8. Рентгеновские методы исследования вещества. Характеристика рентгеновских лучей. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах. Условия Лауэ.

А) Рентгеновские методы исследования вещества:

Благодаря открытию дифракции рентгеновских лучей на кристаллах стало возможным посредством кристаллов исследовать рентгеновские лучи и с помощью этих лучей изучать кристаллы. Это второе направление и было названо рентгеновским анализом.

Рентгеновский луч, попавший в кристалл и испытавший всевозможные взаимодействия с его решёткой, выйдет из него в виде пучка лучей, которые создадут на экране, поставленном на их пути, определённую картину, ориентированную вокруг центрального луча, прошедшего сквозь кристалл. Совокупность всех процессов, испытанных рентгеновским лучом в кристалле называется явлением дифракции рентгеновских лучей, а картина, которая возникла на экране – картиной дифракции или рентгенограммой кристалла.

В 20 веке стала развиваться теория образования дифракционных картин и их расчёта. Возник рентгеноструктурный анализ веществ, который разработал методику для решения двух основных задач: определения симметрии кристалла на основе анализа дифракционного рентгеновского спектра и исследования атомного строения кристаллов на основе анализа интенсивности рефлексов дифракционного спектра.

Б) Характеристика рентгеновских лучей:

Интенсивность - энергия излучения, проходящая через единицу поперечного сечения за единицу времени. Она зависит как от энергии рентгеновских квантов, так и от их количества.

Жесткость (длина волны) – от неё зависит проникающая способность рентгеновских лучей через различные преграды. Жесткость излучения рентгеновской трубки, в свою очередь, зависит от величины подаваемого на нее электрического напряжения. И чем оно выше, тем короче (жестче) длина волны излучения и интенсивнее их проникающая способность.

В) Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах:

Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах – это рассеивание рентгеновских лучей, при котором из начального пучка лучей возникают вторичные отклонённые пучки той же длины волны, появившиеся в результате взаимодействия первичных рентгеновских лучей с электронами вещества; направление и интенсивность вторичных пучков зависят от строения рассеивающего объекта. Дифрагированные пучки составляют часть всего рассеянного веществом рентгеновского излучения. Наряду с рассеянием без изменения длины волны наблюдается рассеяние с изменением длины волны — т.н. комптоновское рассеяние. (Рекомендую обратиться к электронной версии учебника – там есть данный раздел, где всё подробно описано. Копипастить не стал, ибо объём информации неадекватно большой и абсолютно непонятен.)

P.S. Там же смотри условия Лауэ, которые входят в эту тему. (Ссылка есть ниже, в вопросе 10-9)

9. Формула Брэгга-Вульфа и ее использование в рентгенографии:

Условие Вульфа — Брэгга определяет направление максимумов дифракции упруго рассеянного на кристалле рентгеновского излучения.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D0%B5_%D0%92%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%84%D0%B0_%E2%80%94_%D0%91%D1%80%D1%8D%D0%B3%D0%B3%D0%B0

http://dssp.petrsu.ru/p/tutorial/ftt/Part1_/part1_9_2.htm (Условия Лауэ, формула Брэгга-Вульфа, их вывод)

Условие Вульфа — Брэгга определяет направление максимумов дифракции упруго рассеянного на кристалле рентгеновского излучения.

nƛ=2dsinα

α-угол, под которым х-лучи падают и «отражаются» от параллельных атомных плоскостей.

d- межплосностное пространство

ƛ-длина волны

n-целое число, называемое порядком отражения.

В поликристаллических объектах множество мелких кристалликов. Если направить пучок монохромотических лучей (ƛ), то найдется большое коли-во атомных плоскостей, т.е. выпол. условие

nƛ=2dsinα