Рентгенография. Часть 1

В последние 15—20 лет при изучении реакций между твердыми веществами широко пользуются рентгеновскими методами структурно-фазового и дисперсионного анализов. Обычно рентгеновские лучи для структурно-фазового анализа получают с помощью пучка катодных лучей, направленных на металлическое препятствие (антикатод). Кроме того, часто пользуются вторичным или флюоресцентным излучением. Так как длина волн рентгеновских лучей (от 100 до 0,1 А) имеет тот же порядок, что и расстояние между структурными элементами (например, атомами) кристаллической решетки, то при падении пучка этих лучей на кристалл происходит их дифракция: каждый элемент решетки, строго говоря, каждый электрон ее атомов, подверженный действию лучей, становится центром колебаний, излучающим рентгеновские волны по всем направлениям. Эти волны интерферируют между собой.

Картина рассеяния рентгеновских лучей кристаллом, как показали Вульф и Брегг, может быть истолкована как результат взаимодействия лучей, отраженных по обычным законам зеркального отражения параллельными между собой плоскостями кристаллической решетки.

Пусть на систему отстоящих друг от друга па расстоянии d параллельных плоскостей Р1 Р2, ... кристалла падает параллельный пучок рентгеновских лучей N', N", ... (рис. 97), длина волны которых X.

Эти лучи, образующие с плоскостями Р1 Р2, ... угол скольжения или отблеска ν, отражаются в точках В, С и т. п. по направлению М. При интерференции отраженных лучей они усиливаются, естественно, в тех случаях, когда разность их хода А/ кратна длине волны.

Так как линия АВ («фронт пучка») перпендикулярна направлению N', N", то Δl = ВС — АС.

Из прямоугольных треугольников CBD и ABC имеем:

Согласно сказанному выше, усиление лучей происходит при условии, когда

(189)

где n — целое число (порядок отражения).

Интенсивность отражения является наибольшей при n = 1 и быстро падает по мере увеличения значения n.

Если направить пучок рентгеновских лучей разной длины волны на кристалл С и поместить позади кристалла фотографическую пластинку, то на ней после проявления образуется ряд правильно расположенных пятен (рис. 98). Центральное пятно 0 есть след рентгеновских лучей, прошедших сквозь кристалл без отклонения. Пятна Т1 и Т2, расположенные симметрично вокруг центрального пятна О, являются следами лучей, отраженных атомными плоскостями кристалла и усиленных вследствие интерференции. По расположению этих пятен и их интенсивности можно определить лауевский класс симметрии кристаллов (11 групп из 32 точечных групп симметрии), т. е. установить тип его пространственной решетки. При направлении на кристалл монохроматических (состоящих из волн одинаковой длины) рентгеновских лучей они, падая на одну из атомных плоскостей, образуют на фотографической пластинке центральное пятно О первичного пучка и более слабое пятно Т, являющееся результатом отражения.

 

Другие части:

Рентгенография. Часть 1

Рентгенография. Часть 2

Рентгенография. Часть 3

Рентгенография. Часть 4

 

 

Содержание