграмм) ведется в камерах с использованием монохроматического рентгеновского излучения и поликристаллических образцов из тонкого порошка в виде цилиндрического столбика ( диаметр обычно 0 5 - 0 8 мм, высота 5 - 6 мм), плоского шлифа или порошка, наклеенного на подложку. Регистрация рентгеновского излучения осуществляется на узкой полоске фотопленки, свернутой в цилиндр. Рентгеновские лучи отражаются от поликристаллического образца, кристаллы которого расположены хаотически. Причем некоторые из них ориентированы в направлении, удовлетворяющем уравнению Вульфа - Брегга. Рентгеновские лучи, отраженные от этих кристаллов, образуют в пространстве сплошные конические поверхности, в результате пересечения которых с узкой пленкой, свернутой в цилиндр, экспонируются линии, имеющие форму дуг. Для увеличения числа кристаллов, участвующих в отражении, и получения более четкой дифракционной картины образец во время съемки может подвергаться вращению. [47]
XIV было показано, что с помощью рентгеноструктурного анализа можно получить сведения о расположении атомов в кристаллах. С помощью этих измерений можно изучить расположение атомов в стабильных ионах, которые обычно входят в состав кристалла в качестве структурных единиц, одинаковых во всех кристаллах. Этот метод можно рассматривать как предельный случай метода порошков, считая, что порошок настолько тонко раздроблен, что он состоит из отдельных молекул. Здесь также получаются дифракционные кольца, но в этом случае в виде широких полос, а не узких линий. У кристаллов отражение рентгеновских лучей от какой-либо плоскости происходит только под определенными углами1 и практически не происходит ни под какими другими углами, так как отражения, происходящие от многочисленных плоскостей кристалла в других направлениях, дают волны, находящиеся в любых фазах, обеспечивая тем их полное погашение в результате интерференции. Конечно, это уже не имеет место, если отражение происходит от отдельной молекулы, и в этом случае вместо резкого максимума интенсивности под определенным углом получается полоса с размытым максимумом. Тем не менее, эти рентгенограммы могут быть расшифрованы при помощи анализа Фурье, что позволяет определять непосредственно межатомные расстояния в молекуле. Вместо рентгеновских лучей для получения дифракционной картины можно воспользоваться электронами 2, поскольку, как мы видели, они отражаются совершенно таким же образом, как рентгеновские лучи. [48]
При исследовании поверхности металлов принято считать, что структура чистой поверхности должна быть такой же, как структура объемной фазы, определенная по дифракции рентгеновских лучей. Если при этом окажется, что некоторые межплоскостные расстояния отличаются от характерных ( обычно представляющих целые кратные значения) для данного кристалла, то, следовательно, поверхность загрязнена. Примесь может также покрывать поверхность аморфным слоем, который уменьшает интенсивность дифракционной картины несущей поверхности и увеличивает плотность фона за счет рассеивания. В первом случае обычно можно наблюдать изменение эффекта во времени. Часто бывает полезно впустить небольшое количество известного газа, чтобы посмотреть его действие на дифракционную картину. Во втором случае результат должен зависеть от температуры и времени прокаливания. Следует подчеркнуть, что получение воспроизводимой дифракционной картины не обязательно является свидетельством чистоты поверхности. [49]