ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Как лучи могут исследовать кристаллы из "Репортаж из мира сплавов (Библ, Квант 71) " Макс Лауэ первым сделал шаг на этом пути. Он пытался расшифровать кристаллическую структуру цинковой обманки ZnS. Но, хотя в принципе дифрак-ционные эксперименты он объяснил правильно, установить атомное строение конкретного вещества ему не удалось. Не исключено, что в этом проявились и некоторые личные пристрастия Лауэ, Через много лет другой классик современной науки, также Нобе-левский лауреат, Макс Борн спросил у него, почему сам Лауэ серьезно не занялся исследованием кристаллических структур. Его ответ был таков Я интересовался только фундаментальными принципами и детальные исследования предоставлял другим ... [c.74] Наука открывает перед человеком широкое поле деятельности. Самые разные люди могут отыскать занятие себе по вкусу. Нашлись и любители детальных исследований . [c.74] В начале нашего века из Австралии в Англию переехала семья Брэггов. А вскоре отец и сын Брэгги встали в авангарде изучения строения вещества рентгеновскими лучами. В 1915 году они вместе были удостоены Нобелевской премии по физике. Брэгг-сын (Уильям Лоуренс Брэгг) был в ту пору совсем молодым человеком, ему исполнилось 25 лет. [c.74] Сначала Брэгг (мл.) считал рентгеновские лучи потоком частиц. Даже результаты опыта в Мюнхене не сразу заставили его переменить свое мнение. Он пытался объяснить рефлексы на рентгенограмме отклонением частиц при их движении в веществе. Эта попытка оказалась неудачной, но упорные размышления и экспериментальные занятия не пропали даром. У Брэгга родилась удивительно плодотворная идея нельзя ли объяснить дифракционные рефлексы обычным отражением рентгеновских лучей от некоего подобия плоского зеркала в кристалле. Такими зеркалами могли быть только плоскости кристаллической решетки, вымощенные атомами. [c.74] Так оно и оказалось. Эксперимент полностью подтвердил оригинальное предположение. Отталкиваясь от него, Брэгг провел несложный математический анализ. [c.75] Брэгга) всегда открывается значением 0о = О, когда лучи проходят через кристалл без отклонений. Это так называемое отражение нулевого порядка (л = 0). В опытах Лауэ ему соответствовало интенсивное центральное пятно, которое, как уже отмечалось, интересной информации не содержит. Поэтому в дальнейшем угол 00 = О рассматриваться не будет. [c.76] Так как sin0 всегда меньше единицы, то ненулевые брэгговские углы сущ,ествуют только при X 2d. Это лишний раз подтверждает, что лишь достаточно короткие волны (длиной порядка ангстрема и меньше)) пригодны для изучения атомного строения. [c.76] Если неравенство КС 2d выполняется, то следующий в серии угол — 01 — соответствует разности хода между соседними плоскостями в одну длину волны. Фотопластинка при этом угле бесстрастно зафиксирует рефлекс. При всех промежуточных углах О 9 01 она останется незасвеченной отраженные от разных плоскостей лучи оказываются между собой не в фазе и взаимно гасятся. [c.76] На практике часто строят дифрактограмму, т. е. график угловой зависимости интенсивности лучей, отраженных от данной системы плоскостей. Для этого достаточно определить степень почернения фотопластинки при съемке под разными углами, но сущ,е-ствуют и другие методы. Закон Вульфа—Брэгга Позволяет сразу определить качественный вид ди-фрактограммы (рис. 31). [c.76] Вращение детектора и кристалла синхронпзнрова-, но. При повороте кристалла на угол а детектор поворачивается на угол 2а (рис. 32). Это постоянно поддерживает равенство углов падения и отражения для изучаемой системы плоскостей и делает возможной непрерывную съемку. [c.77] Вообще, применение кристаллов является единственным способом приручения рентгеновского излучения, Оно, как известно, обладает высокой проникающей способностью и практически не преломляется. Направить энергию выпущенного из бутылки джинна по воле человека можно только с помощью закона Вульфа-—Брэгга. [c.78] Рассмотрим применение этого закона еще на нескольких моделях. За отправную точку примем уже знакомый случай (будем называть его базовым) отражение происходит от системы параллельных атомных плоскостей, находящихся на расстоянии d друл от друга (рис. 34). [c.78] Теперь будем вносить в базовую структуру нзме-иения и посмотрим, как они скажутся на дифракто-грамме. [c.78] Последние абзацы многим могут показаться слишком тяжеловесными для научно-популярной книги. Но если вы хотите чуть глубже разобраться в предмете и оценить излагаемую в следующем параграфе работу Брэгга, подобные упражнения просто необходимы. [c.79] Теперь вновь расположим между атомными плоскостями базовой структуры дополнительные плоскости. Однако сделаем это по-другому (рис. 37). [c.79] На основании этого анализа построим дифракто-грамму (рис. 37), где слабые пики возникают из-за частичного усиления, а сильные — из-за максимального. [c.80] Этот пример подводит нас к очень важному выводу информация о структуре содержится не только в положении пиков дифрактограммы (или рефлексов), но и в их относительной интенсивности. [c.80] а теперь мы вполне подготовлены, чтобы вместе с Брэггом (мл.) приступить к практической расшифровке атомного строения вещества. [c.80] Вернуться к основной статье