X射线晶体衍射实验报告

1、浙江师范大学实验报告X射线衍射晶体结构分析摘要：本实验中学生将了解到 X射线的产生、特点及其应用，该实验着重应用于探究晶体结构，分析 X射线在NaCl晶体或BaF晶体的衍射，并通过分析 X射线特征谱线的衍射 角、利用X射线波长以及晶体的晶格常数确定密勒指数。关键词：布拉格公式 晶体结构 X射线波长引言：1895年，德国物理学家伦琴发现一种波长很短的电磁辐射，其波长约为（ 本领，能透过许多对可见光不透明的物质。线是不带电的粒子流，因此能产生干涉、使感光乳胶感光，故X射线，从此揭开了物理学的新篇章。X射线是200.06） X10-8厘米之间，具有很高的穿透X射线在电场磁场中不偏转，这说明X射衍射现

2、象。X射线可激发荧光、使气体电离、X射线可用电离计、闪烁计数器和感光乳胶片等检测。晶体的点阵结构对X射线可产生显著的衍射作用，因此 形貌和各种缺陷的重要手段。X射线衍射法已成为研究晶体结构、正文:一、实验原理1、Bragg 公式光波经过狭缝会产生衍射现象，此时，狭缝的大小必须与光波的波长同数量 级或更小，当入射X射线与晶体相交9角度时，图（a）(a)(b)密勒指数就可以这样确定，即限a、b、c上的截距为 a/h、b/k、c/1a0,k2 h2 l2其中注为晶格常数 布拉格方程为布拉格方程还可写成2d sin 6 = nsin -二n一2d(1)式代入(2)式，得 2 2 Q2 cn 九2 ,

3、,2 , *2 ,sin 日=(n h ) +(n k ) +(n ,l )A :IC GmH- I渊 2DOI图一个典型的测量结果画面数据采集是自动的，当在 X射线装置中按下“ SCAN”键进行自动扫描时，软件将自动采集数据和显示结果：工作区域左边显靶台的角位置P和传感器中接收到的 X光光强R的数据；而右边则将此数据作图，其纵坐标为X光光强R （单位是1/s）,横坐标为靶台的转角（单位是）。I、k）。1、图（g） X射线在NaCI晶体中的3级衍射的角度谱三、实验数据及处理nesin 9线系1pmD=(d/n)/pm(h,l,k)16.4 o0.111KP63.06284.054P (2,0,

4、0)17.2 o0.125K Ct71.08284.32(2,0,0)212.9 o0.223r kp63.06141.39P (4,0,0)214.5 o0.250K Ct71.08142.16(4,0,0)319.6 o0.335r ”63.0694.12:(6,0,0)322.1 o0.376K Of71.0894.52(6,0,0)图（h） X射线在BaF晶体中的角度谱及高斯拟合注：（高斯拟合所用方程 y=aVexpC-（x-b-1泗1）+ . 十郎部明保上4124）冉2 当 n=1 时，9= 11.2 O , sin 9=0.19421、若入=K（K0=63.08/pm ,根据（4）式，得密勒指数测量值（h、k、l） =（3.8157,0,0）,理论值（h、k、l） =（4,0,0）则它的相对误差分别为 1=9.0%2、若入=入（Ka） =71.08/pm,同理密勒指数测量值（h、k、l） =（3.386,0,0）,理论值（h、k、l） =（3,0,0）则它的相对误差分别为 1=27.3%相对而言，线系为KB更具真实性。四、实验总结本实验充分说明了 X射线在晶体结构分析方面的巨大作用，使我了解了 X射线的衍射原理及晶体结构分析的常用方法。了解X射线实验仪的构造及正确操作步骤，体会在实验仪及相关软件的配合下，会对实验研究提供