Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego.pdf

(7529 KB) Pobierz
Dyfrakcja promieniowania
rentgenowskiego
Podstawowa metoda badania struktury
ciał krystalicznych.
Oddziaływanie promieniowania X z materią
•
Promieniowanie rentgenowskie
oddziałuje z elektronami w
atomie
•
Klasyczne wyrażenie na
intensywność promieniowania
rozproszonego przez 1 elektron
(wyrażenie Thomsona):
φ 2
=
θ
1 mg materii ~10 20 elektronów
e
4
⎛ +
1
cos
2
2
θ
⎞
I
=
I
⎜
⎝
⎟
⎠
0
2
4
2
m
c
r
2
I
10 −
26
≈
dla r = kilka cm:
I
0
1
Promieniowanie padając na atom ulega
rozproszeniu we wszystkich kierunkach. W
krysztale jest wiele atomów. Fale rozproszone
przez różne atomy mogą się albo wzmocnić, albo
osłabić.
Każdy atom staje się źródłem fali kulistej.
Fale, w niektórych kierunkach wzmacniają się, a
w niektórych wygaszają.
2
Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego na
krysztale
•
Warunki wzmocnienia promieniowania:
–
Warunek Braggów;
–
Warunek Lauego;
–
Konstrukcja Ewalda i równoważność obu warunków;
•
Czynniki, od których zależy intensywność refleksów dyfrakcyjnych:
– Rodzaj atomów;
– Rozmieszczenie atomów w komórce (czynnik struktury);
– Temperatura;
–Kąt dyfrakcji;
–
Wielkość krystalitów.
Podejście Braggów:
kryształ traktujemy jak zespół równoległych płaszczyzn
sieciowych, oddziaływanie promieni X z kryształem jak odbicie
od zwierciadła.promieniowanie rentgenowskie wnika do wnętrza
kryształu i odbija się nie tylko od powierzchni, ale również od
kolejnych płaszczyzn kryształu.
3
Podejście Braggów:
promienie 1 i 2 przebywają różne drogi
1
2
∆
s
=
2
l
l =
d
sin
θ
∆
s =
2 d
sin
θ
promienie 1 i 2 się wzmocnią, jeżeli różnica dróg będzie:
RÓWNA CAŁKOWITEJ WIELOKROTNOŚCI DŁUGOŚCI FALI
Warunek dyfrakcji Braggów
2
d hkl
sin
θ
=
n
λ
Gdzie:
d hkl
jest odległością między płaszczyznami
λ jest długością fali
n
θ - kątem odbłysku
n - liczba naturalna (tzw rząd refleksu dyfrakcyjnego)
4
Podejście Lauego
Laue traktował dyfrakcję promieni X tak jak dyfrakcję światła na siatce
dyfrakcyjnej, a kryształ jako zbiór atomów w 3D sieci krystalicznej.
Podejście Lauego
s 1
Promienie 1 i 2, uginają się na
sąsiednich atomach, odległych od
siebie o a.
90 o
90 o
Promienie te, aby dotrzeć do
detektora, przebywają różne drogi.
1
s 2
α
2
Różnica dróg między 2 a 1 wynosi:
a
α 0
s
−
s
=
a
cos
α a
−
cos
α
2
1
0
Aby promienie się wzmocniły, różnica dróg musi być równa całkowitej
wielokrotności długości fali. Zatem, warunek dyfrakcji:
a
(cos
α
−
cos
α
)
=
H
λ
0
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin