Рассеяние рентгеновских лучей без изменения и с изменением длины волны

Рассеяние рентгеновских лучей электронами может быть когерентным (без изменения длины волны) и некогерентным. Во втором случае часть энергии рентгеновского кванта при упругом соударении передается электрону (эффект Комптона, который наблюдается в основном для жесткого рентгеновского излучения). Интерференция когерентно рассеянного излучения приводит к дифракционным эффектам. Поскольку длины волн рентгеновских лучей сравнимы с межплоскостными расстояниями в кристаллах, то кристаллы играют роль дифракционных решеток. Представим кристалл как комплекс параллельных плоскостей, на которых расположены атомы. Вследствие периодического строения расстоя- [c.12]

Если образец имеет нерегулярную структуру, т. е. содержит как аморфные, так и кристаллические участки, то рассеяние рентгеновских лучей протекает некогерентно и сопровождается изменением длины волны. [c.116]

Если электромагнитная волна (рентгеновское излучение) падает на ПОКОЯЩИЙСЯ электрон, то под действием электрического поля волны электрон приходит в колебательное движение с частотой, равной частоте колебаний электрического поля падающей волны. Но всякое колебательное движение заряженной частицы сопровождается излучением электромагнитных волн во всех направлениях (с разной интенсивностью в разных направлениях), частота которых равна частоте колебаний частицы. Таким образом, когерентное рассеяние (рассеяние без изменения длины волны) описывается в виде двух последовательных процессов энергия первичной волны передается электрону, который отдает ее обратно в виде вторичных (рассеянных) рентгеновских лучей той же частоты. [c.148]

Когерентное рассеяние. Рассеяние электронов подразделяется подобно рассеянию рентгеновских лучей на два вида во-первых, наблюдается когерентное, или упругое рассеяние, которое является для нас наиболее важным во-вторых, наблюдается некогерентное, или неупругое рассеяние, обусловленное изменением длины волны рассеянного излучения в результате эффекта Комптона. [c.155]

Рассеяние рентгеновских лучей. Вещество, которое подвергается действию рентгеновского излучения, испускает вторичное излучение, длина волны которого либо равна длине волны падающих лучей (когерентное рассеяние), либо незначительно отличается. При рассеянии без изменения длины волны переменное электромагнитное поле, создаваемое пучком рентгеновских лучей, вызывает колебательное движение электронов облучаемого вещества, и они становятся источниками когерентного излучения. Ввиду когерентности лучи, рассеиваемые различными атомами, могут интерферировать. Расстояния же между атомными плоскостями в кристаллах сравнимы с длинами волн рентгеновских лучей. Кристалл служит дифракционной решеткой для рентгеновских лучей. [c.8]

Рассматривая взаимодействие рентгеновского излучения с атомами вещества, находящегося на пути распространения лучей, можно убедиться в сложности и многообразии этих процессов. Для всестороннего количественного описания всех закономерностей взаимодействия необходимо было бы привлечь в полном объеме современную квантовомеханическую теорию строения и процессов микромира. Однако процесс когерентного рассеяния рентгеновских лучей (рассеяния без изменения длины волны), лежащий в основе дифракционного эффекта, может быть изложен в рамках классической электродинамической теории . [c.10]

Как уже отмечалось, закон Фриделя нарушается, если рентгеновские лучи попадают в область аномального рассеяния атомами одного из (или ряда) элементов, входящих в состав кристалла. Эта область определяется близостью длины волны рентгеновских лучей к краю К- или -полосы их поглощения элементом если X края элемента несколько больше, чем X лучей, то рассеяние лучей атома.ми этого элемента сопровождается небольшим изменением их начальной фазы. Этот дополнительный сдвиг по фазе отражается, естественно, и на результирующей амплитуде дифракционного луча. [c.80]

Возможны два случая взаимодействия образца с монохроматическим пучком рентгеновских лучей образцы с кристаллической структурой рассеивают лучи когерентно без изменения длины волны, т.е. рассеяние сопровождается дифракцией лучей от образцов с нерегулярной структурой, т.е. содержащих аморфные и кристаллические области, рассеяние происходит некогерентно и сопровождается изменением длины волны. На этом основано использование рентгеноструктурного анализа для оценки структурной упорядоченности в расположении макромолекул и их частей. Интенсивность и направление рентгеновских лучей, претерпевших дифракцию на кристалле, регистрируют счетчиком квантов (счетчиком Гейгера или др.) или фотографически. [c.168]

Метод нейтронографии основан на эффекте рассеяния потока медленных нейтронов атомными ядрами вещества. Контраст появляется вследствие различия интенсивности рассеяния монохроматического потока нейтронов на ядрах различной массы, причем существенно, что в отличие от рентгеновских лучей и электронов поток нейтронов не несет электрического заряда и, следовательно, интенсивность их рассеяния определяется только массой ядра. Практически применение метода нейтронографии основывается на сравнении интенсивности рассеяния на ядрах водорода и дейтерия при исследовании системы, содержащей некоторое количество дейтерированных молекул в среде водородсодержащих цепей, или наоборот. Контраст в этом случае особенно велик из-за двукратного изменения рассеивающей массы. Источником потока нейтронов обычно являются ядерные реакторы. Длина волны потока зависит от энергии нейтронов области температур 20—100°С отвечают значения равные 1,6—1,8 А Используя холодные нейтроны, получают пучки с длинами волн до 10 А. [c.82]

Прохождение рентгеновского излучения через вещество сопровождается взаимодействием рентгеновских лучей с веществом. Известны три вида взаимодействия рассеяние рентгеновского излучения (с изменением и без изменения длины волны), фотоэлектрический эффект и образование электронно-позитронных пар, причем последний эффект имеет место только при энергии квантов больше 1 МэВ. [c.8]

Переменная составляющая приложенного к трубке напряжения вызывает непрерывное изменение эффективности возбуждения рентгеновских лучей на протяжении каждого периода (этап II, табл. 9). Полихроматический пучок рентгеновских лучей для каждой длины волны имеет свой полный коэффициент поглощения и свое отношение коэффициентов фотоэлектрического поглощения и рассеяния (этап V). Точный учет этих факторов весьма затруднен. К счастью, для расчетов, результаты которых даны в табл. 9 (см. также рис. 53), достаточны разумные оценки. Эффективность была вычислена для среднеквадратичного напряжения, которое в 2 раз меньше амплитудного напряжения. Эффективная длина волны пучка была [c.139]

Хотя никаких химических изменений не наблюдалось при облучении ацетилена рентгеновскими лучами в течение 145 ч [79], имело место поглощение Д -линий углерода и бора [80]. С помощью некогерентного рассеяния рентгеновского излучения было измерено межатомное расстояние Грд в ацетилене, равное 1,15 0,1 А [81]. Ацетилен практически не поглощает микроволнового излучения с длиной волны в интервале 1,24— [c.168]

Но информацию о структуре кристалла дает нам третий механизм взаимодействия рентгеновских лучей с веществом — рассеяние рентгеновских лучей на электронных оболочках атомов без изменения длины волны. Обратите внимание на слова без изменения длины волны —это очень важно. [c.119]

Обратимся теперь к эффекту Комптона, для интерпретации которого необходимо прибегнуть к корпускулярным свойствам излучения. В данном случае можно с большой точностью определить положение фотона, однако при этом появляется неопределенность в величине его импульса. В эксперименте Комптона фотон рентгеновских лучей ударяет электрон, в связи с чем принимают, что его положение совпадает с положением электрона. Однако одновременно длина волны рассеивающихся рентгеновских лучей и, следовательно, импульс соответствующего фотона изменяются. Хотя это изменение длины волны или импульса можно вычислить путем нахождения угла между падающим и рассеянным лучом данного излучения, но само распределение угла рассеивания определяется функцией вероятности и поэтому является неопределенным. [c.29]

В процессе фотоэлектрического поглощения часть энергии поглощенного рентгеновского кванта идет на возбуждение атома, другая часть сообщает кинетическую энергию выбитому фотоэлектрону. Часть возбужденных атомов переходит в нормальное состояние, излучая характеристический спектр. Другая часть возбужденных атомов переходит в нормальное состояние без излучения, что объясняется процессом Оже. Этот процесс заключается во внутреннем поглощении характеристического излучения, приводящем к появлению вторичных фотоэлектронов и сателлитов рентгеновских линий. Часть первичного рентгеновского луча поглощается при рассеянии, и коэффициент т относится к излучению с измененной и неизмененной длиной волны. Как следует из табл. 2. оба параметра (т и а) по-разному зависят [c.208]

Другим понятием, возникшим в рамках квантовой механики, является так называемый принцип неопределенности Гейзенберга. В то время как в классической механике предполагается, что механическая система может быть определена с любой желаемой степенью точности, Гейзенберг показал, что при изучении систем малых частиц самим процессом измерения неизбежно вносится неопределенность в измеряемые величины. Например, рассмотрим эксперимент, позволяющий определить положение и скорость электрона. Если бы было возможно сконструировать микроскоп, используя лучи с очень короткими волнами, то оказалось бы, что один фотон света передавал бы порцию своей энергии электрону, вызывая изменение в его скорости. Такой обмен энергией известен под названием эффекта Комптона. Комптон облучал углерод и другие легкие элементы жесткими рентгеновскими лучами и с помощью кристаллической дифракционной решетки и спектрометра обнаружил, что часть рассеянных лучей имеет большую длину волны по сравнению с падающими лучами. [c.490]

Пока речь шла о рентгеновских лучах, мы могли представлять молекулу как совокупность отдельных атомов, которые являются сферически-симметричными рассеивающими центрами. В случае света такое представление, строго говоря, неверно. Кроме того, мы в значительной степени игнорировали тот факт, что молекулы неизбежно отличаются от своего окружения (обладают определенным контрастом на фоне растворителя). Для рассеяния света зто обстоятельство становится важным. Однако наиболее существенные результаты представление рассеяния в виде преобразования Фурье и интерференционные эффекты, определяемые парами атомов, — полностью сохраняются, какое бы излучение ни использовалось. На самом деле совсем не обязательно, чтобы это было электромагнитное излучение. Частицы, подобные электронам и нейтронам, обладают свойствами поперечных волн, у которых длина волны зависит от энергии частицы. Таким образом, рассеяние и дифракцию электронов и нейтронов также можно описать ранее полученными уравнениями, внеся в них лишь небольшие изменения. В случае электронов и нейтронов атомные рассеивающие факторы должны быть заменены иными характеристиками взаимодействия излучения с веществом. [c.428]

Условие a( osap — osao)=pK при разных значениях р (р = 0, 1, 2,. ..) дает разную величину угла ар (ао, di, аг,. ..), т. е. выделяет дискретное семейство конусов, коаксиальных оси X. То же справедливо для двух других условий Лауэ в отношении осей У и Z. При изменении длины волны или ориентации кристалла условия одновременного пересечения трех конусов по одной прямой будут последовательно удовлетворяться в отношении разных комбинаций троек конусов. Поэтому общее число дифракционных лучей, возникающих при рассеянии рентгеновских лучей в кристаллической решетке, может быть довольно большим. [c.184]

В общем случае разность фаз 8, определяющая величину флюктуации коэффициента поглощения рентгеновских лучей молекулой вблизи основного края поглощения, зависит 1) от междуатомного расстояния в молекуле 2) от изменения фазы (8) при рассеянии волны атомом 5 3) от кинетической энергии электронов или, что то же, от длины соответствующей им волны де-Брогля (X) 4) от угла 0 между осью молекулы и направлением падающей электронной волны. Если рассеянная волна имеет шаровую симметрию и Х<СА то для каждого значения кинетической энергии электрона и любого I можно всегда найти такой угол 0, чтобы разность фаз обеих волн — падающей и рассеянной атомом В — оказалась равной тт. В этом случае тонкая [c.114]

Артур Холли Комптон (1892—1962)—крупный американский физик. В 1923 г. открыл явление изменения длины волны рентгеновских лучей в результате рассеяния нх электронами (за что был удостоен Нобелевской премии). Разработал эффективный метод измерения дл1Н1 волн реитгенонсиих лучей, В числе дру их ученых-атомников принимал участие о создании атомного ору кия Б США. [c.119]

Так как размеры атома соизмеримы с длиной волны X массбауэ-ровского излучения, между волнами, рассеянными отдельными электронами, возникает разность фаз, что приводит к зависимости /н от угла рассеяния и длины излучения к. Тепловые колебания решетки как бы размазывают атом в пространстве, в результата чего зависимость /д от угла рассеяния при изменении тепловых колебаний атома будет меняться (рис. XII.2, а). Температурный фактор, определяющий влияние тепловых колебаний атома на величину атомной амплитуды рассеяния/д, равен известному фактору Дебая — Валлера при рассеянии рентгеновских лучей, который записывается обычно как [c.229]

Поскольку в явлении дифракции электронов проявляются их волновые свойства, поток электронов в данном случае можно рассматривать как луч с длиной волны X. Марк и Вирль (Германия), впервые применившие дифракцию электронов для излучения молекул, воспользовались без каких-либо изменений теорией рассеяния рентгеновских лучей, разработанной до этого Дебаем. [c.293]

Интегрируя это уравнение, получаем х=еЕ1т(и . Гармонически колеблющийся электрон представляет собой генератор распространяющихся во все стороны электромагнитных волн, частота которых равна частоте колебаний электрона, т. е. частота первичных рентгеновских лучей, а фаза отстает на л/2 по отношению к пер- вичным лучам. Электромагнитные волны, излучаемые колеблющимся электроном, и представляют собой рассеянные рентгеновские лучи. Следовательно, классическое рассеяние рентгеновских лучей происходит без изменения длины волны. [c.164]

Эффект Комптона. В данном явлении фотоны, взаимодействуя с электронами, передают им часть своей энергии в результате этого увеличивается длина волны меняется направление распрбстранения излучения — происходит его рассеяние. Этот эффект был открыт в 1923 г. Комптоном (США). Он обнаружил, что при облучении различных веществ рентгеновскими лучами длина волны рассеянного излучения оказывается больше, чем первоначального. При этом изменение длины волны Ак не зависит от природы вещества и от длины волны первоначального излучения оно однозначно определяется величиной угла ф между направлениями рассеянного и первоначального излучений. [c.25]

На самом же деле дифракция рентгеновских лучей происходит на атомах. Рентгеновские лучи, пепадая на атом, приводят в колебания электроны атома. А так как всякое колебательное движение заряженной частицы сопровождается излучением электромагнитных волн во всех направлениях, с частотой, равной частоте колебания этой частицы, то происходит как бы рассеяние падающего на электрон излучения во все стороны, и интенсивность этих вторичных рентгеновских лучей, рассеянных электронами в силу законов интерференции в разных направлениях, оказывается разной. Дифракция рентгеновских лучей в кристалле является результатом когерентного, без изменения длины волны, рассеяния лучей электронами атомов кристаллической решетки. [c.68]