Кристалдардағы рентген сәулелердің дифракциясы Калимова Жаркын фко-402
жүктеу/скачать 241.74 Kb.
|
Кристалдардағы рентген сәулелердің дифракциясыКалимова Жаркын ФКО-402Дифракция-бұл екі процестің нәтижесі болып табылатын құбылыс немесе әсер: когерентті шашырау және шашыраңқы толқындардың интерференциясы. Осы процестердің нәтижесінде шашыраңқы толқындардың амплитудасы, демек қарқындылығы олардың таралу бағытына байланысты өзгереді. Жалпы дифракциялық сурет бір жағынан шашыраңқы толқындардың көзі болып табылатын объектінің құрылымы, екінші жағынан сәулеленудің спектрлік құрамы бойынша анықталады.Рентген сәулелерінің жеке атомдық қатармен және тұрақты толқын ұзындығындағы үш өлшемді кристалмен әрекеттесуі кезінде пайда болатын дифракциялық әсерге талдау жасайық. Шашыраудың кинематикалық теориясы кристалдағы дифракцияны қарастырғанда кейбір шектеулерді енгізеді, олардың негізгілері келесідей:атомдар қозғалыссыз қабылданады; бір атомнан барлық бағытта шашыраңқы толқындардың амплитудасы бірдей атомдар шашыраңқы толқындардың нүктелік көзі ретінде қарастырылады; А-ға тең сәйкестік периоды бар Атом қатарын қарастырайық (сурет.2.7) және оған монохроматикалық λ=сонстрентген сәулелерінің сәулесі түсетінін қабылдайық. Біз олардың түсу бұрышын 0-ге тең етіп белгілейміз. Атомдар бірдей деп қабылданады. Кристалдағы атомдар арасындағы қашықтық шамамен 2-3 Å және зерттелетін кристалдардың өлшемдері әдетте 0,2 - 0,3 мм-ден кем емес екенін ескерсек (яғни миллиондаған Å), кристалдағы кез келген атом қатарын шексіз деп санауға болады. Осылайша, біз қарастырып отырған атом қатарын шексіз қабылдаймыз.Рентген сәулелері суретте көрсетілгендей жоғары энергиялы электрондармен бомбалау кезінде нысанаға шығарылатын жоғары ену қабілеті және қысқа толқын ұзындығы бар электромагниттік сәулелену. Бұл жоғары энергиялы электрондар мақсатты материалдың K немесе L электронды қабықтарындағы тығыз байланысқан электрондарды нокаутқа түсіреді. Осылайша құрылған төмен энергиялы бос деңгейлер электрондардың жоғары энергетикалық деңгейлерден ішкі деңгейлерге кері түсуі арқылы толтырылады. Бұл процесс кезінде бөлінетін Энергия рентген сәулелері түрінде болады.Макс фон Лауэ (1912) рентген сәулелерінің толқын ұзындығы NaCl сияқты кристалдағы иондар немесе атомдар арасындағы қашықтықпен бірдей шама тәртібіне ие деп болжады. Демек, кристалдар рентген сәулелері үшін үш өлшемді дифракциялық тор ретінде әрекет етеді, өйткені тор көрінетін жарықты дифракциялайды. Көп ұзамай бұл болжамдардың негізінен дұрыс екендігі анықталды. Дифракция әсері сәулелену оның таралу бағытынан ауытқыған кезде пайда болады, осылайша кейбір сәулелену толқындары шашырауға байланысты басқа толқындармен фазаға ауысады. Нәтижесінде кедергі пайда болады. Толқындар қандай да бір нүктеде фазада болғанда, ондағы қарқындылық конструктивті интерференцияға байланысты артады, ал егер толқындар фазада болмаған кезде пайда болса, деструктивті интерференция сол нүктелердегі сәулелену қарқындылығын төмендетеді. Соңғы нәтиже-дифракциялық үлгі шығадыВ.Х. Брэгг пен оның ұлы Лоуренс кристалдардағы рентгендік дифракция құбылысын қарастырды және рентген сәулелері осындай кристалға түскен кезде кристалдағы иондардың немесе атомдардың дәйекті жазықтықтарынан "шағылысқан" рентген сәулелерін бейнелеу ыңғайлы екенін көрсетті. Кристалдық құрылымдағы параллель жазықтықтар жиынтығын және θ бұрышында жазықтыққа түсетін толқын ұзындығы λ рентген сәулелерінің шоғырын-1суретте қарастырайық. Жазықтықтар қашықтықпен бөлінген d. рентген сәулелері әртүрлі жазықтықтардан шағылысады. Бірінші жазықтықтан шағылысқан сәуле, мысалы, екі сәуленің жолындағы айырмашылық толқын ұзындығының бүтін еселігі болған кезде. Бұл қатынас орындалған кезде пайда болады. nλ = 2D sinθ; мұндағы n = 1, 2, 3, ....Рентген түтігінде пайда болған рентген сәулесі монохроматикалық және параллель оптикалық құралдармен жасалады, содан кейін айналмалы үстелге орнатылған кристалдың белгілі бетіне түсуге рұқсат етіледі. Үстелдің орны айналмалы үстелдің тұтқасы қозғалатын шкала бойынша оқылады. Кристалдан шағылысқан сәуле әдетте иондану камерасы болып табылатын тіркеу құрылғысына түседі. Бұл камерада оңай иондалатын газдың, мысалы, метил бромидінің иондалуы кезінде пайда болатын Ток электрометрмен өлшенеді. Ток-сәулелену қарқындылығының өлшемі. Иондау камерасы кристалмен бірдей осьтің айналасында да айнала алады. Бұл камераның айналу жылдамдығы кристалл орналасқан үстелдің айналу жылдамдығынан екі есе көп. Әр түрлі бұрыштарда пайда болатын иондану қарқындылығы электрометрмен өлшенеді және графикке 2θ дейінгі дәлдікпен қолданылады. Графиктерде максимумдар болды және олар Брагг теңдеуі орындалатын бұрыштарға сәйкес келуі керек, nλ = 2D sinθ. N = 2, 3-сәйкес келетін максимумдар бірінші, екінші, үшінші және т.б. реттердің көрінісі ретінде белгілі. Натрий хлориді мен калий хлориді кристалдары үшін алынған қисықтар суретте көрсетілген.D, кристалдағы атомдар немесе иондар жазықтықтары арасындағы қашықтықты анықтау үшін рентгендік өлшеулерден түсетін рентген сәулесінің толқын ұзындығы белгілі болуы керек. Қазіргі уақытта белгілі толқын ұзындығы бар монохроматикалық рентген сәулесін беретін рентген түтіктері бар. Толқын ұзындығы 15,40 нм болатын сәуле шығаратын мыс нысаналы рентген түтіктері кеңінен қолданылады. жүктеу/скачать 241.74 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|