Отражение рентгеновских лучей

Вывод закона Брэгга для отражения рентгеновских лучей от различных плоскостей кристаллов уже приводился в гл. I. Этот закон может быть записан в следующем виде [c.472]

Структурными единицами гранецентрированной решетки, которые были найдены таким образом, могут быть молекулы хлористого натрия или это может быть взаимопроникающая решетка, состоящая из равных количеств ионов натрия и хлора. Если бы решетка была составлена из молекул хлористого натрия, все ее узлы были бы одинаковыми более детальное изучение теории показывает, что интенсивность отражения рентгеновских лучей всегда постепенно убывает от первого ко второму и к третьему порядкам отражения. Это справедливо для отражения от плоскостей (200), (400) и (600), а не от плоскостей (111), 222), (333). ... На рис. 19.11 можно видеть, что отражение от плоскости (111) очень слабое, тогда как отражение от плоскости (222) сильное, а отражение от плоскости (333), по-видимому, отсутствует. Следовательно, в узлах решетки должны находиться ионы. [c.577]

Рис. 137. Отражение рентгеновских лучей от серии плоских сеток кристалла

Уравнение Вульфа—Брегга. Русский физик Г. В. Вульф дал наглядное объяснение отклонению рентгеновских лучей при прохождении их через кристаллическое вещество. Он показал, что рассеивание рентгеновских лучей атомами можно рассматривать как отражение рентгеновских лучей от параллельных атомных плоскостей кристалла. [c.112]

Рис. 17.20. Конус отраженных рентгеновских лучей одного и того же индекса, возникших за счет рассеяния от беспорядочно распределенных кристаллов в порошкообразном образце.

Выше было показано, что, зная межплоскостные расстояния и интенсивность отражения рентгеновских лучей, можно определить тип кристаллической решетки. После установления типа решетки данного кристалла (примитивная, гране- или объемноцентрированная) можно вычислить размеры элементарной ячейки из углов отражения, воспользовавшись уравнением Брэгга. Например, когда применяют рентгенов- [c.579]

Фазовые соотношения отраженных лучей будут зависеть от длины волны X, межплоскостного расстояния d и угла скольжения 0 (рис. 63, а, б). Выразим математически эту зависимость. В точках В и С лучи Si и Sa находятся в одной фазе (так называемый фронт плоской волны). После отражения луча Si в точке А и луча в точке С оба они пойдут в одном направлении СЛ5. Луч 2 пройдет путь, больший, чем луч St на величину АС — АВ, называемую разностью хода. Отражение рентгеновских лучей в направлении СЛ5 будет наблюдаться при разности хода, кратной длине волны, т. е. при условии АС — АВ = пХ, где п — целое число [c.112]

Рентгенография дает прямую информацию о расположении атомов в молекулах и кристаллах. Рентгеновские лучи, т. е. электромагнитные волны с длиной порядка 0,1 нм, рассеиваются иа электронных оболочках атомов. Интерференция волн, рассеянных веществом, приводит к возникновению дифракционной картины. При рассеянии иа кристалле можно рассматривать дифракцию как отражение рентгеновских лучей плоскостями кристаллической решетки (рис. 5.1). Дифракция наблюдается, если рассеянные волны находятся в фазе, т. е. разность хода равна целому числу п волн. Если расстояние между кристаллическими плоскостями равно (1, то условие дифракции (отражения) дается формулой Брэгга — Вульфа [c.130]

Применение рентгеновского излучения для исследования кристаллических веществ основано на том, что его длина волны сопоставима с расстоянием между упорядоченно расположенными атомами в решетке кристаллов, которая для него является естественной дифракционной решеткой. Сущность рентгеновских методов анализа как раз и заключается в изучении дифракционной картины, получаемой при отражении рентгеновских лучей атомными плоскостями в структуре кристаллов. [c.71]

Дифракционный рентгеноструктурный анализ может осуществляться двумя способами—на крупных кристаллах (монокристаллах) или порошкообразных (поликристаллических) образцах. Рассеиваемые от кристаллов рентгеновские лучи регистрируют на фотографической пластине либо каким-нибудь счетчиком, например сцин-тилляционным или счетчиком Гейгера. Дифракционная картина при рассеянии рентгеновских лучей на монокристалле (рис. 10.11) представляет собой совокупность пятен, возникающих в результате отражения лучей от различных плоскостей кристалла при его вращении относительно падающего пучка рентгеновских лучей. В отличие от этого в порошкообразном образце имеется множество кристалликов, ориентированных под всевозможными углами, и в результате отражения рентгеновских лучей от различных кристаллических плоскостей всех этих кристалликов возникает ряд конусообразных пучков рассеянных лучей. Для проведения рентгеноструктурного анализа достаточно использовать лишь неболь- [c.175]

Для изучения структуры коллоидных частиц наиболее приемлемым оказался метод использования отраженных рентгеновских лучей Дебая — Шеррера, широко применяемый для исследования мелкокристаллических материалов. Попадая на фотопленку, отраженные лучи оставляют следы в виде дифракционных линий — тонких искривленных полос. Размытость этих полос зависит от размеров частиц. Поэтому, измерив ширину дифракционной линии, можно рассчитать размер коллоидных частиц. Рентгенографический метод сыграл большую роль в изучении кристаллической структуры многих золей, природ- [c.395]

При тех положениях кристалла, при которых выполняете соотношение (1.66), происходит отражение рентгеновского луча. Отраженные лучи регистрируют фотопленкой. Таким образом получают рентгенограмму, состоящую из рядов точек, которые являются следами отраженных лучей. [c.153]

При тех положениях кристаллов, при которых выполняется соот-нощение (IV. 12), происходит отражение рентгеновского луча, которое регистрируется фотопленкой таким образом, получаемая рентгенограмма состоит из рядов точек являющихся следами отраженных [c.252]

Отражение рентгеновских лучей от атомов происходит в результате взаимодействия излучения с электронами поэтому определяемые рентгенографически центры атомов являются центрами тяжести электронных оболочек. Для многоэлектронных атомов эти центры практически совпадают с ядрами, однако для легких атомов положение ядер может заметно отличаться. Местонахождение ионов водоро- [c.252]

Рис. 10. Отражение рентгеновских лучей от семейства атомных плоскостей.

Дальнейшее изучение рис. 19.12 показывает, что плоскости (Ш), которые пересекают по диагонали решетку хлористого натрия, содержат только ионы натрия или только ионы хлора. Таким образом, плоскости (111)—чередующиеся плоскости, состоящие из ионов натрия и ионов хлора. Следз ет напомнить, что максимальное отражение рентгеновских лучей происходит под таким углом, когда их пути мел<ду последовательными слоями ионов равны длине волны отраженного-излучения. Если лучи отражаются от этих плоскостей под таким углом, что лучи от последовательных плоскостей с ионами хлора отличаются по длине пути на длину волны, то лучи, идущие от последовательных плоскостей с ионами натрия, расположенных на равных расстояниях, будут отличаться на половину длины волны и вызывать интерференцию. Интерференция была бы полной, если бы не тот факт, что ионы хлора имеют больше электронов, чем ионы натрия, и рассеивают рентгеновские лучи сильнее. Однако в случае плоскостей (222) лучи, отраженные от плоскостей хлора, отличаются от лучей, отраженных от плоскостей натрия, на целую длину волны таким образом, интерференция не наблюдается и отражение (222) является интенсивным. Отражение (333) вновь соответствует разнице в половину длины волны между двумя рядами отражающих плоскостей, поэтому интерференция, а также тот факт, что спектр третьего порядка, естественно, слабее, обусловливают очень слабое отражение. [c.578]

Для моноклинной ячейки целлюлозы рефлексы на меридиане рентгенограммы являются следствием отражения рентгеновских лучей от параллельных плоскостей аЬ (угол 20 = 34,3°), а три рефлекса на экваторе, соответствующие углам 20 22,6 16,2 и 14,6° (см. рис. 9.5), - следствием отражения от плоскостей параллельных оси с (т.е. перпендикулярных плоскостям аЬ). Из них одна система плоскостей параллельна плоскостям ас, а две другие - диагональные (см. рис. 9.6, б). [c.247]

Существует хорошо разработанная система подсчета интенсивностей отраженных рентгеновских лучей, если известно положение атомов в решетке. Поэтому, если мы на основании каких-либо соображений можем сделать предположение о размещении атомов в ячейке, то правильность такого предположения можно проверить. Для этого рассчитывают интенсивность всех рефлексов, исходя из сделанного предположения о размещении атомов, и сравнивают с экспериментально измеренными интенсивностями пятен на рентгенограмме. Если совпадение есть, то выдвинутый нами в качестве предположения вариант расположения атомов в ячейке правилен, если совпадения нет — выдвинутый вариант неправилен. Следует сделать другое предположение [c.114]

Морфологией идиоморфных кристаллов занимается геометрическая кристаллография. В основе ее лежит учение о пространственной решетке. Еще в XIX в. на основании косвенных признаков было принято, что вершина кристалла соответствует узлу пространственной решетки, ребро —ряду узлов, а грань — плоской сетке. Позже экспериментально было установлено отражение рентгеновских лучей гранями кристалла как плоскими сетками. Это явилось прямым доказательством связи огранения кристалла с его внутренним строением. Из этого положения вытекают все законы геометрической кристаллографии, в полной мере справедливые для модельных кристаллов. [c.45]

Рис. 36.7. Отражение рентгеновских лучей от кристалла

Оба метода основаны на том,что интегральная интенсивность отраженных рентгеновских лучей с учетом поправок на поглощение и рассеяние пропорциональна удельнок обье1<у образда, в зернах (кристаллитах) которого плоскости (bk ) находятся в положении отражения. При этом рентгеновские лучи должны попадать на большое число зерен, иначе возникает необходимость использовать интегри-рушще приспособления,обеспечивающие смещение образца. [c.105]

Рис. ХХПЫ. Отражение рентгеновских лучей от плоскостей кристалла

Отражение рентгеновских лучей от атомов происходит в результате взаимодействия излучения с электронами, поэтому определяемые рентгенографически центры атомов являются центрами тяжести электронных оболочек. Лля многоэлектронных атомов эти центры практически совпадают с ядрами, для легких атомов положения ядер могут заметно отличаться. Положение протонов, у которых отсутствуют электронные оболочки, вообще ие может быть установлено рентгеноструктурным анализом. Для решения этой задачи используют метод исследования, основанный на дифракции нейтронов. Пучки нейтронов получают с помощью атомного реактора. В отличие от рентгеновских лучей нейтроны не взаимодействуют со спаренными электронами , но они отражакугся атомными ядрами. [c.154]

Из приведенных формул видно, что метод Ритвелда является обобщением метода площадей, в нем повышена точность экспериментальной информации за счет введения дополнительных параметров профиля, а в качестве экспериментальных данных используются интенсивности отраженного рентгеновского луча вместо интегральных интенсивностей. Однако имеются и недостатки резко возросли затраты, связанные с вычислением целевого функционала Ы П), усложнилась модельная функция. Из-за введения дополнительных переменных - параметров профиля - усложнился поиск точек глобального минимума (рассматриваемые в методах площадей и Ритвелда задачи являются многоэкстремальными). В связи с этим, если имеется хороиюе разрешение пиков, то целесообразно использовать в уточнении модели структуры метод площадей. Отметим также, что увеличение экспериментальной информации необходимо [c.211]

С момента появления работы де Бройля (1925) прошло всего два года, когда были опубликованы поразительные результаты опытов Дэвиссона и Джермера, в которых удалось обнаружить волновые свойства электрона. Пучок параллельно летящих электронов, направленный на поверхность монокристалла никеля, отражается под определенным углом, следуя закону отражения света, согласно которому угол падения равен углу отражения. Угол, под которым происходит особенно сильное отражение, изменяется по мере изменения скорости электронов в пучке. Это вполне естественно, так как от скорости и должна зависеть длина волны электрона (l=hlmv). Рассчитать эту длину можно по известному уравнению Брэггов для отражения рентгеновских лучей от кристалла [c.28]

Определение показателя текстуры проводили рентгеновским методом. Ошибка измерений составляла 5—10 %. По полученным кривым распределения интенсивности отраженных рентгеновских лучей, представляющих функцию распределения плотности нормалей [002] кристаллитов в пространстве, определяли степень текстурированности материала двумя различными способами по интенсивности дифракционных линий и по их форме. Для слаботекстурированных материалов за показа- [c.27]

Отражение, соответствующее п= для данного набора плоскостей, цазывается отражением первого порядка отражение, соответствующее л = 2, —отражением второго порядка и т. д. С возрастанием порядка угол отражения увеличивается. При обсуждении отражения рентгеновских лучей принято полагать п=1 в уравнении (19.4) и считать, что отражение второго порядка происходит от набора плоскостей с интервалом, равным половине расстояния между ними, и т. д. Тогда уравнение (19.4) можно записать в виде [c.573]

Отражение рентгеновских лучей от поверхностей кристалла служит первым примером исключительно важных явлений взаимодействия излучения с веществом. Понятие вещества здесь нужно определить более точно, чтобы не спутать отражение рентгеновских лучей от кристаллов с рассматриваемыми ниже аналогичнылш, но все же иными физическими явлениями тина эффекта Комитона или фотоэлектрического эффекта. Более полное рассмотрение свойств кристаллов приведено в гл. XIП. [c.25]

Когда пучок рентгеновских лучей попадает на поверхность кристалла, кванты рентгеновского излучения взаимодействуют (поглощаются и испускаются) с и L-электропами атомов. (Здесь предполагается некоторое знакомство с материалом, систематически изложенным в гл. IV и V). Подчеркнем, что интерференция связана не со свойствами внешних электронов, от которых зависят химические свойства изучаемых атомов, а с Z- и -электронами, расположенными во внутренних оболочках атомов. Другими словами, такое облучение не изменяет никаких свойств атомов, которые влияют на их химическое поведение. Некоторые кванты излучения проникнут в глубь кристалла и отразятся электронами атомов, расположенных во внутренних слоях решетки. Поэтому в отраженном луче окажутся волны, различающиеся по фазе, что приведет к интерференции отраженных волн. В этом и состоит отличие отражения рентгеновских лучей от отражения видимого света, происходящего только на внешней поверхности кристалла. Как и в картине, данной Гюйгенсом, каждый атом в кристалле можно принять за новый источник излучения, испускающий свет по всем паправлениям. Поэтому должны существовать паправлепия, по которым интерференции не иро-псходит. [c.26]

Рассмотрим пучок параллельных рентгеновских лучей, обозначенных на рис. 8 через А, А и А". Пусть угол падения равен 0. Расстояние между атомными плоскостями в кристалле обозначим через d. Интерференция отсутствует, если отрезки пути, проходимые двумя лучами, отраженными от соседних плоскостей, различаются ио своей длине на отрезки, кратные длине волны X. Пусть отрезок BN перпендикулярен к направлению падающего луча АВ, а отрезок ВР — перпендикулярен к поверхности кристалла. Разница отрезков пути для лучей и А В С составляет B B—B N=B P— B N = NP = 2d sin в. С учетом этого закон Брэггов для отражения рентгеновских лучей можно записать в виде [c.26]

В ОСНОВНОМ сводится к следующему. Кристалл закрепляют на вращающейся подставке и помещают в центр круга. В одной пз точек,. нежащих на окружности, проектируется пучок рентгеновских лучей, направленный под определенным углом к выбранной грани кристалла. Интенсивность отраженных рентгеновских лучей устанавливают по производимой пмп ионизации газов. (Например, таких легко ионизируемых, как бромистый метил.) Наибольшая интенсивность отраженного излучения соответствует к = 1. Менее интенсивные отражения отвечают углам 02, 03 и т.д., удовлетворяющим соответственно условиям 2d sin02=2X, 2d sin 0з=ЗХ и т. д. В простых кристаллах (типа Na l) все такого рода углы соответствуют только одному значению d. Это говорит о том, что в данном случае единичная ячейка кристалла представляет собой куб, в углах которого расположены ПОНЫ. Более сложные кристаллы дают несколько различных значений d , 2, ( 3 и т. д. Эти величины определяют строение элементарной ячейки кристаллов. Подробнее этот вопрос рассмотрен в гл. ХП1. [c.27]

Рис. 8. Отражения рентгеновских лучей но закону Брэггов.

При рассмотрении вопроса об отражении рентгеновских лучей от поверхности кристаллов (стр. 26) предполагалось, что длины волн отраженных лучей совпадают с исходными. Однако Комитон [32], изучая рассеяние рентгеновских лучей твердыми телами, нашел, что в отраженном луче появляется излучение с длинами воли, большими чем в падающем пучке. Это явление, необъяснимое с точки зрения волновой теории света, было вскоре объяснено самим Комптоном с помощью квантовой теории. Поскольку энергия кванта рентгеновского излучения (/гv) очень велика по сравнению с энергией связи электрона в рассеивающем твердом теле, эффект Комптона обычно рассматривается как явление соударения падающих фотонов и свободных электронов. Электрон, рассеивающий рентгеновское излучение, получает энергию отдачи , достаточную для его вылета из твердого тела. [c.126]

Теперь необходимо сделать некоторые допущения относительно причин, определяющих отражение рентгеновских лучей. Позже будет показано, что частицами, составляющими кристаллы солей, являются ионы известно также, что способность к отражению рентгеновсхгих лучей изменяется приблизительно пропорционально изменению атомного веса отсюда можно сделать обоснованный вывод, что в случае хлористого натрия отражают главным образом ионы хлора. Следующей по важности величиной после угла падения является интенсивность отраженного луча. Мол<но ожидать, что интенсивности отражения от данного ряда плоскостей (переменные в хлористом натрии) в случае хлористого калия должны быть значительно ближе друг к другу, если не совсем равными. Предположение это полностью оправдывается. Относительные размеры ячеек в обоих случаях хорошо согласуются со значениями, полученными n i плотностей. Так, для сильвина (КС1), закрепленного таким образом,что диагональ грани параллельна оси спектрометра, получается 1 = 2,87Х отсюда / (КС1)//(Na С1) = [c.475]

Метод РФА конкурентоспособен по отношению ко многим видам классического неорганического анализа, особенно к таким, для которых анализируемая проба должна быть переведена в раствор. Однако метод РФА затруднительно применять для определения содержаний ниже 10% масс. В этой области безусловное предпочтение должно быть отдано таким методам, как атомно-абсорбционная спектрометрия, атомно-эмиссионная спектрометрия с источником индуктивно-связанной плазмы, масс-спектрометрия с источником индук-тивно-связанной плазмы и др. Тем не менее, одно из направлений метода РФА, основанное на использовании полного внутреннего отражения рентгеновских лучей, позволило создать приборы, способные измерять нано-и пикограммовые количества элементов. С помощью таких приборов была эффективно решена задача определения микропримесей в слоях полупроводникового кремния. [c.41]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология