Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах

Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах [c.48]

Теория закономерного расположения атомов в пространстве, определяющая симметрию кристаллов, была предложена еще в конце прошлого века (Е. С. Федоров, 1890). Подтверждение кристаллической структуры было получено в начале XX в. после открытия явления дифракции рентгеновских лучей в кристаллах (Лауэ, 1912). [c.37]

В первых попытках синтеза МИС [49— 52] ставилась цель создать элементы, которые распространили бы явление брэгговской дифракции рентгеновских лучей в кристаллах на более длинноволновый диапазон и тем самым позволили бы развить спектроскопию в мягком рентгеновском диапазоне. [c.117]

Рентгеновская оптика как наука родилась на рубеже двадцатого века, предтечей этому явилось открытие в 1895 г. рентгеновских лучей [1]. Свойства рентгеновских лучей изучались с помощью средств существовавшей тогда техники была обнаружена дифракция рентгеновских лучей в кристаллах [2]. [c.414]

Брэгговская дифракция рентгеновских лучей в кристаллах имеет вид [7] [c.390]

Им примерно соответствуют схема Лауэ и схема Брэгга в задаче дифракции рентгеновских лучей в кристаллах. [c.19]

Этот доклад, а также еще несколько статей, написанных коллегами Лауэ, напечатаны (с интересными аннотациями) п [7] особый интерес представляют выдержки из знаменательной лекции Лауэ при вручении ему Нобелевской премии. Тому, кто хочет ознакомиться с начальным этапом изучения дифракции рентгеновских лучей в кристаллах, можно порекомендовать сборник, посвященный пятидесятилетию рентгеноструктурного анализа [8]. Оправдавшиеся впоследствии предположения о структуре некоторых кристаллов были высказаны Барлоу намного раньше открытия дифракции рентгеновских лучей 9] он сделал их из соображений симметрии и концепции упаковки. [c.20]

МИ В кристаллах (10 см). Излучения с большей длиной волны не могут выявить деталей структуры на атомном уровне, а более коротковолновое излучение дифрагирует, отклоняясь лишь на очень малые углы, что весьма неудобно. Приведенная выше выдержка из письма Е. Федорова относится как раз ко времени первых опытов по наблюдению дифракции рентгеновских лучей в кристаллах. [c.61]

На этом завершается наше общее геометрическое обсуждение свойств обратной решетки. В гл. 6 мы встретимся с важным примером практического использования этого понятия в теории дифракции рентгеновских лучей в кристалле и убедимся в его эффективности. [c.103]

Зависимость (1) предполагает пространственную однородность ноля излучения в кристалле или нерегулярное строение (искажение) кристалла и правильно описывает ослабление интенсивности излучения при его распространении в кристалле в произвольном (не дифракционном) направлении. Она также верна и при к и н е м а т и ч. дифракции рентгеновских лучей в тонком (по сравнению с длиной первичной экстинкции) кристалле. Если толщина кристал.тга йЗ>)1о то, согласно (1), и.злучение полностью поглощается в нём. [c.89]

Глава завершается рассмотрением тесной аналогии между оптической дифракцией и дифракцией рентгеновских лучей на кристаллах. Косвенный способ, при котором можно получить изображения атомов в кристаллах на основе данных рентгеновской дифракции (косвенный, поскольку в рентгеновских лучах нельзя использовать линзы), будет кратко описан в гл. 5 в качестве приложения теории формирования изображения. [c.27]

Пример аналогии между дифракцией рентгеновских лучей на кристаллах и первой стадией формирования оптического изображения решетчатого объекта показан на рис. 5.7. На рис. 5.7, а изображена часть оптической маски, представляющей собой двухмерную проекцию кристаллической структуры фталоцианина на рис. 5.7,6 показана оптическая дифракционная картина, создаваемая ею [10]. Рис. 5.7,6 согласуется с данными рентгеновских исследований не только в отношении геометрии расположения пятен но и по соответствию экспериментально наблюдаемой рентгеновской интенсивности картине на рисунке. Исторически этот метод вначале применялся для определения неизвестной кристаллической структуры путем изготовления пробных масок на основе химических и других соображений. Он был существенно упрощен при дальнейшем развитии техники (см. конец раздела 2), когда было показано, что основная ячейка и только три периода вполне достаточны в качестве маски, поскольку они определяют структуру, на которой основана двухмерная проекция кристалла. Это иллюстрируется рис. 5.6, где в случае в в качестве маски было использовано большое число повторов (намного больше, чем показано на рисунке) основной ячейки, тогда как в случае д было использовано только четыре ячейки, определяющих структуру кристаллической решетки. Сравнение оптических преобразований показывает, что д вполне достаточно в сравнении сев данной выборке преобразования одной ячейки б на узлах взаимной решетки (преобразование) от основной решетки а. [c.99]

Приложение В. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах. Эквивалентность условия Лауэ и концепции отражения Брэгга [c.168]

Открытие дифракции рентгеновских лучей в начале XX столетия и его большое значение для изучения деформации монокристаллов дало начало многим новым интересным проблемам. Возможность анализировать кристаллографическую ориентацию и структуру в результате позволила рассматривать пластичность кристаллов в терминах несовершенств и дислокаций. С 1925 г. большая часть литературы о больших деформациях кристаллических тел представляла макроскопические деформации как побочный факт при исследовании или как факт для подтверждения той или иной атомной модели при большом разнообразии параметров материалов, включая чистоту, размеры зерен, ориентацию, предшествовавшие испытанию термическую и механическую истории, диффузию и т. д. и т. п. [c.177]

Выведите фактор Лоренца, применимый для случая дифракции рентгеновских лучей в газе и для интенсивности колец порошковой рентгенограммы(от кристаллитов всех возможных ориентаций, причем каждый кристаллит определенной ориентации дает один и тот же набор резких пиков в обратном пространстве). [c.126]

Например, если толщина материала, используемого для записи голограмм, превышает размеры записываемой дифракционной картины, то голограмма приобретает свойства трехмерной дифракционной решетки. При этом дифракцию следует описывать через брэгговские углы отражения, аналогично дифракции рентгеновских лучей на кристаллах. Свойства этих систем, т. е. чувствительность реконструированного изображения к углу падения и длине волны считывающего голограмму пучка, можно исследовать на примере синусоидальной пространственной решетки, типа решетки, получаемой при экспонировании эмульсии в интерференционном поле от двух произвольных плоских волн. В этом случае профиль показателя преломления определяется выражением (3.17.1), причем ось г параллельна разности векторов к, - кз, где к, и к2 — волновые векторы двух плоских волн. [c.211]

Рассмотренный случай дифракции на трехмерной решетке имеет исключительно важное значение. Он осуществляется практически при дифракции рентгеновских лучей на естественных кристаллах. Лучи Рентгена представляют собой электромагнитные волны, длина которых в тысячи раз меньше длин волн обычного света. Поэтому устройство для рентгеновских лучей искусственных дифракционных решеток сопряжено с огромными трудностями. Мы видели, что трудность эта может быть обойдена путем применения лучей, падающих на решетку под углом, близким к ЭО". Однако дифракция рентгеновских лучей была осуществлена задолго до опытов с наклонными лучами на штрихованных отражательных решетках. По мысли Лауэ (1913 г.), в качестве дифракционной решетки для рентгеновских лучей была использована естественная пространственная решетка, которую представляют собой кристаллы. Атомы и молекулы в кристалле расположены в виде правильной трехмерной решетки, причем периоды таких решеток сравнимы с длиной волны рентгеновских лучей. Если на такой кристалл направить пучок рентгеновских лучей, то каждый атом или молекулярная группа, из которых состоит кристаллическая решетка, вызывает дифракцию рентгеновских лучей. Мы имеем случай дифракции на трехмерной решетке, рассмотренный выше. Действительно, наблюдаемые дифракционные картины соответствуют характерным особенностям дифракции на пространственной решетке. [c.231]

Благодаря методу Лауэ решаются две задачи огромной важности. Во-первых, открывается возможность определения длины волны рентгеновских лучей, если известна структура той кристаллической решетки, которая служит в качестве дифракционной. Таким образом создалась спектроскопия рентгеновских лучей, послужившая для установления важнейших особенностей строения атома (ср. 118). Во-вторых, наблюдая дифракцию рентгеновских лучей известной длины волны на кристаллической структуре неизвестного строения, мы получаем возможность найти эту структуру, т. е. взаимное расстояние и положение ионов, атомов и молекул, составляющих кристалл. Таким путем был создан структурный анализ кристаллических образований, легший в основу важнейших заключений молекулярной физики. [c.231]

В 1912 году М. Лауэ открыл явление дифракции рентгеновских лучей. Появилась возможность экспериментально наблюдать расположение атомов в твердом теле и структуру кристаллов. Было доказано, что рентгеновские лучи представляют собой такие же колебания, как обычный свет, но с гораздо более короткой длиной волны. Длина волны рентгеновских лучей имеет тот же порядок, что и межатомные расстояния в кристаллах, и правильное расположение атомов,-В периодической решетке обусловливает появление дифракционных максимумов под определенными, резко выраженными углами. [c.12]

БРЭГГОВСКОЕ ОТРАЖЕНИЕ — схемы дифракции рентгеновских лучей, при к-роп падающий и дифракционный лучи лежат по одну сторону от поверхности кристалла (рис., а). В том случае, когда падающий и дифракционный лучи находятся по разные стороны кристаллич. пластины (рис,, б], имеет место л а у э в-ское прохождение (Л. н.). Если угол tp между системой атомных плоскостей, находящихся в отражающем положении, и входной поверхностью кристалла равен нулю, то В. о. паз, симметричным, в остальных случаях — асимметричным. При ф=я/2 имеет место симметричное. Л. п. [c.231]

Дифракцию рентгеновских лучей в кристаллах можно трактовать несколько иначе. Такая трактовка была дана английским физиком Лоуренсом Брэггом (1890—1971) и независимо от него [c.389]

Необходимо отметить существенное различие между дифракцией света, падающего на плоскую дифракционную решетку, и дифракцией рентгеновских лучей в трехмерном кристалле. В первом случае угол падения не равен углу, под которым выходит дифрагированный луч. В оптике устанавливается связь между этими двумя углами, длиной световой волны Х и расстоянием между соседними штрихами дифракционной решетки. Закон Вульфа—Брэгга предполагает, что падающие рентгеновские лучи отражаются зеркально (угол падения равен углу отражения). Поэтому условие наилучшего отражения, по Вульфу— Брэггу, связывает угол падения с длиной волны и расстоянием между соседними параллельными отражающими плоскостями, при этом совершенно не учитывается расположение атомов в отражающей плоскости. [c.55]

Вскоре после открытия дифракции ренгеновских лучей в кристаллах Вульфом и Брэггом был предложен подход к построению теории рассеяния, отличающийся от подхода Лауэ. Вместо суммирования амплитуд рассеяния волн, рассеянных электронами (рассеивающими центрами), в этом подходе предлагалось суммировать амплитуды волн, отраженные атомными плоскостями (см. рис. 4.7). Пусть пучок рентгеновских лучей ( к =Я ) будет падать на отражающие плоскости (для простоты будем их считать параллельными внешним граням) под углом О, причем расстояния между соседними параллельными плоскостями в семей- [c.185]

Процесс дифракции рентг. волны в искажённом дефектами кристалле рассматривается в разл. приближениях кинематич. и динамич. теорией (см. Дифракция рентгеновских лучей). В обоих случаях влияние искажений атомной структуры на дифракцию описывается параметром локального отклонения положения атомных плоскостей кристалла от брэгговского tg9 б(//(i 69, где 6 — угол Брэгга, первое слагаемое [c.354]

Дифракция рентгеновских лучей в жидкостях отличается от их дифракции в кристаллах. На рентгенограмме жидкости, полученной фотографическим методом, при длительных экспозициях вместо резких интерференционных линий, характеризующих структуру кристаллической решетки, обнаруживаются широкие дифракционные полосы с размытыми краями. При фотомет-рировании рентгенограмм получаются кривые интенсивности с несколькими максимумами. Расчетным путем по кривым интенсивности определяют ближний порядок атомов в жидкости. В качестве примера на рис. 1 приведена кривая интенсивности ртути (В. И. Данилов, [c.12]

Рассмотрим теперь образование кластеров в исходном твердом растворе (матрице). С помощью рентгеновского анализа или электронной микроскопии можно обнаружить кластеры определенного размера, формы и состава, называемые обычно зонами Гинъе — Престона. Эти зоны, впервые обнаруженные в сплавах алюминий — медь, обычно представляют собой небольшие пластинки толщиной всего в несколько (а возможно, один) атомных слоев они отличаются от матрицы по составу и могут отличаться по величине межатомных расстояний, но их структура переходит в структуру матрицы непрерывным образом. Интерпретация эффектов, наблюдаемых при исследовании дифракции рентгеновских лучей в сплавах на ранних стадиях старения,— проблема очень сложная, и в течение многих лет было неясно, следует ли приписывать эти эффекты образованию зон Гинье — Престона или небольших частиц когерентных выделений. Такие когерентные выделения в отличие от зон Гинье — Престона имеют кристалли- [c.250]

Эти результаты, кроме непосредственного интереса применительно к образованию оптического и электронно-оптического изображений и дифракционных картин, представляют интерес н для дифракции рентгеновских лучей. В самом деле, Тейлор и Липсон [371 ] графически использовали оптический дифра1Л ометр для моделирования рентгеновской дифракционной картины и структуры кристалла по амплитудам рассеяния. [c.67]

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]

В 50-х годах благодаря широкому развитию электронной микроскопии стало возможным изучение отдельных дефектов в тонких кристаллических пленках. Двумерные дефекты дают на снимках полосы. Дислокации выявляются как линии с темным или светлотемным контрастом. В основу интерпретации таких картин была положена по существу динамическая теория дифракции электронов быстро накапливался опыт изучения конфигураций дефектов и интерпретации их изображений (см. [195]). Несколькими годами позже появились аналогичные данные по наблюдениям дефектов в почти совершенных кристаллах с помощью дифракции рентгеновских лучей в условиях динамического рассеяния [249, 277, 278], а соответствующая теория дифракции рентгеновских лучей была развита на основе работы Като [250, 251] . Позже был развит более точный метод для дифракции электронов, основанный на п-волновой динамической теории, и была решена трудная задача получения адекватной динамической теории для несовершенных кристаллов для всех видов излучения (см., например, работы Като [253 ] и Куриямы [270 ] Мы будем следовать этим методам лишь в общих чертах. [c.393]

По мере повышения температуры кристалла интенсивность лучей, испытавших брэгговское отражение, уменьшается, однако угловая ширина линии отражения (дифракционной линии) не изменяется. На рис. 2.34 приведен экспериментальный график температурной зависимости интенсивности линии отражент кристалла меди. Удивительно, что можно получить четкое отражение при дифракции рентгеновских лучей на кристалле, ато.мы которого совершают неупорядоченные тепловые колебания относительно своих положений равновесия амплитуда этих колебаний достаточно велика, в результате чего при комнатной те.м-пературе мгновенные значения расстояний между ближайшими соседними атомами могут отличаться на 10%. Эвальд рассказывает, что в период, когда еще только готовился знаменитый эксперимент Лауэ, Фридриха и Кпиппинга, было высказано возражение, что мгновенное расположение атомов в кристалле при комнатной температуре сильно отличается от правильного периодического расположения вследствие больших тепловых флуктуаций. Поэтому, рассуждали далее, нельзя ожидать появления явно выраженного дифракционного максимума. [c.99]

Прямые методы определения структуры кристаллов ведут свое начало от открытия Лауэ, Фридрихсом и Книппингом в 1912 г. интерференции рентгеновских лучей на кристаллической решетке. Рассмотрим основные моменты теории дифракции рентгеновских лучей на пространственной решетке кристалла. Некоторые из них уже были приведены в 3 гл. 1. Вкратце они состоят в следующем. Пусть плоская поляризованная электромагнитная волна в момент времени t падает на свободный заряд в точке О. Тогда напряженность поля вторичной волны, создавае- [c.182]

Понятие Д. н. естсств. образом возникает при решении волнового ур-ния, описывающего распространенно-рсптг. лучей в кристаллах [см. ур-ние (.5) в ст. Дифракция рентгеновских лучей]. Решения этого ур-ния в пулевом приближении (т. е. без учёта взаимодействия воли в кристалле) показывают, что волновые векторы всех волн равны между собой [c.640]

Равенство нулю одного или двух индексов Миллера означает, что плоскости параллельны одной или двум кристаллографич. осям. Отрицат. значения индексов Миллера соответствуют плоскостям, пересекающим оси координат в отрицат. направлениях. Совокупность симметричных граней одной простой формы кристалла обозначается [h к Ц. При дифракции рентгеновских лучей индексы h, к, I отражающей плоскости характеризуют одповременно положение дифракционного максимума (рефлекса) в обратной решётке. [c.140]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...