Теория - дифракция - рентгеновские лучей
Cтраница 1
 |
Метод Лауэ для дифракции рентгеновских лучей в кристаллах.| Интерференция рентгеновских лучей при отражении от плоскостей кристаллической решетки. [1] |
Теория дифракции рентгеновских лучей в кристаллах разработана В. Л. Брэггом в 1913 г. Одновременно такая теория была разработана Вульфом. Дифракцию рентгеновских лучей в кристалле формально можно рассматривать как отражение от плоскостей атомной решетки. Как и при обычном отражении света, угол падения равен углу отражения. [2]
Основные научные исследования посвящены теории дифракции рентгеновских лучей и рентгено-структурному анализу. Независимо от русского кристаллофизика Ю. В. Вульфа установил ( 1913) соотношение между длиной волны рассеянных кристаллом рентгеновских лучей, величиной угла отклонения этих лучей после рассеяния и константами кристаллической решетки, лежащее в основе рент-геноспектрального анализа. [3]
Развитие теории дифракции электронов шло параллельно с развитием теории дифракции рентгеновских лучей. При этом там, где было возможно, использовалось приближение простой кинематической теории дифракции Фраунгофера, а динамическая теория Бете [22] ( аналог теории Лауэ для рентгеновских лучей) использовалась лишь по мере необходимости. Отличие от дифракции рентгеновских лучей было связано как с большим вкладом эффектов динамического рассеяния, так и с большей сложностью самих динамических эффектов при дифракции электронов. Соответственно возникла потребность создать относительно простые приближения для практических целей; было разработано несколько таких вариантов для экспериментов различных типов. [4]
Должен знать: свойства рентгеновских лучей и основы кристаллографии; теорию дифракции рентгеновских лучей; основы строения металлов и сплавов; принципы механической, термической и других методов обработки металлов и влияние на рентгенодифракционную картину изменения состава н структуры металлов и сплавов; общие и специальные методы рентгеноструктурного анализа; устройство рентгеновских аппаратов, дифрактометров; конструкцию камер моно-хроматоров, температурных малоугловых, текстурных камер и приставок; конструкцию рентгеновских гониометров, порядок их установки и юстировки; методы расчетов и расшифровки рентгенограмм с применением графиков, таблиц и номограмм с введением различных поправок; определение интенсивности; методы анализа формы и ширины дифракционных линий. [5]
Должен знать: свойства рентгеновских лучей и основы кристаллографии; теорию дифракции рентгеновских лучей; основы строения металлов и сплавов; принципы механической, термической и других методов обработки металлов и влияние на рентгенодифракционную картину изменения состава и структуры металлов и сплавов; общие и специальные методы рентгеноструктурного анализа; устройство рентгеновских аппаратов, дифрактометров; конструкцию камер монохроматоров, температурных малоугловых, текстурных камер и приставок; конструкцию рентгеновских гониометров, порядок их установки и юстировки; методы расчетов и расшифровки рентгенограмм с применением графиков, таблиц и номограмм с введением различных поправок; определение интенсивности; методы анализа формы и ширины дифракционных линий. [6]
Должен знать: свойства рентгеновских лучей и основы кристаллографии: теорию дифракции рентгеновских лучей; основы строения металлов и сплавов; принципы механической, термической и других методов обработки металлов и влияние на рентгенодифракционную картину изменения состава и структуры металлов и сплавов; общие и специальные методы рентгеноструктурного анализа; устройство рентгеновских аппаратов, дифрактометров; конструкцию камер моно-хроматоров, температурных малоугловых, текстурных камер и приставок; конструкцию рентгеновских гониометров, порядок их установки и юстировки; методы расчетов и расшифровки рентгенограмм с применением графиков, таблиц и номограмм с введением различных поправок; определение интенсивности; методы анализа формы и ширины дифракционных линий. [7]
Должен знать: свойства рентгеновских лучей и основы кристаллографии; теорию дифракции рентгеновских лучей; основы строения металлов и сплавов; принципы механической, термической и других методов обработки металлов и влияние на рентгенодифракционную картину изменения состава и структуры металлов и сплавов; общие и специальные методы рентгеноструктурного анализа; устройство рентгеновских аппаратов, дифрактометров; конструкцию камер монохроматоров, температурных малоугловых, текстурных камер и приставок; конструкцию рентгеновских гониометров, порядок их установки и юстировки; методы расчетов и расшифровки рентгенограмм с применением графиков, таблиц и номограмм с введением различных поправок; определение интенсивности; методы анализа формы и ширины дифракционных линий. [8]
Должен знать: свойства рентгеновских лучей и основы кристаллографии; теорию дифракции рентгеновских лучей; основы строения металлов и сплавов; принципы механической, термической и других методов обработки металлов и влияние на рентгекодифракционную картину изменения состава и структуры металлов и сплавов; общие и: специальные методы рентгеноструктурного анализа; устройство рентгеновских аппаратов, дифрактометров; конструкцию камер моно-хроматоров, температурных малоугловых, текстурных камер и приставок; конструкцию рентгеновских гониометров, порядок их установки и юстировки; методы расчетов и расшифровки рентгенограмм с приме -, нением графиков, таблиц и номограмм с введением различных поправок; определение интенсивности; методы анализа формы и ширины дифракционных линий. [9]
Должен знать: свойства рентгеновских лучей и основы кристалле графин; теорию дифракции рентгеновских лучей; основы строения металлов и сплавов; принципы механической, термической и других методов обработки металлов и влияние на рентгенодифракционную картину изменения состава и структуры металлов и сплавов; общие и специальные методы рентгеноструктурного анализа; устройство рентгеновских аппаратов, дифрактометров; конструкцию камер моно-хроматоров, температурных малоугловых, текстурных камер и приставок; конструкцию рентгеновских гониометров, порядок вх установки и юстировки; методы расчетов и расшифровки рентгенограмм с применением графиков, таблиц в номограмм с введением различных поправок; определение интенсивности; методы анализа формы и ширины дифракционных линий. [10]
Практический курс рентгеносгруктурного анализа, М, 1960; Асланов Л. А., Инструментальные методы рантгеноструктур-ного анализа, М, 1983; Асланов Л. А., Треушников Е. М., Основы теории дифракции рентгеновских лучей, М, 1985; Итоги науки и техники, сер. [11]
Прямые методы определения структуры кристаллов ведут свое начало от открытия Лауэ, Фридрихсом и Книппингом в 1912 г. интерференции рентгеновских лучей на кристаллической решетке. Рассмотрим основные моменты теории дифракции рентгеновских лучей на пространственной решетке кристалла. Некоторые из них уже были приведены в § 3 гл. Вкратце они состоят в следующем. Пусть плоская поляризованная электромагнитная волна в момент времени t падает на свободный заряд в точке О. [12]
Кристалл представляет собой систему, состоящую их двух взаимодействующих подсистем: электронной и ядерной. В рассеянии излучений принимают участие обе подсистемы, однако, интенсивность рассеяния на каждой из них зависит от природы рассеиваемого излучения. Например, интенсивность потенциального рассеяния рентгеновских лучей на ядрах атомов ( томпсоновское рассеяние) примерно в 106 раз меньше интенсивности, рассеянной электронными оболочками тех же самых атомов, поэтому в теории дифракции рентгеновских лучей рассеянием на ядрах пренебрегают. Известны некоторые изотопы, ядра которых как раз попадают в область длин волн, используемых в структурном анализе. Сечение взаимодействия таких ядер имеет резонансный характер и по величине может значительно превышать сечение взаимодействия излучения с электронными оболочками атома. [13]
Как уже отмечалось, расширение рефлексов может быть вызвано уменьшением размеров кристаллитов или нарушениями порядка в структуре. Влияние же нарушений порядка в структуре на ширину рефлексов изучено слабо. Теоретически рассмотрены лишь отдельные частные случаи нарушений порядка. Поэтому теория дифракции рентгеновских лучей на малоупорядоченных структурах не может дать в настоящее время каких-либо общих указаний, пользуясь которыми, можно было бы четко отличить расширение линий, вызванное нарушениями порядка, от расширения, вызванного дифракцией на малых кристаллитах. Очевидно, что в полимерах линии могут быть расширены за счет обоих факторов. [14]
При нормальном падении стона четвертьволновых пластинок аналогична кристаллу, поскольку конструктивная интерференция излучения волны данной длины, отраженного or каждой из границ раздела, приводит к увеличению ( до 100 %) результирующего отражения. Соответствующая разность фаз определяется оптической длиной пути между границами раздела в стопе четвертьволновых пластинок и межплоскостным расстоянием для кристалла. В этом смысле МИС занимает промежуточное поло-женке между этими двумя случаями. Оптический подход, таким образом, полезен, и мы будем им пользоваться, поскольку необходимо учитывать рефракцию. Отметим, что при этом твердое тело трактуется как континиуум, в то время как теория дифракции рентгеновских лучей в кристалла учитывает дискретную атомную структуру вещества. [15]
Страницы: 1