Отражение рентгеновских лучей кристаллом

Отражение рентгеновских лучей кристаллом [c.25]

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.

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]

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]

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]

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]

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]

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

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]

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]

Рис. 36.7. Отражение рентгеновских лучей от кристалла

Рефлексы, возникающие на экваторе рентгенограммы, я-вляются результатом отражения от семейства плоскостей, параллельных оси текстуры. Например, на рентгенограмме ориентированного хорошо закристаллизованного поликапроамида, кристаллы которого образуют моноклинную элементарную ячейку, на экваторе наблюдаются рефлексы (00,2) и (200). Эти рефлексы получаются при отражении рентгеновских лучей от плоскостей (002) и (200), параллельных оси Ь , совпадающей с осью текстуры. [c.40]

Почти во всех работах с рентгеновскими лучами теперь используется монохроматическое излучение. В методе порошка образец представляет собой тонкий порошок, и рентгеновские лучи отражаются большим числом очень мелких кристаллов. Если какой-либо набор плоскостей требует для отражения рентгеновских лучей с длиной волны % угла падения 6, то мелкие кристаллы могут составлять бесконечное число углов с падающим пучком и все же удовлетворять условию Брегга. При падении рентгеновского луча многие из очень мелких кристаллов в образце оказываются, таким образом, в правильной ориентации для отражения. Каждая отражающая плоскость, в каком бы мелком кристаллике она ни находилась, является касательной к поверхности конуса, ось которого совпадает с направлением пучка. Аналогично огибающая отраженных лучей от этого набора плоскостей образует поверхность конуса. Кристалл окружает цилиндрическая полоска пленки, и каждая коническая огибающая отраженных лучей пересекает ее по двум слегка искривленным линиям (см. рис. 91). [c.302]

Точные рентгенографические анализы были предприняты для того, чтобы оценить эту версию, поскольку изучение сил, действующих в кристаллах, могло показать, из каких составных частей состоит кристалл и какими связями они удерживаются вместе. Если в качестве связующих сил действуют только силы Ван-дер-Ваальса, то кристаллы должны обладать меньшей прочностью сравнительно с тем случаем, когда между противоположно заряженными ионами действуют силы электростатического притяжения. Связь, основанная на вандерваальсовских силах, обусловливает недостаточную твердость и низкую точку плавления кристалла и, кроме того, значительное уменьшение интенсивности отражения рентгеновских лучей и увеличение угла Брэгга 0 в резуль- [c.37]

В обоих случаях, если толщина изогнутого кристалла много меньше радиуса его кривизны, условия отражения рентгеновских лучей будут с достаточной для практики точностью описываться совокупностью уравнений Лауэ или соотношением Брегга—Вульфа, справедливыми для плоского кристалла. [c.11]

Будем различать две группы светосильных рентгеновских спектрографов с изогнутым кристаллом. К первой группе можно отнести приборы, в которых осуществляется так называемая вертикальная, или аксиальная, фокусировка рентгеновских лучей кристаллом. Для приборов этого типа условие компланарности выполняется не всегда достаточно строго и тем лучше, чем в большей мере фокусировка лучей в спектрографе приближается к аксиально-симметричной. Ко второй группе отнесем приборы с плоскостной или, как ее иногда называют, горизонтальной фокусировкой лучей кристаллом. В приборах этого типа оба вектора о и 5, характеризующие направления падающей и отраженной от кристалла волн рентгеновской радиации, лежат в плоскости кругового сечения цилиндра, и поэтому условие компланарности выполняется автоматически. [c.12]

БЛОКИ МОЗАИКИ - участки монокристалла или зерна (субзерна) поликристалла, отличающиеся нена-рушеннот кристаллической решеткой и разориентированные (смещенные или повернутые) относительно друг друга на доли градуса. Характеризуют несовершенство кристаллической структуры, связанное с наличием дефектов в кристаллах. Совокупность Б. м. (рис.) образует мозаичную структуру кристалла, понятие о к-рой возникло в начале 20 в. при изучении отражения рентгеновских лучей кристаллами. Подобная структура образуется при криста.1лизации вещества из расплава, вследствие пластического деформирования материала, в результате. чартенситного превращения стали, при отпуске закаленных сплавов, распаде пересыщенных твердых растворов, облучении материала нейтронами и т. д. Эта структура влияет на протекание таких процессов, как диффузия, абсорбция, адсорбция и т. п. Границей между Б. м. служит система дислокаций, вдоль и вблизи к-рых кристаллическая решетка искривлена. Два блока, разделенные такой границей, разориентированы относительно друг друга на угол , связанный с расстоянием й между дислокациями и Блоки мозаики в кристалле. [c.146]

Рис. ХХПЫ. Отражение рентгеновских лучей от плоскостей кристалла

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]

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]

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]

При исследовании кристаллов Се(504)2-4Н20 было найдено, что параметры его ромбической элементарной ячейки близки к параметрам ячейки сульфата циркония 2г(504)2-4Н20, кристаллическая структура которого была недавно определена Зингером и Кромером [7]. Сравнение интенсивностей отражений рентгеновских лучей от одинаковых плоскостей [НЫ) обоих кристаллов наряду с близостью параметров ячеек позволило сделать вывод [c.52]

На рентгенограмме наблюдаются также слабые лауэпятнл. алюминия. После аккуратного стравливания слоя цинка толщиной 30 мк лауэпятна алюминия становятся более интенсивными. Они размыты в радиальном напрарлении, в окрестности их обнаруживается интенсивное диффузное рассеяние Отмечается также серия рефлексов, образованных отражением рентгеновских лучей от малых кристаллов твердого раствора цинка в алюминии (рис. Зг). [c.105]

Аналогичный по существу прием, заключающийся в использовании для отражения рентгеновских лучей системы атомных плоскостей кристалла, образующих некоторый угол с его поверхностью, для спектрографов с плоским кристаллом был в целях повышения светосилы приборов предложен и широко использован Фанкухеном [23]. Более подробно об этом см. [24]. [c.31]

Впервые ионизационный брегговский спектрограф для исследования хода пластической деформации в кристаллах КС был применен Марком и Генстенбергом [33]. Эти авторы изучали влияние деформации на интенсивность отражения рентгеновских лучей от кристаллов. [c.41]

Известно, что глубина проникновения рентгеновских лучей в кристалл тем больше, чем менее совершенным является его строение и чем меньшую роль в рассеянии лучей играет так называемая вторичная экстинкция, которая обусловлена дополнительным ослаблением интенсивности падающей на кристалл радиации благодаря ее отражению от вышележащих строго параллельных слоев атомов идеально совершенного кристалла. В использованном спектрографе клин непосредственно соприкасается с поверхностью кристалла. Поэтому роль входной щели прибора играет расстояние от поверхности кристалла до наиболее глубоко лежащего слоя, принимающего участие в отражении рентгеновских лучей. Это делает форму и, главное, ширину рефлекса на рефлексограмме очень чувствительными к степени совершенства различных участков отражающего кристалла. Систематически измеряя эти величины по мере перемещения клина вдоль поверхности кристалла, можно построить своеобразные топографические карты, характеризующие степень совершенства отдельных его участков. Так, было, например, обнаружено значительное расширение рефлексов, возникавших при отражении рентгеновских лучей от областей кристалла, расположенных между двумя блоками и образовавшихся в результате процесса иррационального двойникования . Это хорошо согласуется с представлениями Бриллиантова и Обреимова о том, что в пространственной решетке кристалла вдоль такой промежуточной полосы имеется набор всевозможных ориентаций, промежуточных между ориентациями соседних блоков. [c.43]

Сопровождающих изгиб кристалла. Если в процессе деформации имеет место непрерывный (упругий) изгиб отражающих атомных плоскостей кристалла, то, по мере удаления кассеты по обе стороны от фокуса прибора, следует ожидать непрерывного расширения спектральных линий. Наоборот, появление в кристалле в процессе деформации по-разному ориентированных блоков должно привести к разделению спектральной линии на отдельные штрихи, смещенные друг относительно друга в горизонтальной и вертикальной плоскостях, которые появляются благодаря отражению рентгеновских лучей от каждого блока в отдельности. На таких рефлексограммах должны найти отражение также изменения в условиях изгиба кристалла, связанные с вариациями в толщине кристалла, радиусе его кривизны и величине сил трения его поверхности о поверхность кристаллодер-жателя. Большая по сравнению с методом Лауэ разрешающая способность фокусирующего спектрографа в сочетании с ее большой светосильностью позволяет регистрировать очень малые повороты отдельных областей кристаллической решетки, сопровождающие изгиб кристалла. Подвергая кристаллы различного рода воздействиям шлифовке, предварительному растяжению или сжатию, растворению с поверхности ИТ. д., можно также зарегистрировать и учесть влияние состояния поверхности исследуемых кристаллов на вид получающихся рентгенограмм. [c.45]

Полученные рентгенограммы могут также послужить основой для количественной оценки величины углов поворота блоков в изогнутом кристалле. Пусть две отражающие плоскости (остающиеся в первом приближении плоскими при повороте) поворачиваются одна относительно другой на малый угол (рис. И). Угол между нормалями к ним пусть будет а. Пусть на такие расположенные под углом друг к другу плоскости падает пучок монохроматических лучей. В точке Р (в фокусе) пересекутся оба луча, отраженные каждой из этих плоскостей. Обозначим угол, который эти лучи образуют между собой, буквой ср. Расположим далее фотопластинку на расстоянии г за фокусом и подсчитаем расстояние I между двумя штрихами на рефлексограмме, возникающими за счет отражения рентгеновских лучей от рассматриваемых блоков кристалла. Имея в виду, что ср=ос, получаем для величины расщепления I простое соотношение [c.47]

Серия фоторепродукций рефлексограмм, снятых на разных расстояниях от отполированного тонкого кристалла кварца, вырезанного параллельно плоскости базиса и изогнутого по радиусу 500 мм, представлена на рис. 14. Несмотря на значительно меньшую величину углов поворота блоков, характеризующую деформированные кристаллы кварца по сравнению со слюдой, рефлексы и в этом случае заполнены достаточно большим числом штрихов, которые появляются вследствие отражения рентгеновских лучей от отдельных участков блочного изогнутого кристалла. [c.50]

В дальнейшем Сакисака и Сумото [43] специально занимались изучением зависимости интенсивности отражения рентгеновских лучей от совершенства кристалла в его поверхностном слое. Опыты велись параллельно на кристаллах каменной соли и кальцита, являющегося, как известно, достаточно совершенным кристаллом. Поверхность кристаллов полировалась и потом рентгенографировалась. Пятна лауэграмм получались раздвоенными. Налагая далее температурный градиент порядка 160 град/см вдоль одной из кристаллографических осей, исследователи добивались получения сплошных пятен. [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология