Menu

Дифракция рентгеновских лучей кристаллами.

Длины волн рентгеновского излучения, используемого в кристаллографии, меньше, чем расстояние между узлами решетки, но приблизительно такой же величины, как расстояние между атомами в кристалле, т.е. сопоставимы с длиной их связи.

Рис. 4.3 Схема рентгеновской трубки.

01-,-1 I I --г—

0.10 0.12 0.14 I 0.16 0.18 0.1487 Л, нм

Рис. 4.4 Взаимоотношение между краем поглощения никеля и эмиссионным спектром меди.

Поэтому точно так же, как свет дифрагирует на решетке с очень близко расположенными линиями, так и рентгеновские лучи рассеиваются атомами, слагающими трехмерное пространство кристаллической решетки. При дифракции света каждое отверстие в решетке функционирует как новый источник лучей. Аналогичным образом каждое электронное облако в атомах кристалла рассеивает рентгеновские лучи и действует, как источник вторичных лучей с той же самой длиной волны. В 1912 г. У. Л. Брэгг показал, что в такой ситу-

<б)

(а) условие отражения, (6) разность хода лучей

Рис. 4.5 Брэгговский угол отражения: = 2dsinq.

ации рентгеновские лучи ведут себя точно так же, как если бы они отражались от плоскостей, содержащих атомы, которые слагают кристаллическую структуру. Следовательно, все эти вопросы можно рассматривать с использованием более известных терминов, касающихся отражений от плоскостей, а в таком случае анализ существенно упрощается.

Представим себе систему атомных плоскостей (рис. 4.5) и пучок рентгеновских лучей, бомбардирующий их под углом q. Лучи не только пронизывают слои сеток, но и отражаются ими. На первой плоскости отражается луч о, на второй — луч Ъ. Лучи, отраженные от всей серии плоскостей, приобретают одинаковое направление, и если они находятся в противофазе, то, интерферируя между собой, будут гасить друг друга. Только в том случае, когда разница в длине пути лучей, отраженных от последовательных плоскостей, составляет четное число длин волн, они будут способны усиливать друг друга и образуют устойчивый ряд отраженных лучей. На рис. 4.5,б можно видеть, что лучи, отраженные от последовательных плоскостей, будут иметь разность хода ef + fg. Затем можно записать: ef = fg = dsinq, где d — расстояние по перпендикуляру между плоскостями. Итак, условие успешного отражения задается уравнением Брэгга—Вулъфа

где n — любое целое число, X — длина волны рентгеновских лучей, d — расстояние между плоскостями и q — угол скольжения. (Отметим, что 6 является углом, дополнительным до 90° к углу падения, используемому в оптике.)

Из уравнения Брэгга—Вульфа видно, что семейство плоскостей, расположенных на одном и том же определенном расстоянии друг от друга, может отражать рентгеновские лучи заданной длины волны только под одним углом, равным углу падения.

Уравнение Брэгга—Вульфа используется для нахождения межплоскостных расстояний в кристалле. Как мы видели, рентгеновские лучи известной длины волны можно получить с помощью подходящей мишени и соответствующего фильтра. Угловые позиции отраженных лучей по отношению к исходному направлению неотклоненного пучка фиксируются на фотопленке или электронным рентгеновским детектором. В рентгеновских камерах фотопленка помещается вокруг исследуемого кристалла или перед ним в зависимости от конкретного типа камеры. Пленка засвечивается в тех местах, где на нее попадает отраженный пучок (см. рис. 4.6, а также рис. 4.15 и 4.16). Угол между прямым или неотклоненным пучком и отраженным пучком составляет 20. В современной кристаллографии для записи угла 2q между падающим и отраженным пучками обычно применяются дифрактометры, в которых используются электронные детекторы. Зная X и q, полученные при дифракционных исследованиях, можно рассчитать d.

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:5513 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8575 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:5287 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Геодезические работы при строительстве п…

Геодезические работы, выполняемые при строительстве инженерных сетей, включают разбивочные работы и исполнительную съемку. Разбивочные работы (вынос в натуру проектов) выполняют, опираясь на пункты существующей геодезической сети. Если этих пунктов недостаточно, сеть...

13-08-2010 Просмотров:10747 Инженерная геодезия. Часть 2.

Вступ

Геодезія - одна з найдавніших наук. Слово «геодезія» утворено із двох слів - «земля» й «розділяю», а сама наука виникла як результат практичної діяльності людини по встановленню меж земельних ділянок...

29-05-2011 Просмотров:5905 Інженерна геодезія

Освидетельствование сооружений

Цель технического освидетельствования промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений — установление экономической целесообразности их реконструкции, определяемой состоянием основных несущих конструкций. Современные методы освидетельствования позволяют получить достаточно полную и объективную...

19-03-2013 Просмотров:7540 Обследование и испытание сооружений