Дебая отражения

Для определения функции распределения частот g v) Дебай проделал следующий расчет. Он предположил, что в любом твердом теле объема V могут устанавливаться как продольные, так и поперечные системы стоячих волн. Чтобы пояснить прием Дебая, рассмотрим следующий простой случай. Пусть кристалл является кубом с неподвижными стенками, причем длина ребра куба а, а объем У=а и прямоугольные оси координат х, у, г) направлены по ребрам куба. В результате отражения упругих волн от неподвижных стенок в упругой среде наблюдаем образование систем стоячих волн. Определим, какие из них могут считаться установившимися. Пусть ААо, ВВа и ССо (рис. 20) представляют собой пере- [c.73]

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]

Нередко бывает трудно получить сравнительно большие кристаллы вещества, которые требуются для проведения исследования методом вращения. В этих случаях используют метод порошка метод Дебая—Шеррера). В этом методе (рис. 130) рентгеновский луч проходит через образец, спрессованный из мелких кристаллов исследуемого вещества. Среди большого числа Кристалликов в порошке всегда найдутся такие, ориентация которых удовлетворяет уравнению (IV. 12) эти кристаллы дадут отражения. Получаемые таким образом рентгенограммы называют дебаеграммами. Метод порошка экспериментально более прост, чем метод вращения, однако расшифровка дебаеграммы, как правило, более сложна для некоторых типов кристаллов полное установление структуры этим методом вообще невозможно. [c.252]

По набору njd, полученному из дебаеграммы, можно получить параметры решетки и индексы каждого отражения, однако это задача довольно сложная. Сравнительно легко она решается для кристаллов кубической симметрии. Недостатком метода Дебая — Шерера является трудность расшифровки рентгенограммы, что обусловлено наложением линий, отвечающих разным pqr. [c.203]

Метод порошков Дебая и Шерера также основан на применении монохроматических лучей. Однако в этом случае вместо монокристалла пользуются цилиндрическим куском, спрессованным из мелкого порошка кристаллов. Благодаря беспорядочной ориентировке кристаллов исследуемого порошка на плоской фотопластинке получаются концентрические кольца, каждое из которых соответствует определенному отражению. Если кристаллики слишком малы, то кольца получаются широкие, размытые, а для аморфных [c.58]

Для исследования поликристаллических материалов, к которым относятся практически все кристаллизующиеся полимеры, используется метод Дебая-Шеррера (метод порошка). Если на поли-кристаллический образец падает пучок монохроматического рентгеновского излучения, то в образце всегда найдутся кристаллы, которые будут находиться в условиях, когда выполняется формула Вульфа-Брэгга. Так как эти кристаллы ориентированы в образце хаотически, то при отражении от каждой системы параллельных плоскостей внутри таких кристаллов возникнет конус дифрагированных рентгеновских лучей. Ось этого конуса совпадает с направлением первичного пучка лучей. Поставив за образцом перпендикулярно лучу кассету с плоской фотопленкой, получают на пленке систему колец. [c.171]

Для исследования геометрического строения молекул могут быть полезны все виды излучения, которые имеют длину волны, соизмеримую с атомными размерами, т. е. около нескольких ангстремов. Первым было использовано рентгеновское излучение, возникающее под действием электронов высокой энергии. В 1912 г. группа немецких исследователей во главе с М. Лауэ открыла, что при облучении монокристалла рентгеновскими лучами отраженные лучи дают отчетливую дифракционную картину. Позже П. Дебай наблюдал аналогичное явление и при облучении спрессованных поликристал-лических образцов. Теоретической основой метода рентгеноструктурного анализа (РСА) послужило уравнение. [c.213]

Камеры с цилиндрической пленкой для измерения прямого и обратного отражений с использованием методики Дебая—Ше- [c.123]

Для исследования поликристаллических материалов, к которым относятся практически вое кристаллические полимеры, используется метод Дебая — Шеррера (метод порошка ). Сущность этого метода сводится к следующему. Если на поликристаллический образец падает пучок монохроматического рентгеновского излучения, то в образце всегда найдутся кристаллики, которые будут нахо ДИться в условиях, при которых выполняется фо рмула Вульфа—Брэгга. Так как эти кристаллики ориентированы в образце хаотически, то при отражении от каждой системы параллельных плоскостей внутри таких кристалликов, для которой выполняется формула (2.8), возникнет конус дифрагированных рентгеновских лучей. Ось этого конуса совпадает с направлением первичного пучка рентгеновских лучей. Поставив за образцом на пути рентгеновского пучка перпендикулярно ему кассету с плоской фотопленкой, получим иа пленке систему колец (рис. 13). [c.40]

Как видно на рис. 61, один фотоэлемент расположен близко к кювете для измерения рассеяния под углом 90°. Другой фотоэлемент предназначен для измерения проходящего света, а также его применяют для измерения углового распределения передвижением элемента по полукругу около кюветы. Движение совершается в интервале 125°. В приборе такого типа надо применять цилиндрическую кювету, иначе поправки на изменяющееся отражение и абсорбцию оказываются чрезмерно сложными. Во избежание последнего Дебай предложил следующее та же подставка, которая несет фотоумножитель для измерения проходящего света, несет дополнительный фотоэлемент 1 (рис. 62), который двигается [c.108]

Согласно методу Дебая — Шерера, исследуются образцы в виде порошка (поэтому этот метод часто называют порошковым ) или поликристаллического тела и используется монохроматическое рентгеновское излучение. Падающий монохроматический луч дифрагирует на плоскостях тех кристалликов, ориентация которых по отношению к падающему пучку удовлетворяет уравнению Вульфа — Брэгга. Дифрагированные от каждой системы одинаково ориентированных плоскостей лучи распространяются по образующим конуса с углом при вершине, равным 26. Пересечение этих конусов с плоской фотопленкой, располагаемой перпендикулярно падающему лучу за образцом, дает систему концентрических колец со все увеличивающимися радиусами, каждое из которых содержит все отражения с одним и тем же углом 0— Ц порошковую рентгенограмму (рис. 3.2, а, см. вклейку). На цилиндрической пленке, ось которой перпендикулярна падающему (пер- [c.80]

Вычисление средней интенсивности света, рассеянного раствором полимера, связано с представлением о флуктуациях концентрации макромолекул. При этом, однако, игнорируется временная история отдельных флуктуаций. Между тем последние непрерывно рассасываются и вновь возникают вследствие диффузии частиц, участвующих в тепловом движении. Флуктуационная спектроскопия базируется на двух предпосылках на возможности представить флуктуации концентрации в виде пространственного ряда Фурье (Эйнштейн, 1910 г.) и на отождествлении теплового движения в жидкостях с суперпозицией гиперзвуковых волн всевозможных направлений и длин (Дебай, 1912 г.). Объединение двух указанных предпосылок в единую физическую картину (Мандельштам, Бриллюэн) привело к представлению о механизме рассеяния света в жидкостях как об отражении света от фронта гиперзвуковых волн (рис. 1). При этом максимум интенсивности света, рассеянного на данной Фурье-компоненте флуктуации с длиной волны А, будет отвечать условию Брэгга [c.51]

Если рентгеносъемку проводить в излучении с сильными монохроматическими компонентами, взяв образец, состоящий из множества крошечных, хаотично распределенных кристаллов, то уравнение (1.1) все же будет соблюдаться и без вращения образца, так как отдельные кристаллики окажутся в благоприятствующей отражению ориентации. Самый распространенный порошковый метод — это метод Дебая — Шерера [16, 17]. Из кристаллического порошка изготовляют цилиндрический стержень менее 0,5 мм в диаметре. Свернутую цилиндром пленку для регистрации отраженных лучей помещают в камеру, где [c.22]

Для определения размеров зерна прибегают также к количественным измерениям уширения линий на рентгенограммах Дебая — Шерера. На ширину линий оказывают влияние также дефекты упаковки и напряжения, но путем тщательного измерения уширения линий такие несовершенства можно исследовать по крайней мере полуколичественно [18]. Аномальность интенсивности отражений возможна также и в том случае, когда кристаллиты в поликристаллическом образце ориентированы закономерно. [c.23]

Как правило, наиболее приемлемым способом оценки кристалличности полимерных мембран является рентгеноструктурный порошковый анализ по методу Дебая и Шерера и Хала [14]. По этому методу мембрану помещают на пути пучка монохроматических параллельных рентгеновских лучей. Ввиду большей или меньшей статистической ориентации при правильно выбранном угле к кристаллу плоскость кристаллической решетки всегда будет доступна. На плоской фотопленке рентгенограмма представляет собой систему концентрических колец. После определения параметров решетки и интенсивностей отражения кристаллы классифицируют по системе, классу, [c.114]

Мегод Дебая-Шерера. Вместо вращения отдельного кристалла можно взять спрессованный мелкий порошок, в котором кристаллики беспорядочно ориентированы, так что одновременно встречаются всевозможные углы отражения. Этот метод, предложенный Дебаем и Шерером (1916), является наиболее универсальным и часто применяемым. Он отличается простотой и возможностью ограничиваться минимальными количествами. Благодаря беспорядочной ориентировке кристалликов порошка [c.196]

Для исследования структуры веществ, для которых трудно получить сравнительно большие кристаллы, применяют метод порошка (метод Дебая- Шеррера). Рентгеновский луч пропускают через образец, спрессованный из мелких кристаллов исследуемого вещества, отраженные лучи регистрируют на ( юто- [c.153]

При концентрациях ниже и выше критической опалесценция в растворах полимеров обнаруживает некоторые особенности, не отраженные в теории Дебая. [c.241]

Представления об образовании ионных атмосфер в растворах электролитов, нашедшие отражение в теории Дебая — Хюккеля, объяснили многие свойства электролитных растворов. Однако ряд экспериментальных фактов не объяснялся этой теорией. Непонятной была, например, аномальная электрическая проводимость, впервые обнаруженная Каблуковым (1890) при исследовании растворов НС1 в амиловом спирте. Обычно удельная электропроводность концентрированных растворов уменьшается с добавлением электролита. Каблуков нашел, что начиная с некоторой высокой концентрации электрическая проводимость раствора НС1 в амиловом спирте с дальнейшим ростом концентрации не уменьшалась, а возрастала. Впоследствии такого рода концентрационная зависимость электрической проводимости была обнаружена во многих других системах, включая водные растворы (например, растворы AgNOa). [c.445]

Метод порощка (метод Дебая — Шерера). Съемка рентгенограмм (дебаеграмм) ведется в камерах с использованием монохроматического рентгеновского излучения и поликристаллических образцов из тонкого порошка в виде цилиндрического столбика (диаметр обычно 0,5—0,8 мм, высота 5—6 мм), плоского щлифа или порошка, наклеенного на подложку. Регистрация рентгеновского излучения осуществляется на узкой полоске фотопленки, свернутой в цилиндр. Рентгеновские лучи отражаются от поликристаллического образца, кристаллы которого расположены хаотически. Причем некоторые из них ориентированы в направлении, удовлетворяющем уравнению Вульфа — Брегга. Рентгеновские лучи, отраженные от этих кристаллов, образуют в пространстве сплошные конические поверхности, в результате пересечения которых с узкой пленкой, свернутой в цилиндр, экспонируются линии, имеющие форму дуг. Для увеличения числа кристаллов, участвующих в отражении, и получения более четкой дифракционной картины образец во время съемки может подвергаться вращению. [c.78]

Метод Дебая — Шеррера. Данный метод позволяет выполнять ренггеноструктурные исследования с порошкообразным веществом. Пусть некоторое семейство плоскостей в кристалле образует с падающим пучком монохроматического рентгеновского излучения угол 0, удовлетворяющий уравнению Вульфа — Бреггов (рис. 57). Не меняя угла скольжения (т. е. сохраняя условие Вульфа — Брег-га), будем вращать кристалл вокруг оси первичного пучка. Отраженный пучок излучения опишет в пространстве конус с углом при вершине, равным 40. Другое семейство плоскостей этого же кристалла даст такой же конус, но уже с иным углом при вершине и т. п. Если на пути отраженных пучков излучения перпендикулярно первичному пучку поставить фотопластинку, то на ней зафиксируется ряд концентрических колец по числу семейств атомных плоскостей, отражающих рентгеновское излучение. [c.114]

Метод измерения прямого и обратного отражения (метод Дебая — Шерера) (рис. 28.9). По этому методу узким пучком мс5-нохроматических рентгеновских лучей облучают маленький цилиндрический образец, причем короткие участки дифракционных конусов (дуги) ограничены полоской пленки (рис. 28.10), которую [c.120]

Для получении информации о величине параметра Дебая-Уоллера В в текстурованных образцах наноструктурных N1 и Си, полученных ИПД кручением, в работах [81, 135] применили метод, учитывающий наличие в исследуемых образцах кристаллографической текстуры [138]. При этом использовали пары рентгеновских пиков, соответствующих разным порядкам отражения от одного и того же семейства плоскостей. Рассмотрим кратко основы этого метода и полученные результаты. [c.75]

В качестве простейшего и наиболее ясного примера использования этих явлений можно указать случай, иозволяюш пй вывести закон отран<ения рентгеновских лучей от поверхности кристалла — закон Брэгга—Вульфа. В самом деле, каждый атом или ион в кристалле действует в качестве центра, от которого излучение рассеивается во всех направлениях, совместимых с законами оптики. Однако излучение, рассеянное в направлении связи между двумя атомами, многократно усиливается рассеянием излучения в том же направлении другими атомами. Суммарная дифракция в избранном направлении составляет одно из брэгговских отражений. Другое применение, некоторые обоснования которого были даны в гл. VII, принадлежит Дебаю, Менке и Принсу опо позволяет установить распределение атомов в жидкости. Наконец, метод смешанных порошков, развитый независимо Гуллом, а также Дебаем и Шерером, позволил сэкономить большое количество труда. В этом методе рентгеновские лучи рассеиваются во всех направлениях маленькими частицами смеси кристаллов, причем структура одного из них (обычно каменной солп) долл<на быть известна. В этом случае измерение межъядерных расстояний производится относительным методом, который сводится к измерению диаметров дифракционных колец, принадлежащих изученному и неизученному рассеивающим веществам. [c.463]

Средний тангенциальный импульс падающих молекул, сохраняемый отраженными молекулами, описывают по Максвеллу [3.43, 3.44], предполагая, что некоторая часть молекул (1 —/) испытывает зеркальное отражение от стенки по закону угол отражения от стенки равен углу падения. Если /=1, то тангенциальный импульс в среднем не сохраняется и отражение происходит диффузно , т. е. в случайно выбранном направлении. Такое диффузное отражение по закону косинуса аналогично рассеянию света по закону Ламберта в оптике. Оптическая аналогия показывает, что только такое диффузное отражение действительно должно происходить для случая, когда масштаб шероховатости поверхности стенки больше, чем длина волны де Бройля, ассоциированная с импульсом падающей молекулы [3.36, 3.46]. Поскольку процесс диффузии через пору оказывается почти изотермическим, длина этих волн в среднем будет такого же порядка, как амплитуда тепловых колебаний стенки (эффект Дебая — Валлера, приводящий к термической шероховатости 10 см при комнатной температуре [3.36, 3.46]). Диффузное отражение должно также наблюдаться, если попавшие иа стенку молекулы пребывают на ней достаточно долго, так что достигают теплового равновесия, т. е. >10 -—Ю- з с [3.47] (см. разд. 3,1.7). Таким образом, зеркаль- [c.58]

Если перпендикулярно направлению неотклоненного пучка поместить плоскую фотопленку, то после соответствующей экспозиции и проявления на ней появляется изображение концентрических колец (рис. 37) в результате пересечения плоскости пленки с конусами отраженных лучей. Рентгенограмму поликристаллической системы можно сфотографировать и другим, обычным для этих систем способом — по методу Дебая — Шерера [12]. При этом фотопленку помещают не в плоскую кассету, а располагают вокруг образца в виде цилиндрической полоски (рис. 38). По этому методу изображение на фотопленке представляет собой не замкнутые окружности, как на плоской пленке, а семейство дуг. Работая по методу порошка с помощью камеры Дебая — Шерера, можно получить полный набор значений углов рассеяния 20. Обычный прибор с плоской пленкой позволяет изучать только некоторый средний интервал 20, зависящий от расстояния [c.74]

Электроны как причина рассеяпяя рентгеновских лучей ионные решетки. Установленная Брэггом зависимость (см. стр. 236) интенсивности рентгеновских лучей, отраженных от плоскостей сетки, занятой одинаковыми атомами, выражающаяся в пропорциональности квадрату их атомного веса, имеет силу только для небольших углов отблеска, да и то лишь приближенно. Эта зависимость находится также в противоречии с установленной ранее Баркла закономерностью, в соответствии с которой интенсивность испускаемого каким-нибудь веществом рентгеновского излучения прямо пропорциональна атомному весу. Это противоречие было устранено Дебаем (1918), показавшим, что дифракция рентгеновских лучей при прохождении их через кристаллы или при отражении от плоскостей решетки кристаллов основана — совершенно так же, как и преломление или отражение обычного света,— на том, что свет, как видимый, так и рентгеновский, попадая на очень мелкую частичку, испытывает рассеяние. При этом такая частичка, на которую падает свет, ведет себя как точка, обладающая собственным свечением, от которой исходит сферическая световая волна. Поэтому ясно, что отражение рентгеновских лучей от-какой-нибудь заполненной определенным количеством материальных точек плоскости решетки будет тем сильнее, чем значительнее рассеивающая способность отдельных частичек. Дебай, опираясь на принципы классической электродинамики, установил, что интенсивность рассеяния, а вместе с тем, следовательно, и отражения рентгеновских лучей должна быть пропорциональна количеству рассеивающих электронов. Именно электроны и обусловливают в действительности рассеяние рентгеновских лучей. Поэтому распределение интенсивностей рассеянного излучения и дает нам непосредственную меру количества и расположения электронов. Но так как в нейтральных атомах число электронов равно порядковому номеру и так как ему же приблизительно пропорционален и атомный вес , то отсюда и следует в общем случае приблизительная пропорциональность между интенсивностью рассеянного излучения и атомным весом, т. е., другими словами, справедливость закона Баркла. Однако, как прказал Дебай, для малых углов отблеска, согласно теории, получается пропорциональность интенсивности квадрату количества электронов, что подтверждает и приближенный закон Брэгга. [c.241]

Первые годы развития рентгеноструктурного анализа характеризуются как быстрой расшифровкой многих простых, но исключительно важных неорганических структур, так и быстрым развитием основных положений физической теории этого нового метода. Уже в 1915 г. Дарвин показал, что кристаллы с совершенными решетчатыми структурами встречаются чрезвычайно редко. Он ввел понятие мозаичного кристалла. Брэгг предположил, что распределение вещества в кристалле, отражающего рентгеновские лучи, можно выразить математически с помощью рядов Фурье. В это же время Дебай разработал количественнзгю теорию влияния теплового движения на интен- сивность отраженных рентгеновских лучей. Вскоре после этого он совместно с Шерером и Холлом создал простой, но важный метод использования в рентгеноструктурном анализе порошков вместо монокристаллов. Эвальд примерно в это же время разработал метод количественного расчета интенсивности отраженных рентгеновских лучей. Несколько позднее Эвальд выдвинул блестящую идею обрат-V ной решетки. [c.17]

Модель раствора электролита по Дебаю и Гюккелю. Современная теория растворов электролитов, основные положения которой были сформулированы в 1923 г. Дебаем и Гюккелем, возникла как попытка усовершенствовать теорию Гхоша. Дебай и Гюккель попытались создать представление о растворах, в котором нашли бы отражение и межионное взаимодействие, и эффект теплового движения. Следует иметь в виду, что Гхош не был единственным предшественником Дебая и Гюккеля. В работах Сезерленда, Кьеллина, Гертца, Мильнера и других были предвосхищены некоторые основные положения теории Дебая и Гюккеля. Однако ни одна из них не привлекла внимания химиков и не повлияла заметно на развитие теории растворов. [c.43]

Схема камеры для съемки по методу Дебая—Шеррера изображена на рис. 119. Фотография наиболее распространенной в СССР камеры с кассетой диаметром 57 мм (камера РКД-57, изготовляемая Ленинградским инструментальным заводом) дана на риС. 141. Имеются аналогичные камеры больших диаметров 86, 95, 114 и др. Диаметр кассеты определяет размер окружности, по которой в камеру закладывается рентгеновская пленка, и, следовательно, соотношение между расстояниями на пленке в миллиметрах и углами отражения от образца Б градусах. Выбор диаметров определяется либо удобствами размера пленки (диаметру в 95 мм соответствует пленка длиной 300 мм, что отвечает одному из стандартов выпускаемых пленок 24x30 см), либо, простотой перехода от миллиметров к градусам при предварительных прикидках (диаметрам в 57, 86 и 114 мм соответствуют коэффициенты перехода 1, 1,5 и 2 мм/град соответственно). [c.221]

Если образец представляет собой монокристалл, то в результате дифракции рентгеновских лучей на кристаллической решетке на помещенной за образцом фотопленке (так, чтобы плоскость ее была перпендикулярна направлению падающего луча) появляется система пятен — точечных рефлексов, соответствующих отражениям от разных систем плоскостей (точечная рентгенограмма). При использовании монохроматического рентгеновского излучения (X = onst) для получения отражения от всех плоскостей монокристалла, образец вращают внутри полостй, образованной фотопленкой, свернутой в цилиндр. Если образец состоит из беспорядочно ориентированных кристалликов, то на плоской пленке, расположенной за образцом, получается система кольцевых рефлексов, порошковая рентгенограмма, или рентгенограмма Дебая — Шерера. При рассеянии рентгеновских лучей аморфным веществом, т. е. в отсутствие дальнего порядка, возникают широкие диффузные кольца (аморфные гало). Положение рефлексов дает возможность, используя уравнение (26), рассчитать межплоскостные расстояния для главных систем плоскостей в кристалле. Кроме того, существует специальная система приемов, позволяющая определить тип кристаллографической решетки и параметры элементарной ячейки. Однако часто рентгенограммы содержат недостаточную для этого информацию, и тогда при их расшифровке решают обратную задачу — выясняют, удовлетворяет ли дифракционная картина некоторой заданной структуре решетки. Интенсивность рефлексов различного порядка позволяет судить о расположении атомов и групп атомов в узлах кристаллографической решетки. Ширина каждого рефлекса А9 определяется степенью отклонения условий рассеяния от идеальных. Эти отклонения могут быть связаны со схемой прибора, некогерентностью излучения и т. д. Их можно учесть с помощью системы специальных попра-вок Более существенным, особенно для полимерных кристаллов, является уширение рефлекса вследствие ограниченных размеров отдельных кристаллов D и иска жений кристаллографической решетки, вносимых ра ного рода дефектами. При использовании рентгеновск лучей, для которых 0,5 — 2,5 А заметное увеличение [c.59]

Рентгенограммы на медном излучении, монохроматизирован-ном отражением от изогнутого кристалла кварца, снимались по методу Гипье симметричным способом до 29 = 20° и асимметричным способом до 29 = 50°. На молибденовом излучении, моно-хроматизированном отражением от кристалла пентаэритрита, рентгенограммы были получены по методу Дебая. Относительная интенсивность исправлялась на поляризацию, поглощение и геометрические факторы и только после этого две кривые соединялись. Полученную кривую интенсивности приводили к электронным единицам, основываясь на интегральных свойствах функции интенсивности [c.40]

Ближний порядок в кристалле заставляет рентгеновские лучи отклоняться при отражении, например, в установке, по геометрии подобной камере Дебая — Шерера, всего на несколько градусов от оси пучка. Таким малоугловым рассеянием пользуются для изучения мелких включений (- 10 см) в кристаллах, малых медленно меняющихся деформаций и упорядочения в жидкостях и стеклах. Малоугловое рассеяние успешно используют [20—23] для псследования кластерообразования в жидкостях при температурах, близких к температуре затвердевания, и изучения структуры растворов. Для изучения флуктуаций с амплитудами больше 10 см прибегают к рассеянию света, тогда как малоугловое рассеяние рентгеновских лучей позволяет исследовать более слабые флуктуации. Оно особенно ценно при изучении упорядочения в жидкостях, стеклах и растворах. Хотя к малоугловому рассеянию почти не прибегают для определения кристалличности, этот способ удобен для выявления начальной стадии кристаллизации (расстекловывания) в аморфных веществах. [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология