X射线的衍射课件

X射線的衍射

1895年倫琴(Roentgen)發現故稱為倫琴射線。波長範圍：10埃～0.01埃欲觀察其衍射現象則衍射線度應與其波長差不多晶體的晶格常數恰是這樣的線度一、X射線的獲得M.K.RÖntgen倫琴德國物理學家(1845-1923)倫琴是德國維爾茨堡大學校長，第一屆諾貝爾獎獲得者。1895年他發現一種穿透力很強的一種射線。後來很快在醫學上得到應用，也引起各方面重視。實驗裝置抽真空容器，陰極K，陽極A，也叫對陰極，由金屬(銅,鉬,鎢)製成，K、A間加高壓。工作過程：X射線是由陰極加發射出(熱)電子，經高速電壓加速，獲得能量，運動速度很大，這種高速電子去撞擊陽極A，而發射出X射線。X射線性質：為不帶電的粒子流，由實驗發現不受電場磁場的影響。本質和光一樣。是波長很短的電磁波。波長：0.1～100埃A---K間加幾萬伏高壓，加速陰極發射的熱電子。勞厄斑點

根據勞厄斑點的

晶體可看作三維晶體底片鉛屏X

射線管立體光柵掌握晶體點陣結構分佈可算出晶面間距勞厄M.von.Laue德國物理學家(1879-1960)倫琴夫人的手X照片戒指二、X射線的衍射為研究X射線的性質，作X射線的衍射實驗。但由於其波長很短，用前面所講的衍射物__單縫，園孔，光柵都較大(a>>

)，觀察不到衍射現象。後來人們採用晶體。晶體內原子按一定點陣排列得十分整齊，原子間距為幾個埃，將晶體當作光柵常數很小的空間光柵。研究X射線的兩種方法：1、勞厄法

1912年勞厄利用天然晶體作衍射物，獲得X射線衍射圖，得到勞厄斑點，是X射線透過晶體的衍射。通過勞厄斑點分析可瞭解晶體結構。2、布喇格法是1913年英國的布喇格父子提出，輿此同時蘇聯的烏布利也作了類似的研究，也稱為烏布利－布喇格方法。布喇格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)第4章結束研究X射線在晶體中的原子上發生散射時的衍射圖樣。晶體結構為點陣排列，是由一系列的原子層構成。當X射線射至晶體原子上時，每個原子成為新的子波波源，向外發出子波__散射光。不僅表面層的原子有散射，內層原子也有散射波，這些散射波相遇，產生疊加__干涉。散射波產生的散射效應有兩部分：表面層和內層。3、表面層的散射如圖,入射線的入射角

，散射波沿各個方向都有，現取沿

方向,

是散射角。原子間距討論1,2光束入射時,兩相鄰光程差散射時兩相鄰光程差散射後相遇的總光程差加強干涉為最強處，即入射角和散射角相等的方向上干涉最強，即表示各原子層散射射線中滿足反射定律的散射射線相遇，干涉最強。4、晶體內層反射X射線射至晶體內部,原子層間散射的X射線相遇也產生干涉討論表面層符合反射定律的那些散射線在層間散射後相遇的情況如圖加強d為原子層間距，稱為晶格常數。上式即為著名的布喇格公式。三、X散射的應用

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X射線在晶體上的衍射

四、實際觀察X射線衍射的作法

1.勞厄法：使用

連續的X射線照射晶體，得到所有晶面族反射的主極大。每個主極大對應一個亮斑(勞厄斑)。此法可定晶軸方向。

勞厄相德拜相

X射線的衍射圖樣

2.粉末法：用確定

的X射線入射到多晶粉末上。大量無規的晶面