Дифракция в диффузное рассеяние

Фон на рентгенограмме является результатом диффузного рассеяния рентгеновских лучей [87]. Как известно, причинами появления фона могут быть тепловое диффузное рассеяние, отсутствие дальнего и (или) ближнего порядка в расположении атомов при аморфизации вещества и диффузное рассеяние твердым раствором. Тепловое диффузное рассеяние приводит к монотонному росту интенсивности фона с ростом угла дифракции в на рентге- [c.78]

Погрешность в вычислении интегральной интенсивности фона в основном зависит от правильности выбора базисных линий. Поскольку рентгеновские пики на рентгенограммах наноструктурной Си преимущественно описываются функцией Лоренца, т. е. имеют длинные хвосты, то оказалось очень трудно достаточно точно определить место, где кончается рентгеновский пик и начинается фон 79-82]. Для уменьшения погрешности базисные линии выбирали таким образом, чтобы их концы совпадали с концами широких интервалов углов дифракции, в которых производилась съемка рентгеновских пиков [79-82]. Как показано в работах [80, 81], ИПД Си приводит к росту интегральной интенсивности диффузного фона рассеяния рентгеновских лучей на 6 3 %. [c.79]

В обычных схемах голографии световое поле от предмета регистрируют в присутствии когерентного опорного пучка, которое существенно размыто вследствии дифракции (при пропускании) или диффузного рассеяния (при отражении). [c.35]

Несмотря на то что электронная волна может терять энергию или становится некогерентной относительно упруго рассеянного пучка, она сохраняет когерентность, или способность интерферировать сама с собой. Если процесс диффузного рассеяния соответствует изменению вектора рассеяния q, как показано на фиг. 12.4, то между точками h q, где h— вектор обратной решетки, будет иметь место л-волновая динамическая дифракция, причем взаимодействие будет зависеть от структурных амплитуд Ф(Ь1 — hj) и соответствующих ошибок, связанных с возбуждением. Расчет для области III следует проводить отдельно для каждого вектора в пределах зоны Бриллюэна (или основной элементарной ячейки обратной решетки). [c.276]

Мы будем не раз подчеркивать, что эффекты, которые будут рассматриваться как составляющие поглощения, сильно зависят от условии проводимого эксперимента. При взаимодействии пучка излучения с веществом происходит большое число упругих и неупругих процессов рассеяния. Степень включения рассеянного излучения в экспериментальные измерения определяется тем, учитывается ли вклад диффузного рассеяния определенного вида в измеряемые интенсивности непосредственно или же через функцию поглощения. Например, при дифракции нейтронов с анализом энергий измерение резких брэгговских отражений,от кристалла будет исключать тепловое диффузное рассеяние. Потеря энергии падающего и брэгговских пучков, вызванная тепловым диффузным рассеянием, дает незначительный вклад в величину поглощения. [c.279]

С другой стороны, для некоторых сплавов, содержащих атомы с отрицательной длиной рассеяния (атомной амплитудой), оказывается возможным так подобрать состав или распространенность изотопов, чтобы для дифракции нейтронов средняя амплитуда рассеяния (тд/д -Ь Шв/в) равнялась нулю, как в случае сплавов Си—изученных Мозером [313]. Для таких сплавов с нулевой матрицей основные рефлексы и сопутствующее им тепловое диффузное рассеяние и рассеяние Хуанга исчезают, и в (17.23) остается лишь третья часть этого выражения. [c.382]

Глушение эмали обусловлено тем, что в ней распределены частицы вещества — глушителя, имеющего отличный от эмали показатель преломления. Свет, падающий на эмалевый слой, отклоняется и рассеивается. Силу глушения выражают отношением количества диффузно отраженного света к общему количеству падающего света. Глушение следует рассматривать как диффузное рассеяние света, вызванное его преломлением, отражением и дифракцией. [c.21]

В действительности ионы колеблются около своих положений равновесия (см. гл. 21—26). Это не влияет на выводы, к которым мы приходим в настоящей главе (хотя в первое время исследователям, занимавшимся рентгеновской дифракцией, оставалось неясным, почему такие колебания не размывают картины, характерной для рассеяния на периодической структуре). Оказывается, что колебания приводят к двум основным следствиям (см. т. 2, приложение О) а) интенсивность типичных максимумов, позволяющих восстановить структуру кристалла, понижается, но не обращается в нуль б) возникает более слабое непрерывное фоновое излучение ( диффузный фон ). [c.104]

Наиболее полное изложение теории дифракционных методов анализа дано в книгах Гинье[4], Г. С. Жданова [5], Джеймса [6], А. И. Китайгородского [7]. Отдельным вопросом теории посвящены книги Д. М. Васильева [8] (общее описание методов, геометрия дифракции), В. И. Ивероновой и Г. П. Ревке-вич [9] (теория рассеяния, интенсивность дифракции), Я. С. Уманского [10] (теория рассеяния, диффузное рассеяние). [c.95]

На данных измерений периода решетки практически не сказывается зонная стадия распада, и образование зон Г.—П. можно заметить лишь по эффектам диффузного рассеяния в ближайших окрестностях узлов обратной решетки матричного твердого раствора. Если неоднородности структуры, обусловленные образованием зон, носят регулярный характер (модуляции рассеивающей способности или модуляции межплоскостных расстояний), то диффузное рассеяние концентрируется, образуя сателлиты возле основных рефлексов, и легко выявляется даже при съемке рентгеновской картины поликристаллов [47, 48]. В остальных случаях выявление зон Г.—П. возможно либо при рентгеновском анализе монокристаллов или крупнокристаллических поликристаллов (из-за малости размера ОКР в поликристаллах н наложений эффектов диффузного рассеяния), либо методом электронной дифракции в просвечивающем электронном микроскопе, где область дифракции всегда ограничена малой частью монокристалла (метод микродифракции, см. раздел 2). В некоторых сплавах зоны Г.—ГГ. имеют координацию атомов, отличную от координации атомов в матричном твердом растворе (например, зоны Гинье—Престона— Багаряцкого в сплавах А1—Mg—Si), или упорядоченную структуру (например, зоны Г.—П.П или фаза в" в сплавах А1—Си). При этом эффекты рассеяния должны наблюдаться в точках ОР, соответствующих этой структуре. По характеру распределения диффузного рассеяния можно судить о форме зон и в простейших случаях (при действии только форм-фактора) оценивать их размеры. К-состояние связывается с процессами упорядочения и выде- [c.129]

Интересно отметить, чго в случае, когда сфокусированная голограмма регистрируется без диффузного рассеяния объектного пучка, наблюдение восстановленного изображения при освещении такой голограммы излучением лазера существенно затруднено вследствие точечных размеров источника. Наблюдение всего изображения в этом случае можно обеспечить путем проекции его на зкран, для чего изображение должно быть действительным. Соответствующие условия бьши созданы путем проведения двух последовательных фурье-преобразований светового поля, возникающего в плоскости голограммы, с последующей фильтрацией одного из пучков первого порядка дифракции в фурье-плоскости. При помещении сфокусированной голограммы в переднюю фокальную плоскость линзы с фокусным расстоянием f распределение амплитуд в ее задней фокальной плоскости, как известно (см., например, [92]), описывается выражением [c.25]

Рассмотрим нелинейную регистрацию сфокусированных голограмм в наиболее общем случае диффузно рассеивающего объекта с небольшими, почти зеркально отражающими участками [95-96]. Обычно в результате нелинейной гаюграфической регистрации такого объекта (мы будем проводить сравнение сфокусированных голограмм с наиболее распространенным френелевскими голограммами) в восстановленном поле появляются три нежелательные добавки [97-100]. Это - изображения (причем искаженные из-за изменения кривизны волновых фронтов) в высших максимумах дифракции, диффузно рассеянный фон вокруг изображений (так называемый интермодуляционный шум) и, наконец, ложные изображения в промежутках между соседними дифракционными максимумами. Последние два вида искажений являются наиболее существенными, они обусловлены перекрестной интерференщ1ей (модуляцией) различных пространственных составляющих объектной волны, приводящей к появлению на голограмме дополнительных пространственных несущих. Можно ожидать, что в случае регистрации голограмм сфокусированных изображений, для которых характерна локализованная регистрация информации, зффекты перекрестной модуляции окажутся в значительной степени ослабленными. [c.27]

Легко показать, что и диффузно рассеянное световое поле, распространяющееся вблизи оси освещающего пучка, при этом расширяется (появляются дополнительные углы0rinm)> и степень его диффузности увеличивается в связи с дифракцией множества пространственных составляющих освещающей волны на наборе пространственных несущих голограммы. [c.35]

Однако регистртруемая наряду с высокочастотной структурой внеосевой голограммы относительно низкочастотная спекл-структура ( продукт перекрестной интерференции в диффузно рассеяннсм предметной волне) при определенных условиях обладает способностью к восстановлению изображения. Действительно, об этом свидетельствует известный зкспе1жмент [76-77] по образованию так называемого фантомного изображения. Он состоял в регистрации диффузно рассеянного составным объектом поля в виде спекл-структуры и освещении полученного снимка, помещенного точно в исходное положение, волной, рассеянной частью этого объекта. Следовательно, диффузное поле, регистрируемое в зоне френелевской дифракции, содержит амплитудно-фазовую информацию, необходимую для воспроизведения изображения предмета, но поскольку опорный фазовый фронт имеет случайный (хотя и постоянный) характер, полноценное восстановление возможно только в случае Сохранения в реконструирующей волне этого фронта. [c.72]

Представляет интерес возможность расширения спектра пространственных частот, открываемая при перезаписи таких спеклограмм. Действительно, при воспроизведении изображения спеклограммой имеет место увеличение примерно вдвое пространственного угла, в котором наблюдается изображение. Это обусловлено тем, что пучки, соответствующие симметричным дифракционным максимумам, образуют единый диффузно рассеянный пучок, максимальные пространственные частоты которого соответствуют направлениям двух разнозначных первых порядков дифракции. В случае, когда апертура переизображающей оптической системы захватывает весь зтот пространственный спектр, он фиксируется на перезаписанной спеклограмме, образуя более высокочастотную (мелкую) спекл-структу-ру, В результате дифракции освещающего пучка на этой спекл-структуре формируется уширенный пространственный спектр, что при необходимости позволяет обеспечивать определенный энергетический вьшгрыш при фильтрации поля в фурье-плоскости, поскольку пространственный спектр фотографического (негативного) изображения остается неизменным. Вбзможен также своеобразный синтез апертуры переизображающей системы путем последовательной регистрации вторичных спеклограмм при различных углах освещения исходной. [c.93]

Здесь можно рассчитывать на выявление новых данных относительно особенностей воспроизведения фазы спеклограммами, регистрируемыми в разных областях объектного поля, в частности применительно к обращению волнового фронта, а также относительно свойств диффузно рассеянных волн, формируемых в высших максимумах дифракции применительно к интерференционным измерениям. Интересные результаты может дать дальнейшее исследование процессов пространственной фильтрации в голографии и оптике спеклов применительно к разделению информации о различных составляющих сложного перемещения объекта, а также развитию методов обработки информации и анализа структуры поверхности. Все зто должно привести к более глубокому осмыслению физической общности голографической и спекл41нтерферометрии, уточнению их метрологичес-юсх возможностей. Углублению представлений о физическом механизме голографической интерферометрии, безусловно, будет способствовать изучение тонкой структуры спеклчюлей и ее роли в изменениях видности голографических интерферограмм. [c.217]

Такое вычисление может включать в себя большое число дифракционных пучков, соответствующих очень большому размеру элементарной ячейки для сверхструктуры, которую мы выбираем. С помощью специальных предположений, таких, как рассмотрение одномерного случая, часто можно ограничить вычисления разумными пределами. Например, можно предположить, что ядро дислокации — область, в которой смещения атомов велики,— имеет диаметр около 20 A. Если желательно вычислить изображение такой дислокации с разрешением в 3A, дифракционная картина должна быть взята до и =0,33 Размер ядра в 20A будет давать детальное строение дифракционной картины на шкале 0,05 Далее, диффузное рассеяние можно братье интервалами 0,01 Вычисления динамической дифракции делают тогда в одном измерении с числом пучков 2 >33,3 ж 67. Это означает, что в реальном пространстве мы предполагаем, что параллельные дислокации существуют с интервалом 100 A. Изображение каждой дислокации будет формироваться отдельно. Если только это изображение не получено далеко от фокуса, то волны, рассеянные отдельными дислокациями, не будут перекрываться и их изображения не будут интерферировать. Простая теория дифракции Френеля дает оценку этого расстояния от фокуса приблизительно как Л72А, или в данном случае около 10 мкм. [c.253]

Для условий дифракции, при которых динамическое рассеяние дает существенный вклад в интенсивности резких брэгговских отражений, оно будет влиять и на интенсивность диффузного рассеяния. Прежде всего следует принимать во внимание, что падающий пучок не является единственным сильным пучком в данном кристалле. Каждый дифрагированный пучок будет в свою очередь служить источником диффузного рассеяния. Далее, диффузно рассеянное излучение при прохождении через кристалл будет испытывать дифракцию. Пучки, рассеянные диффузно в двух направлениях, угол между которыми равен удвоенному брэгговскому углу, могут взаимодействовать динамически, что, помимо всего прочего, приведет к образованию линий Косселя и Кикучи (гл. 14). Наконец, диффузно рассеянное излучение может повторно рассеиваться диффузно один или несколько раз, так что для толстого кристалла наблюдаемая интенсивность диффузного рассеяния может оказаться суммой многих многократно рассеянных компонентов, которые все модифицированы динамическим взаимодействием брэгговских отражений. [c.274]

Для дифракции рентгеновских лучей в совершенном кристалле, как правило, бывает достаточно двухволновой динамической теории. В случае теплового диффузного рассеяния, например, как падающий, так и дифрагированный пучки пропорционально их интенсивностям можно считать источниками диффузного рассеяния [3211. В общем случае диффузно рассеянное излучение будет проходить через кристалл со средним коэффициентом поглощения. Однако если это излучение встречает на пути плоскость под брэгговским углом, то излучение будет дифрагировать и давать резкие линии Косселя или Кикучи. [c.274]

Если считать, что кристалл разделен на много тонких слоев, почти перпендикулярных падающему пучку, то полное однократное диффузное рассеяние можно рассматривать как сумму диффузного рассеяния от каждого слоя в отдельности. Для рассмотрения диффузного рассеяния от какого-либо слоя кристалл следует мысленно разделить на три части, как показано на фиг. 12.3. Падающий пучок входит в область I и испытывает л-волновую динамическую Дифракцию, как в совершенном кристалле. Область II является слоем, в котором каждый брэгговский пучок приводит к диффуз- [c.275]

Относительно простое обобщение метода Такаги [367], в котором использована двуволновая динамическая теория, Окабе и др. [326] применили для определения диффузного рассеяния при дифракции электронов, связанной с зонами Гинье—Престона, с несомненным успехом. [c.279]

В случае дифракции рентгеновских лучей и электронов, когда значительная часть теплового диффузного рассеяния может оказаться включенной в измерения интенсквностей брэгговских отра- жений, никакого эффекта поглош,ения не обнаруживается. Однако если эксперимент проводится таким образом, что резкие брэгговские пики можно отделить от ожидаемого теплового диффузного максимума, то при расчетах интенсивности брэгговских отражений следует использовать функцию поглощения. [c.279]

Для дифракции рентгеновских лучей или нейтронов значение функции поглощения, связанной с тепловым диффузным рассеянием, очень мало, поскольку оно входит в рассмотрение сначала в виде членов рассеяния второго порядка, и, таким образом, в отличие от фактора Дебая—Валлера это значение пренебрежимо мало в условиях кинематического рассеяния. В условиях динамического рассеяния для рентгеновских лучей вероятность двойного диффузного рассеяния с заметной амплитудой также пренебрежимо мала . Однако, как мы увидим ниже, в условиях динамической дифракции электронов коэффициенты поглощения, связанные с тепловым диффузным рассеянием, могут оказаться важными. [c.280]

В дифракции электронов положение другое. Здесь динамические дифракционные эффекты всегда сильные, и ими пренебрегать нельзя. Поскольку электронограммы, ввиду сравнительной легкости таких наблюдений все более широко используют при изучении разупорядоченных сплавов и образования сверхструктур, важно иметь хотя бы некоторые приблизительные указания на то, в какой степени динамические эффекты могут менять геометрию и относительные интенсивности кинематического диффузного рассеяния. Такие данные получили Фишер [135, 136] и Каули и Меррей [90]. [c.384]

Белизна покрытий определяется долей диффузно отраженного света и равномерностью отражения по всей видимой области спектра. Диффузное (рассеянное) отражение света происходит по трем механизмам 1) отражение света от каждой частицы 2) преломление света, прошедшего через каждую частицу и 3) дифракция света, т. е. огибание световыми волнами малых частиц. Последний вид рассеяния наблюдается в тех случаях, когда размер частиц соизмерим с длиной волны падающего света. Степень белизны зависит от разности показателей преломления дисперсионной среды и дисперсных частиц, количества, размеров и формы дисперсных частиц, состояния поверхности и других факторов. Белизна ахроматического цвета (белый, серый, темно-серый) полностью определяется коэффициентом диффузного отражения. В качестве абсолютного белого диффузора применяют прессованный BaS04. [c.136]

К дифракционным относятся также Р. малоуглового рассеяния, к-рые регистрируют дифракц. картину при малых углах рассеяния (вблизи первичного пучка), создаваемую крист, телами с большим периодом решётки, а также возникающую в результате диффузного рассеяния на микронеоднородностях исследуемого в-ва. [c.645]

Основным методом изучения структуры аморфных материалов является метод дифракции рентгеноваких х лучей, электронов и нейтронов [67]. В главе 7 при рассмотрении вопросов дифракции излучения на кристаллах указывалось, что при рассеянии на неограниченном кристалле возникают узкие дифракционные максимумы, положение которых определяется в соответствии с формулой Вульфа -— Брэгга межплоскостными расстояниями, а ширина — размером кристалла,. В весьма грубой модели картину дифракции на аморфных материалах можно рассматривать как происходящую на совокупности ультрамалых беспорядочно ориентированных кристаллитов (см. рис. 12.2, а), и поэтому узкие дифракционные максимумы при переходе к рассеянию аморфными материалами должны трансформироваться в широкие диффузные гало. Такой подход позволяет качественно объяснить характер дифракционной картины от аморфных веществ, однако даже при исследовании структуры аморфных материалов с помощью наиболее высокоразрешающего метода — дифракции электронов — узкие дифракционные максимумы обнаружить не удалось. По этой причине модель аморфных материалов как ультрамикрокристал-лических веществ далеко не всегда считается справедливой. В качестве более корректной модели сейчас все чаще принимается модель непрерывного распределения сферических частиц, характеризующихся почти плотной упаковкой (иначе — случайной сеткой [c.277]

Аморфные и квазиаморфные тела, размеры частиц к-рых меньше разрешаемого в электронном микроскопе расстояния, рассеивают электроны диффузно. Для их исследования используются простейшие методы амплитудной Э. м. Напр., в ПЭМ контраст изображения, т. е. перепад яркостей изображения соседних участков объекта, в первом приближении пропорционален перепаду толщин этих участков. Для расчёта контраста изображений кристаллич. тел и решения обратной задачи—расчёта структуры объекта по наблюдаемому изображению—привлекаются методы фазовой Э. м. решается задача о дифракции электронов на кристаллич. решётке. При этом дополнительно учитываются неупругие взаимодействия электронов с объектом рассеяние на плазмонах, фононах и т. п, В ПЭМ и растровых ПЭМ (ПРЭМ) высокого разрешения получают изображения отд. молекул или атомов тяжёлых элементов пользуясь методами фазовой Э. м., восстанавливают по изображениям трёхмерную структуру кристаллов и биол. макромолекул. Для решения подобных задач применяют, в частности, методы голографии, а расчёты производят на ЭВМ. [c.550]

На электронограммах, получаемых от молекул газов, а также паров оксидов, галогенидов и др. соединений, дифракц. пучки образуют диффузные кольцевые ореолы, диаметры и интенсивность к-рых определяются расположением атомов в молекуле и дифракц, характеристиками атомов (их атомными амплитудами упругого и neynpyrdro рассеяния). Методы газовой Э. позволяют определять структуры молекул с числом атомов до 10—20, а также характер их тепловых колебаний в пшроком интервале темп-р. Аналогичным методом проводят анализ атомной структуры ближнего порядка (см. Дальний и ближний порядок) в аморфных телах, стёклах, жидкостях. [c.585]

Метод выделения /ам из общей кривой интенсивности путем проведения плавной кривой позволяет заключить, что чаще всего эта величина, а значит и Рам, завышается, и, следовательно, процент кристаллической составляющей Ркр занижается [17]. Действительно, в плавную кривую /ам легко вобрать слабые, сливающиеся между собой и с фоном, рефлексы кристаллической фазы, особенно при больших углах рассеяния. Ввиду близости характера упаковки молекул в кристаллической и аморфной фазе наиболее сильные рефлексы первой обычно располагаются, как мы уже упоминали, там же, где и диффузные ореолы второй. Поэтому трудно отделить широкую подошву кристаллических линий от ореола, и часть этой подошвы может также быть отнесена к /ам. Далее, несовершенства кристаллической фазы и особенно искажения первого рода в ней — типа застывшего теплового движения, а также истинное тепловое движение дают фон (1 — который также нельзя отделить от рассеяния аморфной фазой. Нужно еще учесть фон, даваемый одномерной дифракцией, учесть, наконец, что переходные зоны между кристаллической и аморфной фазой, обладающие паракристаллическим строением, дают очень широкие дальние рефлексы, которые также невозможно выделить из /ам- Таким образом, мы видим, что выделение /кр только в виде резких пиков недостаточно, часть рассеяния кристаллической фазой приходится и на плавный фон, который обычно ассоциируют только с рассеянием аморфной фазой. Таким образом, определение Ркр но интенсивности резких пиков дает, вообще говоря, лишь нижний предел этой величины, а Рам но плавному фону — завышенную величину. Можно думать, что это завышение составляет не менее десяти процентов. [c.344]

Книга проф. Дж. Каули, внесшего существенный вклад в развитие физической оптики, охватывает материал, относящийся к оптике реитгеиовских лучей, электронов и нейтронов. Рассматриваются основы кинематической и динамической теории дифракции, диффузное и неупругое рассеяние, структурный анализ, явления упорядочения, а также конкретные дифракционные методы изучения структуры кристаллов. [c.4]

Дифракция. Лучи, проходящие вне частицы, образуют фронт плоской волны, часть которого, по форме и размеру соответствующая геометрической тени частицы, теряется. Согласно принципу Гюйгенса, эта неполнота волнового фронта приводит к появлению определенного углового распределения интенсивности (на очень больншх расстояниях от частицы), известного под названием картины дифракции Фраунгофера. Хотя термин дифракция часто употребляется для всего процесса рассеяния, мы сохраним его специально для случая дифракции Фраунгофера (см. разд. 3.3). В этой дифракционной картине распределение интенсивности зависит от формы и размера частицы, но не зависит от ее строения или природы ее поверхности. Например, черное (полностью поглощающее) тело, белое (диффузно отражающее) тело, полностью отражающее тело или стеклянное тело одной и той же формы — все они дают одинаковые дифракционные картины. Дифрагированный свет (определяемый в этом смысле) имеет то же состояние поляризации, что и падающий, и его дифракционная картина не зависит от этой поляризации. [c.125]

Пользуясь языком классических волновых представлений, можно сказать, что в данном процессе частицы вещества совершают под действием первичной падающей волны вынужденные колебания и вследствие этого испускают вторичное (когерентное с первичным )) излучение. Сложение элементарных вторичных волн микроизлучателей в зависимости от ситуации (гладкость или шероховатость поверхности, наличие динамических, например, флуктуации, или статических неоднородностей) приводит к зеркальному отражению, дифракции, молекулярному рассеянию или диффузному отражению ( рассеяние на шероховатостях и неоднородностях — термин, применяемый иногда в макроскопическом смысле). [c.19]

Исследование аморфных материалов и частично упорядоченных объектов. Рентгенограмму с чёткими дифракц. максимумами можно получить только при полной трёхмерной периодичности образца. Чем ниже степень упорядоченности его ат. строения, тем более размытый, диффузный характер имеет рассеянное им рентг. излучение. Диаметр диффузного кольца на рентгенограмме аморфного в-ва (рис. 3) может служить для грубой оценки ср. межатомных расстояний в нём. С ростом степени упорядоченности (см. Дальний [c.641]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...