Ռենտգենյան ճառագայթների ցրումը ցածր անկյուններով: Ռենտգենյան աննշան ցրումը: Բարդ թվերի երկրաչափական մեկնաբանություն
Ի տարբերություն շահարկվող շահարկումների շահարկումների, Թոմսոնի մոդելը հիմնված էր ֆիզիկական փաստերի վրա, որոնք ոչ միայն արդարացնում էին մոդելը, այլեւ որոշակի ցուցումներ տվեցին ատոմում գտնվող դիակների քանակի վրա: Առաջին փաստը ցրվում է Ռենտգենյան ճառագայթներկամ, ինչպես ասաց Թոմսոնը, երկրորդային ռենտգենյան ճառագայթների առաջացումը: Թոմսոնը ռենտգեն ճառագայթահարումը համարում է էլեկտրամագնիսական իմպուլսացիա: Երբ նման իմպուլսները ընկնում են էլեկտրներ պարունակող ատոմների վրա, ապա էլեկտրոններ, որոնք գալիս են արագացված շարժման մեջ, արտանետում են, քանի որ նկարագրում է լուռ բանաձեւը: Ծավալի մի բաժնում տեղակայված էլեկտրոնների կողմից մեկ միավորով արտանետվող էներգիայի քանակը կլինի
որտեղ N- ն է էլեկտրոնների քանակը (դիակ) մեկ միավորի ծավալի համար: Մյուս կողմից, էլեկտրոնի արագացումը
որտեղ e p- ն առաջնային ճառագայթման ոլորտի ինտենսիվությունն է: Հետեւաբար, ցրված ճառագայթման ինտենսիվությունը
Քանի որ միջադեպերի ճառագայթման ինտենսիվությունը ըստ մատնանշող թեորեմի, հավասար է
ապա ցրված էներգիայի հարաբերակցությունը առաջնայինին
Charles Glover Barkla1917-ին Նոբելյան մրցանակը բնորոշ ռենտգենյան ճառագայթների բացման համար էր 1899-1902 թվականներին: «Ուսանող-գիտաշխատող» (շրջանավարտ ուսանող) Քեմբրիջի Թոմսոնի մոտ, եւ ահա նա հետաքրքրվեց ռենտգենյան ճառագայթներով: 1902-ին նա Լիվերպուլի համալսարանական քոլեջի ուսուցիչ էր, եւ այստեղ, 1904-ին, երկրորդական ռենտգեն ճառագայթահարումը ուսումնասիրելով, հայտնաբերեց իր բեւեռացումը, որն ամբողջովին համընկավ Թոմսոնի տեսական կանխատեսումների հետ: 1906 թվականի վերջին փորձի ընթացքում Barclay- ը ստիպեց առաջնային փաթեթը ցրել ածխածնի ատոմները: Սփռված փաթեթը ընկավ ուղղահայացորեն դեպի առաջնային ճառագայթը, եւ այստեղ կրկին ցրված էին ածխածնի հետ: Այս երրորդային ճառագայթը ամբողջովին բեւեռացված էր:
Լույսի ատոմներից ռենտգեն ճառագայթների ցրումը ուսումնասիրելը 1904-ին Barclay- ը գտավ, որ երկրորդային ճառագայթների բնույթը նույնն է, ինչ առաջնայինը: Միջնակարգ ճառագայթահարման ինտենսիվության հիմնականի համար Առաջնայինը, այն գտավ մի մեծություն, որը կախված չէ առաջնային ճառագայթումից, նյութի համամասնական խտությունից.
Թոմսոնի բանաձեւից
Բայց խտությունը \u003d n a / l, որտեղ է Ատոմի ատոմային քաշը, n- ը ատոմների քանակն է 1 սմ 3:, L- ն Ավոգադրոյի թիվն է: Հետեւաբար,
Եթե \u200b\u200bդիակների քանակը դնում է A ատոմում հավասար z, ապա n \u003d NZ եւ
Եթե \u200b\u200bմենք փոխարինենք E, M, L- ի արժեքը, ապա կգտնենք Կ. Z \u003d A., այսինքն, ատոմում դիակի թվի քանակը ատոմային քաշ է: 1904-ին լույսի Barclay ատոմների համար ստացված k- ի արժեքը եղել է K \u003d 0,2, Բայց 1911-ին Barclay- ը `օգտագործելով E / M- ի զտված Bayer տվյալները, E եւ L- ի արժեքները Արմատախիլ մի քանազոր Geiger, ստացվել է K \u003d 0.4, եւ, հետեւաբար Z \u003d 1/2, Ինչպես պարզվեց, այս հարաբերակցությունը լավ է իրականացվում լույսի միջուկի դաշտում (բացառությամբ ջրածնի):
Թոմսոնի տեսությունը օգնեց հասկանալ մի շարք հարցեր, բայց նույնիսկ ավելի շատ խնդիրներ չկարգավորված են: Այս մոդելի վճռական հարվածը հասցվել է 1911-ի Ռադերֆորդի փորձերի արդյունքում, որոնց վրա նշված կլինի:
Նմանատիպ օղակաձեւ ATOM- ը 1903-ին առաջարկեց ճապոնական ֆիզիկոսի կողմից Նագավա Նա առաջարկեց, որ ատոմի կենտրոնում կա դրական լիցք, որի շուրջ էլեկտրոնի օղակները նման են Սատուրնի օղակների նման: Նրան հաջողվել է հաշվարկել էլեկտրատների կողմից կատարված տատանումների ժամանակահատվածները `իրենց ուղեծրերի փոքր տեղաշարժերով: Այսպիսով ձեռք բերված հաճախականությունները, քիչ թե շատ մոտավորապես նկարագրված են որոշ տարրերի սպեկտրային տողերը *:
* (Հարկ է նաեւ նշել, որ ատոմի մոլորակային մոդելը առաջարկվել է 1901 թ. J. Perenom. Նա նշեց Նոբելյան դասախոսության այս փորձը, կարդացեք 1926 թվականի դեկտեմբերի 11-ին:)
1905 թ. Սեպտեմբերի 25-ին գերմանացի բնագետների եւ բժիշկների 77-րդ համագումարում, «Վ.-ի» զեկույցով: Այս զեկույցում նա, ի դեպ, ասաց հետեւյալը. «Սպեկտրային գծերի բացատրությունը կարեւոր է նաեւ էլեկտրոնային տեսության համար: Քանի որ յուրաքանչյուր տարրը համապատասխանում է սպեկտրային գծերի որոշակի խմբին, որը արտանետում է փայլը, ապա յուրաքանչյուր ատոմ պետք է ներկայացնի մշտական \u200b\u200bհամակարգ: Դա ատոմ ներկայացնելու ամենադյուրին միջոցը կլինի դրական լիցքավորված կենտրոնից, որը բաղկացած է, ինչպես մոլորակները, բացասական էլեկտրոնները Res առագայթված էներգիայի պատճառով: Հետեւաբար, մենք ստիպված ենք լինում անդրադառնալ համակարգին, որի միջոցով էլեկտրոնները գտնվում են հարաբերական խաղաղության մեջ կամ ունեն աննշան արագություններ »:
Դրանք ավելի շատ ավելի մեծանում են, քանի որ հայտնաբերվում են ճառագայթահարման եւ ատոմների նոր խորհրդավոր հատկությունները:
Համար Աշխատեք բարձրացված սթրեսներումԻնչպես սովորական սթրեսի ճառագայթագրությամբ, անհրաժեշտ է օգտագործել բոլոր հայտնի եղանակները `ցրված ռենտգեն ճառագայթահարման դեմ պայքարի համար:
թիվ Ցրված ռենտգենյան ճառագայթներ Այն նվազում է ազդեցության դաշտի անկմամբ, որը ձեռք է բերվում ռենտգենյան ճառագայթների գործառնական փաթեթի տրամագծով սահմանափակումով: Բացահայտման դաշտի անկմամբ, իր հերթին, ռենտգենյան պատկերի լուծումը բարելավվում է, այսինքն `մասի որոշված \u200b\u200bմասի նվազագույն չափը նվազում է: Ռենտգենյան ճառագայթների աշխատանքային փաթեթի տրամագծով սահմանափակել, փոխարինելի դիֆրագմները կամ խողովակները բավարար չեն:
Նվազեցնել քանակությունը Ցրված ռենտգենյան ճառագայթներ Այն պետք է կիրառվի հնարավորության դեպքում: Երբ սեղմում է, ուսումնասիրության ներքո օբյեկտի հաստությունը նվազում է, եւ, իհարկե, այն դառնում է ավելի փոքր, այն դառնում է ավելի քիչ կենտրոններ, ցրված ռենտգեն ճառագայթների ձեւավորման համար: Սեղմման համար օգտագործվում են հատուկ սեղմման գոտիներ, որոնք ներառված են ճառագայթային ախտորոշիչ ապարատում, բայց դրանք հաճախ չեն օգտագործվում բավարար չափով:
Ցրված ճառագայթման քանակը Այն նվազում է ռենտգենյան խողովակի եւ ֆիլմի միջեւ աճող հեռավորության վրա: Այս հեռավորության վրա աճով եւ համապատասխան դիֆրագմատիզացումը ստացվում է ավելի քիչ, որը բաղկացած է ռենտգենյան ճառագայթների աշխատանքային փունջի կողմում: Ռենտգենյան խողովակի եւ ֆիլմի միջեւ հեռավորության վրա աճով անհրաժեշտ է նվազեցնել ազդեցության դաշտը նվազագույն հնարավոր չափերի: Այն չպետք է «կտրվի» ուսումնասիրության ենթակա տարածքը:
Այս նպատակով, վերջինի Շինություններ Ռենտգենյան ախտորոշիչ սարքերը տրամադրվում են բուրգաձեւ խողովակ `թեթեւ հարյուրավորով: Դրանով դա ձեռք է բերվում ոչ միայն սահմանափակել շարժական տարածքը ռենտգենյան պատկերի որակը բարելավելու համար, բայց նաեւ բացառված է մարդու մարմնի այդ մասերի չափազանց մեծ ճառագայթումը, որոնք ենթակա չեն ռադիոգրաֆիայի:
Նվազեցնել քանակությունը Ցրված ռենտգենյան ճառագայթներ Օբյեկտի ուսումնասիրված մասը պետք է հնարավորինս մոտ լինի ռենտգենյան ֆիլմին: Սա չի տարածվում ռենտգենյան պատկերի անմիջական աճով ռենտգենոգրաֆիայի վրա: Պատկերի անմիջական աճով ռադիոգրաֆիկոգրաֆիկով ցրված ուսումնասիրությունը գործնականում չի հասնում ռենտգենյան ֆիլմի:
Ավազ պայուսակներ Ամրացում Ուսումնասիրվող օբյեկտը անհրաժեշտ է հետագա տեղադրել ձայներիզից, քանի որ ավազը լավ միջոց է `ցրված ռենտգեն ճառագայթահարման ձեւավորման համար:
ՌադիոգրաֆիկայովԱրտադրվում է սեղանի վրա, առանց խցանման վանդակավոր օգտագործելու, ձայներիզով կամ ծրարով ֆիլմի տակ պետք է մղվեն լուսավորվող ռետինե մի թերթիկ, որը հնարավոր է մեծ չափսերով:
Կլանման համար Ցրված ռենտգենյան ճառագայթներ Ուսումնասիրեք ռենտգենյան ճառագայթները, որոնք կլանում են այս ճառագայթները, երբ դրանք դուրս են գալիս մարդու մարմնից:
Վարպետության տեխնոլոգիա Ռենտգենյան նկարների արտադրություն Ռենտգենյան խողովակի վրա բարձրացված լարման միջոցով դա այն ուղին է, որը մեզ բերում է իդեալական ռենտգենյան հերթափոխի, այսինքն, նման լուսանկարը, որը հստակ տեսանելի է մանրամասների եւ ոսկորների եւ փափուկ հյուսվածքի մեջ:
Ex \u003d ex0 cos (wt - k0 z + j0) ey \u003d ey0 cos (WT - K0 Z + J0)
BX \u003d BX0 COS (WT - K0 Z + J0) by \u003d BY0 COS (WT - K0 Z + J0)
Որտեղ է ժամանակը, W- ն էլեկտրամագնիսական ճառագայթման հաճախականությունն է, K0- ը ալիքի համարն է, J0 - նախնական փուլը: Ալիքի համարը վեյլի վեկտորի մոդուլ է եւ հակադարձ համամասնական ալիքի երկարությամբ k0 \u003d 2π / լ: Նախնական փուլի թվային արժեքը կախված է T0 \u003d 0 ժամանակի սկզբնական կետի ընտրությունից: EX0, EY0, BX0- ի, BY0- ի արժեքները էլեկտրական եւ մագնիսական ալիքի երկարությունների համապատասխան բաղադրիչների (3.16) ռազմեր են:
Այսպիսով, բոլոր բաղադրիչները (3.16) հարթ էլեկտրամագնիսական ալիքով նկարագրվում են ձեւի տարրական ներդաշնակ գործառույթների կողմից.
Y \u003d A0 COS (WT - KZ + J0) (3.17)
Հաշվի առեք, թե ինչպես է գտնվում մանկական մոնոխրոմ ռենտգենյան ճառագայթների ցրումը `ուսումնասիրության ներքո նմուշի ատոմների բազմազանության վրա (մոլեկուլով, վերջավոր ծավալային բյուրեղի եւ այլն): Էլեկտրամագնիսական ալիքի փոխազդեցությունը Ատոմների էլեկտրոնների հետ հանգեցնում է միջնակարգ (ցրված) էլեկտրամագնիսական ալիքների սերնդի: Ըստ դասական էլեկտրոդինամիկայի, առանձին էլեկտրոնի ցրումը տեղի է ունենում 4P մարմնի անկյունում եւ ունի էական անիսոտրոպ: Եթե \u200b\u200bառաջնային ռենտգեն ճառագայթահարումը բեւեռացված չէ, ցրված ալիքի ճառագայթահարման հոսքի խտությունը նկարագրված է հետեւյալ գործառույթով
(3.18)որտեղ i0- ը առաջնային ճառագայթման հոսքի խտությունն է, R- ը ցրման կետից հեռավորության վրա է ցրված ճառագայթման գրանցման վայրը, Q- ը բեւեռային ցրման անկյուն է, որը հաշվարկվում է ինքնաթիռի ալիքի վեկտորի ուղղությամբ ալիքի K0 (տես Նկար 3.6): Պարամետր
»2.818 × 10-6 NM (3. 19)Պատմականորեն, դասական էլեկտրոնի շառավիղ:
Նկար.3.6. Բեւեռային ցրման անկյունային ալիքը հարթ առաջնային ալիքի վրա փոքր CRIDES ճանապարհի վրա:
Որոշ անկյուն Q սահմանում է տարածության մեջ կոնաձեւ մակերես: Ատոմի ներսում էլեկտրոնների փոխկապակցված տեղաշարժը բարդացնում է ցրված ճառագայթահարման անիսոտրոպը: Ռենտգենյան ալիքի ամպլիտուդը, տարածված ատոմը, արտահայտվում է օգտագործելով ալիքի երկարության եւ բեւեռային անկյունի գործառույթը F (Q, L), որը կոչվում է ատոմային լայնություն:
Այսպիսով, ռենտգեն ալիքի ինտենսիվության, ցրված ատոմի ինտենսիվության անկյունային բաշխումը արտահայտվում է բանաձեւով
(3. 20)
եւ ունի առանցքային սիմետրիա K0- ի առաջնային ալիքի ալիքի վեկտորի ղեկավարության համեմատ: Ատոմային ամպլիտուդ F 2-ի հրապարակը կոչվում է միջուկային գործոն:
Որպես կանոն, ռենտգենյան կառուցվածքային եւ ռենտգենյան հետազոտությունների փորձարարական կայանքներում, ցրված ռենտգենյան ճառագայթների դետեկտորը գտնվում է R- ի հեռավորության վրա, որը զգալիորեն գերազանցում է ցրման նմուշի չափերը: Նման դեպքերում դետեկտորի մուտքային պատուհանը կտրում է ցրված ալիքի մշտական \u200b\u200bփուլի մակերեսից մի տարր, որը կարող է տեղադրվել բարձր ճշգրտությամբ:
Նկար.3.8. Ռենտգենյան ճառագայթների երկրաչափական ցրող դիագրամը 1 նմուշի ատոմների վրա `դիֆրակցիայի դիֆրակցման պայմաններում:
2 - Ռենտգեն դետեկտոր, K0 - ալիքի վեկտոր առաջնային ռենտգենյան ճառագայթների ալիք, բար նետերը պատկերում են առաջնային ռենտգենյան ճառագայթների հոսքերը, շտրիխ կետային ճառագայթների հոսքերը: Circles նշում են ուսումնասիրության ներքո նմուշի ատոմները:
Բացի այդ, ճառագայթահարված նմուշի հարակից ատոմների միջեւ հեռավորությունները մի քանի կարգադրություններ են, քան դետեկտորի մուտքի պատուհանի տրամագիծը պակաս:
Հետեւաբար, գրանցման այս երկրաչափության մեջ դետեկտորը ընկալում է անհատական \u200b\u200bատոմների կողմից ցրված հարթ ալիքների հոսքը, եւ բոլոր ցրված ալիքների ալիքի վեկտորները կարելի է համարել բարձր ճշգրտությամբ:
Ռենտգենյան ճառագայթների ցրման եւ դրանց գրանցման վերը նշված առանձնահատկությունները պատմականորեն ստացել են Fraunhofer- ի դիֆրակցիայի անունը: Ատոմային կառույցներում ռենտգենյան ցրման գործընթացի այս մոտավոր նկարագրությունը թույլ է տալիս հաշվարկել դիֆրակցիոն օրինակը (ցրված ճառագայթահարման ինտենսիվության անկյունային բաշխումը) բարձր ճշգրտությամբ: Ապացույցն այն է, որ դիֆրակցիայի դիֆրակցիայի մոտարկումը հիմնված է նյութի ռենտգենյան դիֆրակցիայի մեթոդների վրա, որոնք թույլ են տալիս որոշել բյուրեղների տարրական բջիջների պարամետրերը `ատոմների կոորդինատները հաշվարկելու համար , որոշելու բյուրեղների թերության բնութագրերը եւ այլն:
Դիտարկենք փոքր չափի բյուրեղային նմուշը, որը պարունակում է կոնկրետ քանակությամբ n ատոմներ հատուկ քիմիական համարով:
Ներկայացնում ենք ուղղանկյուն կոորդինատային համակարգ: Դրա սկիզբը համատեղելի է ատոմներից մեկի կենտրոնի հետ: Ատոմի (ցրման կենտրոնի) յուրաքանչյուր կենտրոնի դիրքը սահմանվում է երեք կոորդինատներով: XJ, YJ, ZJ, որտեղ J- ն է ատոմի հաջորդականությունը:
Թող ուսումնասիրության ներքո գտնվող նմուշը ենթարկվի Flat Freating X-Ray ալիքի, Wave Vector K0- ով, որն ուղղված է ընտրված համակարգված համակարգի օզ առանցքին զուգահեռ: Այս դեպքում առաջնային ալիքը ներկայացված է ձեւի գործառույթով (3.17):
Ատոմների վրա ռենտգենյան ճառագայթների ցրումը կարող է լինել ինչպես անկայուն, այնպես էլ առաձգական: Էլաստիկ ցրումը տեղի է ունենում առանց ռենտգեն ճառագայթահարման ալիքի երկարությունը փոխելու: Անտեսանելի ցրմամբ ճառագայթային ալիքի երկարությունը մեծանում է, իսկ երկրորդային ալիքները անհամատեղելի են: Հետեւյալը համարվում է միայն ռենտգենյան ճառագայթների առաձգական ցրումը ատոմների վրա:
Նշեք L - Հեռավորությունը կոորդինատների սկզբից դետեկտորին: Առաջարկում ենք, որ կատարվեն Fraunhofer- ի դիֆրակցիայի պայմանները: Սա, մասնավորապես, նշանակում է, որ ճառագայթահարված նմուշի ատոմների միջեւ առավելագույն հեռավորությունը հեռավորության վրա պակաս մեծության կարգի է, քան հեռավորությունը L. Այս դեպքում դետեկտորի զգայուն տարրը ենթարկվում է զուգահեռ ալիքի վեկտորներով: Բոլոր վեկտորների մոդուլները հավասար են ալիքի վեկտորի K0 \u003d 2π / լ մոդուլին:
Յուրաքանչյուր հարթ ալիք հաճախականությամբ առաջացնում է ներդաշնակ տատանում
(3.21)Եթե \u200b\u200bառաջնային ալիքը բավարար չափով մոտենան հարթ ներդաշնակության, ապա համահունչ է բոլոր երկրորդական (ցրված ատոմները) ալիքները: Բազմաթիվ ալիքների փուլերի տարբերությունը կախված է այս ալիքների ընթացքի տարբերությունից:
Մենք կանցկացնենք կոորդինատների սկզբից մինչեւ դետեկտորի մուտքի պատուհանի գտնվելու վայրը օժանդակ առանցքը կամ. Այնուհետեւ այս առանցքի ուղղությամբ տարածված յուրաքանչյուր երկրորդական տարածումը կարելի է նկարագրել գործառույթով
y \u003d A1 FCOS (WT- KR + J0) (3.22)
Այն դեպքում, երբ A1 ամպլիտուդը կախված է առաջնային ալիքի A0- ի ամպլիտուդից, իսկ J3 սկզբնական փուլը նույնն է բոլոր երկրորդական ալիքների համար:
Համակարգումների սկզբում ատոմի կողմից արտանետվող երկրորդական ալիքը կստեղծի գործառույթով նկարագրված դետեկտորի զգայուն տարրի տատանում
A1 F (Q) COS (WT - KL + J0) (3.23)
Երկրորդային այլ ալիքները կստեղծեն տատանումներ նույն հաճախության մեջ (3.21), բայց տարբերվում են գործառույթից (3.23) փուլային հերթափոխով, որն իր հերթին կախված է երկրորդական ալիքների ընթացքում:
Որոշակի ուղղությամբ շարժվող հարթ համահունչ մոնոխրոմային ալիքների համակարգի համար, հարաբերական փուլային հերթափոխը DJ- ն ուղղակիորեն համամասն է DL- ի դասընթացի տարբերությանը
DJ \u003d k × dl (3.24)
որտեղ k- ը ալիքի համար է
k \u003d 2π / լ. (3.25)
Երկրորդային ալիքների ընթացքում (3.23) տարբերությունը հաշվարկելու համար, նախ ենթադրեք, որ ճառագայթահարված նմուշը Ատոմների միակողմանի շղթա է, որը գտնվում է եզի կոորդինատների առանցքի երկայնքով (տես Նկար 3.9): Ատոմային կոորդինատները սահմանվում են թվերով XI, (j \u003d 0, 1, ..., n - 1), որտեղ x0 \u003d 0. առաջնային հարթ ալիքի մշտական \u200b\u200bփուլի մակերեսը զուգահեռ է ատոմների շղթան եւ Wave Vector K0- ը ուղղահայաց է դրան:
Մենք կհամոզվենք հարթ դիֆրակցիայի օրինակին, այսինքն: Fig.3.9- ում ցուցադրված ինքնաթիռում ցրված ճառագայթահարման ինտենսիվության անկյունային բաշխումը: Այս դեպքում դետեկտորի գտնվելու վայրի կողմնորոշումը (այլ կերպ ասած, օժանդակ կամ) սահմանված է ցրման անկյունով, որը հաշվարկվում է Օզ առանցքից, ես: Առաջնային ալիքի ալիքի վեկտորի K0 ուղղությունից:
Նկար.3.9. Ատոմների ուղիղ շղթայի վրա կանխորոշված \u200b\u200bինքնաթիռում դիֆրակցիոն դիֆրացիայի երկրաչափական դիագրամը
Առանց պատճառաբանության ընդհանրության կորստի, կարելի է ենթադրել, որ բոլոր ատոմները տեղակայված են աջ կեսի վրա: (բացառությամբ կոորդինատների կենտրոնում տեղակայված ատոմի):
Քանի որ դիֆրակցիայի դիֆրակցիայի դիֆրակցման պայմանները կատարվում են, ատոմների կողմից ցրված բոլոր ալիքների վեկտորները դետեկտորային մուտքագրման պատուհանի մեջ են ընկնում զուգահեռ ալիքի վեկտորներով:
Գծապատկեր 3.9 Հետեւում է, որ XI կոորդինատով ատոմով արտանետվող ալիքը հեռավորություն է փոխանցում L - Xisin Detector- ի (Q): Հետեւաբար, XI կոորդինատով ատոմով արտանետվող միջնակարգ ալիքի հետեւանքով առաջացած դետեկտորի զգայուն տարրի տատանումը նկարագրված է գործառույթով
A1 F (Q) COS (WT - K (L-XJ Sin (Q)) + J0) (3.26)
Նմանատիպ տեսակներ ունեն մնացած ցրված ալիքները, մուտքագրելով դետեկտոր պատուհանը, որը գտնվում է տվյալ դիրքում:
Նախնական փուլի J1 մեծությունը որոշվում է, ըստ էության, ժամանակի սկզբի կետը: Ոչինչ չի խանգարում J0- ի հավասար ընտրությունը .KL. Այնուհետեւ ներկա կլինի դետեկտորի զգայուն տարրի շարժը
(3.27)
Սա նշանակում է, որ Ատոմների կողմից ալիքների կողմից ցրված ալիքների շարժման տարբերությունը `կոորդինատներով XI եւ X0- ով ,xisin (Q), եւ համապատասխան փուլային տարբերությունը հավասար է kxisin (Q):
Ռենտոմագնիսական ալիքների հաճախականության w տատանումները շատ մեծ են: Ալիքի երկարությամբ L \u003d lement- ի ռենտգենյան ճառագայթների համար, մեծության համար հաճախականությունը `1019 S-1: Ժամանակակից սարքավորումները չեն կարող չափել էլեկտրական եւ մագնիսական դաշտերի ակնթարթային արժեքները (1) դաշտերում նման արագ փոփոխություններով, ուստի բոլոր ռենտգեն դետեկտորները գրանցում են էլեկտրամագնիսական տատանումների ամպլիտուդության հրապարակի միջին արժեքը:
Nanocrystalline համաձուլվածքների ենթակառուցվածքի մասին քանակական տեղեկատվություն ստանալու համար մեծ հնարավորություններ ունեն փոքր ռենտգենյան ցրման մեթոդ (Մուր): Այս մեթոդը թույլ է տալիս որոշել սուզանավային մասնիկների չափսերի չափերը եւ ձեւը, որոնք գտնվում են 10-ից 1000-ի սահմաններում: Մուրի մեթոդի օգուտները պետք է վերագրվեն այն փաստին, որ փոքր անկյունների տարածաշրջանում դուք չեք կարող հաշվի առնել Compton- ի ցրումը, ինչպես նաեւ ցրվել ջերմային տատանումների եւ ստատիկ տեղաշարժերի պատճառով: Հարկ է նշել, որ դիֆրակցիոն օրինաչափության ստեղծման մեջ ներգրավված են միայն էլեկտրոններ (միջուկների վրա ցրված քերածները), հետեւաբար, ըստ դիֆրակցիայի օրինակին, հնարավոր է դատել էլեկտրոնի խտության տարածական բաշխումը եւ ավելցուկը եւ Էլեկտրոնների խտության միջին ցուցանիշի նկատմամբ էլեկտրոնների անբարենպաստությունը համարժեք է:
Համաձայն դասական ամպլիտուդայի տեսության, ընդլայնված գնդաձեւ մասնիկը հավասար է
Որտեղ - դիֆրակցիոն անկյունը, դիֆրակցիոն վեկտորի մոդուլը հավասար է. - Մասնիկում էլեկտրոնի խտության բաշխման գործառույթը. - մասնիկների շառավղով:
Էլեկտրոնի խտությունը ունեցող շառավիղի միատարր գնդաձեւ մասնիկի ինտենսիվությունը կարող է առավել հեշտությամբ հաշվարկվել:
- Մասնիկի ձեւի գործառույթը եւ դրա հրապարակը գնդաձեւ մասնիկների ցրման գործոնն են. - Մասնիկի մեջ էլեկտրոնների քանակը ինտենսիվությունն է էլեկտրոնի միջոցով ցրվածը (պետք է նշել, որ հակադարձ վանդակավոր զրոյական հանգույցի շրջանում, գործառույթի անկյունային կախվածությունը կարող է անտեսվել):
Ինչպես ցույց է տրված, ini իները առաջարկել է ինտենսիվության հաշվարկման պարզեցված մեթոդ, որը փաստում է, որ փոքր մասնիկների չափսով եւ երբ ունենք: Հետեւաբար, անընդմեջ տարրալուծվելով, այն կարող է սահմանափակվել առաջին երկու անդամներով.
Արժեքը կոչվում է իներցիայի էլեկտրոնային շառավղով (շողամասի շառավիղ) մասնիկների եւ RMS մասնիկների չափ (տարեթեռություն): Հեշտ է ցույց տալ, որ շառավիղի խտության համասեռ գնդաձեւ մասնիկի համար, որն ունի բուռնյակի շառավիղը իր շառավղով, հետեւյալ կերպ. Եվ արժեքը հավասար է մասնիկի կամ ավելի ճիշտ `տարբերությունը Մասնիկի եւ շրջակա միջավայրի ծավալին հավասար էլեկտրոնների քանակի միջեւ (- տարասեռության եւ մատրիցայի նյութի էլեկտրոնային խտությունը): Հիմնվելով վերը նշվածի վրա, մենք ստանում ենք.
Monodisperse Disseglared համակարգի դեպքում, երբ դուք կարող եք անտեսել տարբեր մասնիկների ցրված ճառագայթների միջամտությունը, զրոյական հանգույցի հակադարձ վանդակավոր վանդակավորության տարածման ինտենսիվության պարամետրը `ճառագայթված ծավալի մեջ պարունակող համակարգի միջոցով բանաձեւ:
Այս բանաձեւը (2.7) ստացվել է Ginier- ի կողմից եւ անվանվել է դրա հետեւից:
Արժեքը բանաձեւով է.
որտեղ - առաջնային ճառագայթների ինտենսիվությունը. եւ - համապատասխանաբար էլեկտրոնի գանձում եւ զանգվածը. - լույսի արագությունը վակուումում. - Հեռավորությունը նմուշից դեպի դիտարկման կետ:
Ինչպես ցույց է տրված Նկ. Շառավիղի բասկետբոլի (2.2) եւ (2.7) կողմից հաշվարկված անկյունից 6-րդ անկյունից ուժգնությունը լավ համընկնում է:
| ՆկՂ 4. Sc րանշում ճառագայթների գնդաձեւ մասնիկով: |
Ծրագրավորում է բանաձեւը Ginier- ը.
Այսպիսով, արտահայտությունից (2.8) հետեւում է, որ կոորդինատներում մասնիկների մոնոդերպային համակարգից MORODISPER համակարգի ներկայացուցչության առկայության դեպքում բավականաչափ փոքր է, որի թեքության անկյունում կարող եք Գտեք մասնիկների giots շառավիղ:
Պոլիզիս համակարգի դեպքում, երբ մասնիկները տարբեր չափեր ունեն, կախվածությունը գծային չի լինի: Այնուամենայնիվ, որպես ուսումնասիրություններ ցույց են տալիս մասնիկների բազմազանության բավարար մոնոդեսը եւ համակարգում Մուրի նկարում միջքաղաքային միջամտության բացակայությունը, մի քանի գծային տարածքներ կարող են առանձնանալ: Այս ոլորտների բաժանելը կարելի է գտնել տարբեր սորտերի մասնիկների համապատասխան ճառագայթներից (Նկար 5):
Չնայած կառուցվածքային տեղեկատվության ստացման վերը նշված առավելություններին, Moore մեթոդը ունի մի շարք նշանակալի թերություններ:
Մուրի նկարում նշանակալի աղավաղում կարող է կրկնակի պարծենալ արտացոլում (DBO), որը տեղի է ունենում ռենտգենյան ճառագայթների անցման ընթացքում բյուրեղային նյութերի միջոցով: DBB- ի առաջացումը բացատրող դիագրամը ցույց է տրված Նկ. 6. Թող ռենտգենյան ճառագայթների առաջնային ճառագայթը ընկնի խճանկար բյուրեղի վրա, որը բաղկացած է մի փոքր շեղված բլոկներից: Եթե, օրինակ, արգելափակում է 1-ը s 0 Բանգգովի անկյան տակ υ Այնուհետեւ դա արտացոլում է ճառագայթ s 1որը իր ճանապարհին կարող է հանդիպել 2-րդ արգելափակում s 1 Ռեֆլեկտիվ դիրքում, հետեւաբար ճառագայթ կտա Block 2-ից s 2., Եթե \u200b\u200bնորմալ է Թիվ 1: մի քանազոր n 2. Երկու բլոկների արտացոլող ինքնաթիռները տեղակայված են նույն ինքնաթիռում (օրինակ, նկարչական ինքնաթիռում), ապա ճառագայթը s 2. ընկնում է ճառագայթի պես s 1Կենտրոնական տեղում P 0 Ռադիոգրաֆներ: Block 2-ը արտացոլում է եւ գործով, երբ շրջվում է s 1այնպես որ դա նորմալ է n 2. շարունակում է անկյուն կազմել (π / 2) - υ դեպի s 1բայց այլեւս չի ստում նույն ինքնաթիռում Թիվ 1: , Այնուհետեւ երկու անգամ արտացոլված ճառագայթը կազատվեն խաղարկության ինքնաթիռից եւ կտեղափոխվի ձեւավորող կոնքի երկայնքով, որի առանցքն է s 1, Արդյունքում, կենտրոնական կետերի մոտ գտնվող ֆիլմի վրա P 0Հայտնվում է կարճ շտրիխ կոդ, ինչը երկու անգամ արտացոլված ճառագայթների հետքեր է:
| Նկար 6. Օրֆը, որը բացատրում է կրկնակի Բանգգովի արտացոլման առաջացումը: |
PCB հարվածներ կողմնորոշված \u200b\u200bուղղահայաց են P 0 P.Միացնելով կենտրոնական տեղը P 0 Բանգգովսկու առավելագույնով P;Նրանց երկարությունն ավելի մեծ է, այնքան ավելի մեծ է խճանկար բյուրեղի անկյունը:
Ազատվել DBC- ից Mon Monocrystal- ի ուսումնասիրության մեջ հեշտ է. Բավական է վերջինը կողմնորոշվել առաջնային ճառագայթների հետ, որպեսզի ինքնաթիռների ոչ մի համակարգ ( ժլատ) Ոչ թե արտացոլող դիրքում:
Պոլիկրիտալների ուսումնասիրության ընթացքում DBB- ն ջնջելը գրեթե անհնար է, քանի որ միշտ կլինեն բյուրեղատեսակներ, որոնք արտացոլում են առաջնային փաթեթը: DBO- ն կարոտելու է միայն ճառագայթումը ալիքի երկարությամբ օգտագործելիս λ > d Max (D Max -Այս բյուրեղայինի համար ամենամեծ ինտերպլանարի հեռավորությունը): Այսպիսով, օրինակ, պղնձի ուսումնասիրության ժամանակ պետք է կիրառվի Al k α.- ճառագայթում, որը ներկայացնում է զգալի փորձարարական դժվարություններ:
Ցրման համեմատաբար մեծ անկյուններով ( ε \u003e 10 ") Մուրը չի կարող առանձնացվել DBB ազդեցությունից: Բայց երբ ε < 2" moore- ի ինտենսիվությունը DB ինտենսիվությունից բարձր մեծության կարգ է: DBC- ից իրական MOG- ի տարանջատումը այս դեպքում հիմնված է Մուրի եւ DBC- ի կախվածության տարբեր կերպարի վրա, օգտագործված ալիքի երկարությունից: Դրա համար ստացվում են ինտենսիվության կորեր: I (ε / λ)Օրինակ, երկու ճառագայթման, Crk α.մի քանազոր Cuk α., Եթե \u200b\u200bերկու կորերը համընկնում են, սա ցույց է տալիս, որ բոլոր ցրումը պայմանավորված է Մուրի ազդեցությամբ: Եթե \u200b\u200bկորերը ցրվում են, որպեսզի ամեն պահի ε/λ Ինտենսիվության հարաբերակցությունը կլինի կայուն, ապա բոլոր ցրումը պայմանավորված է DBC- ով:
Երբ երկու հետեւանքները առկա են, ապա
I 1 \u003d I 1 DB + I 1 DBO; I 2 \u003d I 2 DB + I 2 DB
Բ. Յա. Պնոմը եւ այլք: Դա ցույց է տալիս, որ քանի որ ε 1 / λ 1 \u003d ε 2 / λ 2
I 1 Mour / I 2 MUR \u003d 1մի քանազոր I 1 DBO / I 2 DB \u003d k,
I 2 DBO \u003d (I 1 - I 2) ε 1 / λ 1 \u003d ε 2 / λ 2 (k - 1),
որտեղ կայուն է ԴեպիՏեսականորեն հաշվարկեք յուրաքանչյուր հատուկ դեպքի համար:
Ըստ DBO Effect- ի, դուք կարող եք որոշել ճկուն բլոկների միջին անկյունները բյուրեղային կամ մեկ բյուրեղների ներսում:
Որտեղ եւ կա Մուրի փորձարարական եւ շտկված ինտենսիվությունը `դիֆրակցիոն վեկտորը, ցրման անկյունը, ալիքի երկարությունը. - մշտական \u200b\u200bգործակից; - Փոփոխական ինտեգրում: Հարկ է նաեւ, որ ձեւակերպումը կարող է արդարացված լինել միայն տարբեր մասնիկների միջամտության ճառագայթների բացակայության, ձեւերի պարզության եւ ցրման մասնիկների էլեկտրոնային համազգեստի միջոցով, այլապես կախվածության կամք Չի պարունակում գծային տարածքներ, եւ նկարի վերամշակման Մուրը զգալիորեն բարդ է:
2.2. Նանոկոմպոզիտային կառուցվածքի վերլուծությունը ռենտգենյան դիֆրակցիոն մեթոդներով `մեծ եւ փոքր անկյունների մեջ:
Մասնիկների չափի որոշման անուղղակի մեթոդների շարքում հիմնական տեղը պատկանում է դիֆրակցիայի մեթոդին: Միեւնույն ժամանակ, այս մեթոդը առավել պարզ եւ մատչելի է, քանի որ կառուցվածքի ռենտգենյան ուսումնասիրությունը բաշխվում է ամենուր եւ լավ է ապահովված համապատասխան սարքավորումներով: Diffraction մեթոդի օգնությամբ, փուլային կազմի հետ մեկտեղ, Crystal- ի բյուրեղյա վանդակավոր, ստատիկ եւ դինամիկ տեղաշարժերի, հավասարակշռության դիրքից եւ ցանցի միկրոֆերների միջոցով, կարող եք որոշել հատիկների չափը (բյուրեղապիտակ):
Հացահատիկի չափի դիֆրակցիոն մեթոդի սահմանումը, մասնիկները (կամ ենթարկվող ցրող շրջանները) հիմնված են դիֆրակցիայի արտացոլման պրոֆիլի ձեւի փոփոխության վրա, երբ հացահատիկը նվազում է: Քննության ենթարկված ցրման պայմաններում դիֆրակցիան քննարկելիս հասկացվում է ճառագայթման ճառագայթման տարածումը, որն ապահովում է միջամտության պայմանները: Ընդհանրապես, անհատական \u200b\u200bհացահատիկի չափը չի կարող համընկնել համապարփակ ցրման տարածքի չափի հետ:
Diffraction փորձարկումներում կառուցվածքային թերությունների ուսումնասիրությունն իրականացվում է `բազմակողմանի արտացոլումները բազմակողմանի արտացոլումներով, պոլիկրիկից կամ փոշուց: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդի գործնական կիրառմամբ, տարածման արտացոլումների լայնությունը մեծ քանակությամբ կանաչ (մասնիկներով) եւ նանո կրողում նույն նյութի վրա, հաճախ համեմատվում է հացահատիկի չափի որոշման հետ: Միջին մասնիկների միջին չափի ընդլայնման եւ հետագա գնահատման այսպիսի սահմանումը միշտ չէ, որ ճիշտ է եւ կարող է տալ շատ մեծ (մի քանի հարյուր տոկոս) սխալ: Փաստն այն է, որ ընդլայնումը պետք է որոշվի անհամեմատելի արտացոլումների համեմատ, անսահմանափակ մեծ բյուրեղից: Իսկապես, սա նշանակում է, որ տարածված արտացոլումների չափված լայնությունը համեմատելու համար, հետեւում է գործիքային լայնությամբ, այսինքն, Diffractometer- ի լուծման գործառույթի լայնությամբ, կանխորոշված \u200b\u200bէ հատուկ տարածման փորձի մեջ: Բացի այդ, դիֆրակցիայի արտացոլման լայնության ճշգրիտ սահմանումը հնարավոր է միայն փորձարարական արտացոլման ձեւի տեսական իջեցմամբ: Շատ նշանակալի է, որ մյուսը, բացի փոքր բյուրեղներից, դիֆրակցիայի արտացոլումների ընդլայնման ֆիզիկական պատճառներից: Հետեւաբար, կարեւոր է ոչ միայն որոշելու ընդլայնման չափը, այլեւ դրա ներդրումը հատկացնելու համար, փոքր մասնիկների չափի պատճառով:
Քանի որ մասնիկների չափը որոշելու տարբերակը ամենատարածված եւ մատչելի է, ավելի մանրամասն դիտարկենք դրա կիրառման առանձնահատկությունները:
Դիֆրակցիայի գծի լայնությունը կարող է կախված լինել մի շարք պատճառներից: Դրանք ներառում են բյուրեղային փոքր չափեր, տարբեր տեսակի թերությունների առկայություն, ինչպես նաեւ քիմիական կազմի նմուշների տարասեռություն: Միկրոդֆորմացիաների եւ քաոսային բաշխված տեղաշարժերի պատճառով ընդլայնումը կախված է արտացոլման կարգից եւ համամասնորեն TG υ: Նեգրոգենության առաջացած ընդարձակման չափը δ Հ.; (կամ δu), համամասնական (մեղք 2 υ) / cos: Նանոկրիստալ նյութերի դեպքում ամենահետաքրքիր ընդլայնումը, որը կապված է բյուրեղների փոքր չափի հետ (D< 150 нм), причем в этом случае величина уширения пропорциональна seс υ. Рассмотрим вывод выражения, учитывающего уширение дифракционного отражения, обусловленное конечным размером частиц поликристаллического вещества.
Թե
Մենք ներկայացնում ենք ցրման վեկտորի S \u003d 2sin υ / λ, որտեղ λ- ն ճառագայթային ալիքի երկարությունն է: Մաթեմատիկորեն դրա դիֆերենցիալ (կամ ֆիզիկական տեսանկյունից անորոշությունը, քանի որ վերջին բյուրեղում ալիքի վեկտորը դառնում է վատ քանակությամբ)
dS \u003d (2.12)
Այս արտահայտությամբ, D (2-րդ արժեքը) Diffraction արտացոլման (տող) անբաժանելի լայնություն է, որն արտահայտվում է անկյուններում 2-ում եւ չափվում է ռադիաներով: Ինտեգրալ լայնությունը սահմանվում է որպես գծի անբաժանելի ինտենսիվությունը, որը բաժանված է իր բարձրությամբ եւ կախված չէ դիֆրակցիայի գծի ձեւից: Սա թույլ է տալիս ինտեգրալ լայնությունը վերլուծել դիֆրակցիոն ռենտգենյան ճառագայթները, սինխրոտրոն կամ նեյտրոնոգրաֆիկ փորձը, որը պատրաստված է տարբեր պարամետրերով, տարբեր պարամետրերի լուծմամբ եւ տարբեր անկյուններով:
DS ցրման վեկտորի անորոշությունը հակադարձում է միջին հաշվով համապարփակ ցրված ինքնաթիռների ծավալը
Որտեղ Գցել(2) - դիֆրակցիոն գծի անբաժանելի լայնությունը: Գործնականում, այն հաճախ ոչ ինտեգրալ լայնություն չէ, այլ diffraction տողի ամբողջական լայնությունը FWHM- ի կեսին (ամբողջական լայնությունը կեսից առավելագույնը): Գծի եւ FWHM- ի անբաժանելի լայնության միջեւ փոխհարաբերությունները կախված են փորձարարական դիֆրակցիայի գծի ձեւից, եւ յուրաքանչյուր հատուկ դեպքում պետք է հատուկ որոշվի: Ուղղանկյունի եւ եռանկյունու տեսքով տողի համար ինտեգրալ գծի լայնությունը հավասար է FWHM- ին: Lorentz- ի եւ Gauss- ի գործառույթների համար կապը նկարագրվում է արտահայտություններով. Գցել(2) l ≈ 1.6 ∙ fwhm l (2) եւ Գցել(2) G ≈ 1.1 ∙ F 7tm G (2), եւ Foigt- ի կեղծ գործառույթի համար, որը կքննարկվի ստորեւ, այս հարաբերությունն ավելի բարդ է եւ կախված է Գաուսի եւ Լորենտցի ներդրումներից: Փոքր անկյունների դիֆրակցիոն գծերի համար անբաժանելի ընդլայնման եւ ֆերմայի միջեւ հարաբերակցությունը կարող է հավասար լինել D (2) ≈ 1.47 ∙ fvht (2); Այս հարաբերակցությունը փոխարինելով (2.13), մենք ստանում ենք Debye Formula:
Ընդհանրապես, երբ նյութի մասնիկներն ունեն կամայական ձեւ, մասնիկների միջին չափը կարելի է գտնել ըստ Debye Shierra Formula:
Որտեղ է Sherryra- ի կայունությունը, որի արժեքը կախված է մասնիկի (բյուրեղապակի, տիրույթի) ձեւից եւ ինդեքսներից ( ժլատ) Diffraction արտացոլումը:
Իրական փորձի պատճառով, դիֆրակաչափի վերջնական թույլտվության պատճառով գիծը կոտրված է եւ չի կարող լինել գործիքների գծի լայնությունից պակաս: Այլ կերպ ասած, բանաձեւում (2.15), անհրաժեշտ չէ օգտագործել FWHM (2-րդ) արտացոլման լայնությունը, բայց դրա ընդլայնումը β գործիքային լայնության համեմատ: Հետեւաբար, դիֆրակցիոն փորձի մեջ մասնիկների միջին չափը որոշվում է Ուորենի մեթոդով.
որտեղ դիֆրակցիայի արտացոլման զարգացումը: Ծանուցում, որ:
FWHM R բարձրության կամ դիֆրակցիայի գործիքային լայնության կեսի ամբողջական լայնությունը կարելի է չափել լավ տաք եւ ամբողջովին համասեռ նյութի (փոշի) 1-10 մկմ մասնիկներով: Այլ կերպ ասած, հղման ստանդարտի համար անհրաժեշտ է արտացոլել առանց որեւէ լրացուցիչ, բացառությամբ գործիքային, լայնացման: Եթե \u200b\u200bDiffractometer- ի թույլտվության գործառույթը նկարագրված է Գաուսի գործառույթով, ապա նա երկրորդ պահն է, ապա FWHM R \u003d 2.355υ R.
Diffraction արտացոլումները նկարագրվում են Գաուսի գործառույթների կողմից: Գ (υ) Եւ Լորենց l (υ):
, (2.17)
կամ դրանց գերտերությունը Վ. Լ.() + (1-C) G () - Foigt Pseudo-Funcation:
որտեղ Լորենցի գործառույթի հարաբերական ներդրումը ընդհանուր արտացոլման ինտենսիվությամբ է. Lorentz եւ gauss բաշխման պարամետրեր; Ա - նորմալացման բազմապատկիչ:
Դիտարկենք Gauss եւ Lorentz- ի բաշխումների առանձնահատկությունները, որոնք անհրաժեշտ են ստորեւ: Գաուսը տարածելու համար պարամետրը գործառույթի երկրորդ պահն է: Երկրորդ կետը, որն արտահայտված է անկյուններում, կապված է ամբողջական լայնության հետ կես բարձրության վրա, որը չափվում է անկյուններով 2-ով, հայտնի հարաբերություն () \u003d FWHM (2) / (2 · 2.355): Այս հարաբերակցությունը հեշտ է ուղղակիորեն ստանալ Gauss of Gauss- ի բաշխումից: Նկ. 6-ը ցույց է տալիս Գաուսի բաշխումը, որը նկարագրված է գործառույթով
Որտեղ - Գաուսի գործառույթի երկրորդ պահը, I.E. Գործառույթի ինֆեկցիայի կետին համապատասխան փաստարկի արժեքը, երբ: Մենք կգտնենք այն արժեքը, որով գործառույթը (2.20) արժեք է վերցնում իր բարձրության կեսին հավասար: Այս դեպքում, եւ որտեղից: Ինչպես երեւում է Գծապատկեր 6-ում, Գաուսի գործառույթի ամբողջական լայնությունը բարձրության կեսը հավասար է:
Լորենցի բաշխման համար պարամետրը համընկնում է այս գործառույթի կիսապատկերի հետ կիսով չափ բարձրության վրա: Թող Լորենցի գործառույթը,
Վերցնում է արժեքը հավասար կես բարձրության, այսինքն (Նկար 6 բ): Վիճականության արժեքը, որը համապատասխանում է այս գործառույթի արժեքին, մենք կգտնենք հավասարումից
Որտեղ եւ այդ կերպ, իրոք, գործառույթի համար: LORENTZ գործառույթի երկրորդ պահը, I.E: Գործառույթի ինֆեկցիոնացման կետին համապատասխան փաստարկի արժեքը կարելի է գտնել պայմանից: Հաշվարկը ցույց է տալիս, որ Lorentz գործառույթի երկրորդ պահը հավասար է:
Faigt- ի կեղծ գործառույթը (2.19) ապահովում է Գաուսի եւ Լորենցի գործառույթների համեմատ `փորձարարական դիֆրակցիայի արտացոլման նկարագրությունը:
Հաշվի առնելով դա, դիֆրակաչափի լուծման գործառույթը կներկայացվի որպես FiOGTA- ի կեղծ գործառույթ. Գրառումը պարզեցնելու համար մենք դա կվերցնենք (2.19) A \u003d 1: Ապա
Քանի որ թույլտվության գործառույթը Lorentz- ի եւ Gauss- ի գործառույթների գերտերությունն է, ապա զրոյական մոտարկումում, դրա լայնությունը կարող է մոտավորվել արտահայտությամբ
Եթե, ապա. Թող Գաուսի որոշ արդյունավետ գործառույթ, որոնց տարածքը համընկնում է Foigt- ի կեղծ գործառույթների հետ, ունի հավասարության լայնություն, այնուհետեւ նման գործառույթի երկրորդ պահը: Այսպիսով, Foigt- ի թույլտվության եւ Gauss- ի արդյունավետ գործառույթի կեղծ գործառույթը համարժեք է կես լայնության: Սա թույլ է տալիս, զրոյական մոտարկումով, գործառույթով փոխարինեք գործառույթը (2.22)
որտեղ դա պայմանով:
Կամայական տարածման արտացոլման ձեւը նկարագրող փորձարարական գործառույթը բաշխիչ գործառույթի եւ բանաձեւի գործառույթի հետաքննություն է (2.24), I.E:
(2.25) պարզ է, որ փորձարարական գործառույթի երկրորդ պահը: (2.26)
Diffraction արտացոլման ընդլայնումը արտահայտվում է արտացոլման ամբողջ լայնությամբ `բարձրության կեսին, եթե երկրորդ պահերն ու ընդհանուր լայնությունը արտահայտվում են նույն ստորաբաժանումներում (բոլորը անկյուններում կամ բոլորը անկյուններում), ապա արտացոլման ընդլայնում ( hkl) հավասարապես
Ինչպես արդեն նշվել է, լայնածավալ կանաչ, դեֆորմացիաների եւ նեգրոգենության փոքր չափի, համամասնականի համար, հետեւաբար, համապատասխանաբար, տարբեր անկյունային կախվածության պատճառով կարող են բաժանվել երեք տարբեր տեսակի: Հիշեցվում է, որ ծավալային ընդլայնումից որոշված \u200b\u200bհամապարփակ ցրման տարածքի չափը կարող է համապատասխանի առանձին մասնիկների (բյուրեղատեսակների) չափին, բայց կարող է նաեւ արտացոլել մխիթարի կառուցվածքը կամ Մոզաիկլ բլոկների արդյունավետ չափը եւ այլն, բացի այդ, պետք է հիշել, որ դիֆրակցիայի արտացոլման ձեւը կախված է ոչ միայն չափից, այլեւ նանոմասնիկների ձեւի վրա: Ոչ փուլային նանոմատերը, դիտարկված դիֆրակցիայի գծերի ձեւի նկատելի խեղաթյուրումը կարող է լինել մի քանի փուլերի դիֆրակցիոն արտացոլումների գերտերության հետեւանք:
Մտածեք, թե ինչպես կարելի է ընդլայնվել մի քանի տարբեր գործոնների պատճառով, ZR C - NB C համակարգի նանոստուկտիվ կարբիդային ամուր լուծումների օրինակով: Երբ այս ամուր լուծումների ռենտգեն հետազոտությունը պարզվեց, որ դիֆրակցիոն արտացոլումները Նմուշները (ZRC) 0.46 (NBC) 0.54-ը խստորեն ավերվեց: Հայտնի է, որ այս ամուր լուծումները միտում ունեն քայքայվել պինդ վիճակում, այնուամենայնիվ, ռենտգենատների տվյալներով, նմուշները մեկ փուլ էին: Արտացոլների (նեգրոգենության, հացահատիկի կամ դեֆորմացիայի փոքր չափի) պատճառները որոշելու համար իրականացվել է դիֆրակցիոն արտացոլման պրոֆիլի քանակական վերլուծություն `օգտագործելով FIGTA- ի կեղծ գործառույթը (2.19): Վերլուծությունը ցույց տվեց, որ բոլոր դիֆրակցիայի արտացոլման լայնությունը զգալիորեն գերազանցում է Diffractometer թույլտվության գործառույթի լայնությունը:
Խաբեբանական բյուրեղային վանդակում բյուրեղապակները ունեն մեկ պատվերի չափեր երեք ուղղահայաց ուղղություններով: Այս դեպքում, խորանարդ սիմետրիայի գործակից բյուրեղների համար Մտորումներ Միլլերի տարբեր բյուրեղագրական ցուցիչներով (HKL)Խորանարդ բյուրեղյա վանդակավորությունը կարող է հաշվարկվել բանաձեւով
Դեֆորմացիայի աղավաղումները եւ նրանց կողմից ցանցային հանգույցներից ատոմների անմարդկային տեղաշարժերը կարող են առաջանալ նմուշների ծավալի մեջ տեղահանվածների քաոսային տեղաբաշխմամբ: Այս դեպքում ատոմների օֆսեթը որոշվում է յուրաքանչյուր տեղաշարժից տեղաշարժերի գերտերությամբ, որը կարող է համարվել որպես տեղական փոփոխություն միջգերատեսչական հեռավորությունների վրա: Այլ կերպ ասած, ինքնաթիռների միջեւ հեռավորությունը շարունակաբար փոխվում է (D 0 -δd)նախքան (D 0 + δd) (Դ 0:մի քանազոր Δd.- Ինտերփապելի հեռավորությունը իդեալական բյուրեղում եւ ինքնաթիռների միջեւ հեռավորության երկրորդ մեծ փոփոխություն (HKL)Ծավալով Վ.Բյուրեղյա, համապատասխանաբար): Այս դեպքում մեծությունը ε = Δd / D 0gRID- ի միկրոդ-դեֆորմացում կա, որը բնութագրում է բյուրեղապակի կողմից միջնաժամկետ քանակությունը համասեռ դեֆորմացիայի արժեքը: Բյուրեղի տարածքներից մինչեւ փոխված ինտերլացիոն հեռավորության վրա գտնվող տարածիչներից առավելագույնը տեղի է ունենում անկյան տակ , Մի փոքր տարբերվում է իդեալական բյուրեղի տեսանկյունից, եւ դրա արդյունքում արտացոլման ընդլայնում կա: Վանդակապատի միկրոդ-դեֆորմացիայի հետ կապված տողի ընդլայնման բանաձեւը հեշտ է բխել, ներբուժելով գայլի Bregg- ի հավասարումը. Երգող գիծը մի ճանապարհով `առավելագույն հեռավորության վրա, որը համապատասխանում է միջմոլորակային հեռավորությանը դ,Միջխրոյական հեռավորությունը փոխելով + Δd. Հավասարապես, երբ փոխվում է - (Նկար 6 ա), ռենտգենյան դիֆրակցիոն բանաձեւը որոշվեց Հատուկ փորձարկումներով `հեթանոսական կոպիտ հացահատիկային միացությունների վրա, որոնք չունեն համասեռություն (հացահատիկի մեծ չափսեր, դեֆորմացիայի բացակայություն) Նմուշների կազմի խեղաթյուրումները եւ նմուշների կազմի համատարածությունը բացառվել են արտացոլումը լայնացնելը). Վեցանկյուն կարբիդային մոնոկրալի սիլիկոն 6-ական եւ ստեիչիմետրիկ վոլֆրամի կարբիդային վա: Գտնված արժեքների համեմատությունը. B - Նմուշի (ZRC) 0.46 (NBC) (NBC) 0.46 (NBC) 0.46 (NBC) (NBC) (NBC) (NBC) (NBC) մակերեւութային արտացոլումների փորձարարական ազդեցության կախվածությունը
Guinier A., \u200b\u200bFournet G. X-Rays- ի փոքր-անկյունային ցրումը: Նյու Յորք-Լոնդոն. J.. Ուիլեյ եւ որդիներ: Chapman and Hall Ltd. 1955 թ.
Իգնատենկո Պ. I., Իվանիցին Ն. Պ. Ռեալի բյուրեղների Rategenography. - Դոնեցկ: DGU, 2000. - 328 էջ:
Ռուզակով, Ա. Ռեալենաթղագրություն. Մետաղների ռեգեներալ - M .Ա.-ին, 1977 թ. - 479 փ.
Գուսեւ Ա.Ի. Նանոմա նյութեր, նանոստուկներ, նանոտեխնոլոգիա: - Մ. Fizmatlit, 2005. - 416 էջ:
Նվիրվում է ռենտգենյան դիֆրակցիայի բացահայտման 100-ամյակին
Հակադարձ ռենտգենյան ճառագայթների ցրումը (Diffraction- ը `Bragg I / 2-ի անկյունում)
© 2012 V. V. Առաջնորդ
Crystallography RAS, Moscow E-Mail: [Email պաշտպանված] Ստացավ 29.09.2011 թ
Ռենտգենյան օպտիկայի եւ չափագիտության մեջ ռենտգենյան ճառագայթներ օգտագործելու հնարավորությունները, ինչպես նաեւ տարբեր աստիճանի կատարելագործման բյուրեղային օբյեկտների կառուցվածքային բնութագրման համար:
Ներածություն
1. REVERSE STRACKING ռենտգենյան ճառագայթների առանձնահատկությունները
2. Փորձարարական հակադարձ ցրումը
3. Ռենտգենյան ճառագայթների բարձր լուծում `հակադարձ ցրման հիման վրա
3.1. Մոնոխրատորներ
3.2. Անալիզատորներ
3.3. Բյուրեղյա խոռոչ
3.3.1. Բյուրեղյա խոռոչ `համապարփակ ճառագայթների ձեւավորման համար
3.3.2. Բյուրեղային խոռոչը ժամանակի որոշիչ փորձերի համար
3.3.3. Բյուրեղյա խոռոչ `անվճար էլեկտրոնների համար ռենտգենյան լազերային
3.3.4. Fabry-Pen ռենտգեն ռեզոնատոր
3.3.4.1. Ռեզոնատորի տեսություն
3.3.4.2. Վաճառքի ռեզոնատոր
3.3.4.3. Ռեզոնատորի օգտագործման հնարավորությունները
4. Նյութեր մոնոխորատորների եւ բյուրեղային հայելիների համար
5. Բյուրեղների կառուցվածքային բնութագրման համար հակադարձ ցրման օգտագործումը
5.1. Y- ճառագայթային աղբյուրների բյուրեղային վանդակավոր եւ ալիքի երկարությունների պարամետրերի ճշգրիտ սահմանում
5.2. Օգտագործելով կամ անկատար (խճանկար) բյուրեղների ուսումնասիրության
Եզրակացություն
Ներածություն
Ռենտգենյան ցրման դինամիկ տեսությունից (RL) հայտնի է, որ կատարյալ բյուրեղից RL- ի դիֆրակցիոն արտացոլման կորի (KDO) լայնությունը տրվում է բանաձեւով
y \u003d 2C |% H | / Y1 / 281P20: (մեկ)
Այստեղ 0-ը Bragg- ի անկյունն է,% LG- ն բյուրեղապակի բեւեռի բեւեռի բեւեռային բեւեռի բեւեռային բաղադրիչի իրական մասն է, բեւեռացման գործոնը C \u003d 1-ը `ցրված ինքնաթիռի համար, բեւեռացում ) եւ C \u003d eo820 այս ինքնաթիռում բեւեռացված բաղադրիչի համար (բեւեռացում). L \u003d y (/ ya - պարծենկոտ արտացոլման ասիմետրիայի գործակիցը, yww; yew - ուղեցույց միջադեպի եւ դիֆրացված անջատիչների, (y \u003d 8t (0 (0), f \u003d \u003d (0) բյուրեղի մակերեսին արտացոլող ինքնաթիռների հակումով, որը կարող է լինել ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական; Bragg- ի երկրաչափության մեջ | F |< 0, а в случае Лауэ |ф| > 0).
Քանի որ ԽԳ ^ 10-5-ը, RL- ի դիֆրակցիան տեղի է ունենում շատ նեղ անկյունային միջակայքում, որը չի գերազանցում մի քանի անկյունային վայրկյաններ: Այս փաստը, ինչպես նաեւ Ասիմետրիկ գործակիցի QDO- ի Կոպի լայնությունը, լայնորեն օգտագործվում է ռենտգենյան ճառագայթների ձեւավորման համար բազմակողմանի ռենտգեն-օպտիկական համակարգեր ստեղծելու համար (օգտագործելով ինչպես լաբորատոր ճառագայթային աղբյուրներ (SI)) նշված պարամետրերով: Հիմնական պարամետրերից մեկը ճառագայթների սպեկտրային տարանջատումն է: Monochromators- ի հայտնի բազմամշակութային դիագրամները, որոնք օգտագործում են հակա-զուգահեռ դիֆրակցիոն երկրաչափություն առնվազն երկու օպտիկական տարր եւ տրամադրելով թողունակություն, որը հավասար է մի քանի МилиEk-tonvolts- ին: Մոնոխրոմային ճառագայթների այդպիսի բարձր աստիճանը անհրաժեշտ է, օրինակ, անկայուն եւ միջուկային ռեզոնանսավորման ցրման փորձեր իրականացնելու համար: Այնուամենայնիվ, դիֆրակցիայի արդյունքում դիֆրակցիայի արդյունքում ստացված դիագրամը հանգեցնում է ռենտգենյան ճառագայթների ինտենսիվության զգալի կորստի `մոնոխրոմատորի ելքին, ինչը կարող է բարդացնել փորձի անցկացումը:
Հակադարձ ցրումը (կամ) առաջին անգամ վերանայվեց դինամիկ տեսության տեսանկյունից
ՆկՂ 1. Dormand դիագրամ տարածաշրջանի համար 0 "P / 2; - բյուրեղի բնօրինակ անկյունը:
diffracts RL- ը կատարյալ բյուրեղային ընդերքի եւ Մացուշիտայի վրա 1972 թ. Երկուսը նշել են աշխատանքի մեջ Հետաքրքիր հատկություններ Կամ. Երբ Bragging անկյունը մոտենում է 90 ° -ին, բյուրեղյա սպեկտրալ խումբը կտրուկ կրճատվում է, մինչդեռ դրա kdo- ն կտրուկ աճում է: Այսպիսով, հնարավոր եղավ ստեղծել ռենտգենյան բարձր էներգիայի բանաձեւ, օպտիկական օպտիմիզների հիման վրա: 80-ականներին: Հետաքրքրության կտրուկ շաղ տալ կամ. Ապագայում մեծ թվով հրապարակումներ եղան RL- ի հակադարձ ցրումը բարձր լուծման, չափագիտության, ինչպես նաեւ տարբեր բյուրեղային օբյեկտների կառուցվածքային բնութագրման համար: Աշխատեք կամ եւ Fabry-Pen Resonators- ի տեսության վրա, Փորձարարական օգտագործում Yu.V գրքում դիտարկվում են մոնոխորատորներ եւ գնդաձեւ անալիզատորներ, բյուրեղային վանդակապատերի պարամետրերի ճշգրիտ որոշում եւ Y- ճառագայթահարման մի քանի աղբյուրների ալիքի երկարությունները: Շուկիկոն եւ նրա դիսերտացիան: Բյուրեղների մոտ մակերեւութային տարածքի ուսումնասիրություններ, օգտագործելով ռենտգենյան ալիքների (SRV) մեթոդը `DP- ի երկրաչափության մեջ կամ համակցված երկրաչափության մեջ Վուդրուֆ ակնարկներում:
Այս աշխատանքի նպատակը RL հակադարձ ցրման միջոցով օգտագործելու տարբեր հնարավորություններ նկարագրելու փորձ է, ելնելով ինչպես եւ հրապարակումներից, որոնք չեն մտել եւ հայտնվել 2004-ից հետո
1. REVERSE STRACKING ռենտգենյան ճառագայթների առանձնահատկությունները
Հաշվի առնելով Wulfa-Bragg Equation- ի ռեկորդի RL «ավանդական» ձեւը RL «Ավանդական» ձեւը (K \u003d 2 FSIn0, որտեղ `RL- ի ալիքի երկարությունը, D - բյուրեղի միջամտությունը) կփոխվի
k (1 + W) \u003d 2D SIN 0, (2)
Որտեղ w \u003d - x0r (d / k) 2 (1 + 1 / B) (x0r- ը բացասական արժեք է):
Ռենտգեն տիպի բյուրեղային տարրը բնութագրող երկու պարամետրեր - Էներգիա (սպեկտրալ) լուծում (AE) K / E եւ ոչնչացման երկարություն L:
(AE) k / e \u003d w ctg e \u003d c | xj / b1 / 2sin2e, (3)
L \u003d իմ / ye) 1/2 / lxj: (չորս)
Համար կամ e "p / 2, հետեւաբար,« 1, B »1-ով (y / ye) 1/2 ~ Cosf: Այնուհետեւ (2) - (4) կանդրադառնա.
X (1 + Վ) 2D (1 - S2/2), (5)
(AE) K / E "S, (6)
Որտեղ - կես անկյուն ընկած եւ դիֆրացված ռենտգեն ճառագայթների միջեւ. B \u003d
Համադրելով (6) եւ (7) եւ հավատալով այդ x »2-ին, մենք ստանում ենք.
(AE) k / e "D / PL \u003d 1 / NND, (8)
որտեղ ND- ն արտացոլող ինքնաթիռների քանակն է, ոչնչացման երկարության մեջ «stacked»:
Այսպիսով, էներգիայի լուծումը հակադարձում է արտացոլող ինքնաթիռների արդյունավետ քանակին, որոնք ձեւավորում են դիֆրակցիա օրինակ: Դեֆորմացիայի գրադիենտի բյուրեղի ներկայությունը հանգեցնում է ոչնչացման երկարության նվազմանը, այնուհետեւ իր սեղանի (տեսական) արժեքով էներգետիկայի լուծման շեղման մեծությունը կարող է դատվել բյուրեղի անկատարության աստիճանի:
Էներգետիկ աճի դեպքում ոչնչացված երկարությունը մեծանում է, եւ, արդյունքում, էներգիայի լուծումը նվազում է: E "14 KEV- ի համար ոչնչացման երկարությունը 10-100 միկրոն է, հետեւաբար (AE) K / E" 10-6-10-7, որը համապատասխանում է (AE) to "1-10 mev (Աղյուսակ 1):
Ստացված մուտքի անկյունի (CADO- ի լայնությունը) արտահայտությունը կարելի է ձեռք բերել (5), (6) եւ նկ. Մեկը:
Y \u003d 2 (LXHRL) 1/2. (ինը)
(Դինամիկ RL- ի ցրման տեսության հիման վրա) (9) խիստ հեռացում (9):
Գերմանիայի եւ ճառագայթահարման Co ^ A 1-ի RELLECE- ի հակադարձ ցրման փորձարարական դիտարկման փորձարարական դիտարկման ընթացքում կենսագրության չափված լայնությունը 35 անկյուն էր: Min, որը կազմում է ավելի բարձր մեծության 3 կարգի, քան y / for e< < п/2. Формулы (6), (9) справедливы при отклонении угла Брэгга от 90° на величину, не превышающую (2|xJ)1/2 или даже (|Xhrl)1/2 , т.е. равную сотым долям градуса.
2. Փորձարարական հակադարձ ցրումը
Առաջնային եւ տարբեր ճառագայթների միջեւ փոքր անկյունային հեռավորությունը ստեղծում է վերջինիս գրանցման խնդիրը, իր հետագիծից ի վեր
Անալիզատոր (ա) 81 ^ 13 13) դետեկտոր
DualCrystal Remochromator 81 (111)
Monochromator 81 (13 13 13)
Monochromator իոնացման նմուշ (G) տեսախցիկ
Պինդ պետություն
Դետեկտորի դետեկտոր
ՆկՂ 2. Փորձարարական կայանների սխեմաներ `կամ (B, B, G) ուսումնասիրության համար, որոնք որոշվում են Parameter GE (B) եւ Sapphire վանդակավոր (ե), SRV- ի կամ (Ե) վիճակի ալիքի դաշտը ուսումնասիրելը, օգտագործելով տարբեր Գրանցվելու ուղիներ կամ. B: 1 - Flemokromator, 2 - Flat Frame Deflectect, 2 - Չորս դեֆլեկտոր, 3 - Ther երմաստիճան նմուշ, 4 - դետեկտոր; D: M - Programchromator, E - fo57 փայլաթիթեղ, թափանցիկ անժամկետ դետեկտորում; E: 1 - Programchromator, 2 - առաջին բյուրեղային ռեֆլեկտոր, 3 - երկրորդ (ջերմակարգային) ռեֆլեկտոր, որը միաժամանակ անալիզատոր եւ CCD դետեկտոր է, 4-ը `դետեկտոր: Պարզության համար, առաջնային եւ ցրված փաթեթները առանձնացված են (in, d):
Այն կարող է ծածկված լինել ռենտգենյան ռենտգենյան (նախնական մոնոխրոմաս-ջահ) կամ դետեկտոր: Խնդիրը լուծելու մի քանի եղանակներ կան:
Առաջինը բաղկացած է փորձարարական կայանի հանգույցների միջեւ հեռավորության վրա հեռավորությունից (օրինակ, օպտիկական տարրի միջեւ,
rL հակադարձ ցրումը եւ դետեկտորը): Նկարագրված է Եվրոպական սինխրոտրոնի կենտրոնի նմանատիպ կայաններից մեկը (ESRF): Նախնական Monochromator 81 (111) եւ Monochrow-Mator- ի միջեւ մեծ հեռավորության պատճառով ստացվել է E \u003d 25.7 KEV- ի համար:
<111> ■■-
ՆկՂ 3. Ռենտգենյան ճառագայթների ընթացքը Monoblock Monochromator- ում:
Երբ մոնոխրոմի ուսերի միջեւ եղած հեռավորությունը
197 մմ, Reflex 81 (777) եւ E \u003d 13.84 կՎ, Բրագի մարգինալ անկյունը 89.9 ° է:
Լաբորատոր փորձարարական կայանքների համար օպտիկական տարրերի միջեւ հեռավորության աճը հաճախ կապված է դժվարությունների հետ: Հետեւաբար, RL- ի հակադարձ ցրումը կատարելու մյուս հնարավորությունը «նոսր» առաջնային եւ տարբեր ճառագայթներ է: Ձախ բրնձի վրա: 2B- ը փորձի դիագրամ է `Գերմանիայի վանդակավոր պարամետրը որոշելու համար: Այստեղ, դեֆլեկտոր 2-ը, որը բարակ հարթ զուգահեռ բյուրեղային ափսե է, արտացոլում է նախնական մոնոխրոմ ռենտգենյան ճառագայթների փաթեթը 3 նմուշի վրա, բայց 2e\u003e Yudef- ում (Yidef - դեֆլեկտորի ստացող անկյուն) դառնում է թափանցիկ դիֆրացված ճառագայթը: Միեւնույն ժամանակ դետեկտորի 4-ի համար, անկյունների շրջանակը 2e< юдеф является "мертвой зоной". Для того чтобы рассеянные РЛ регистрировались детектором при е = 0, в предложено использовать в качестве дефлектора клиновидный кристалл 2 (правая часть рис. 2б). Тогда из-за поправки на рефракцию РЛ брэгговские углы для разных сторон дефлектора (который в данной схеме может служить также анализатором), согласно (2),
Բլագով Ա.Է., Կովալչուկ Մ.Վ., Կոն Վ.Վ., Պիսարեւսկու Յու.Վ., Պռոշկով Պ. - 2010 թ
Իրժակ Դ. Վ., Ռոշոբուպկինի Դ. Վ., Սվիգրեւ Ա., Սվյգիրեւ I. I. - 2011
Բլագով Ա.Է., Կովալչուկ Մ.Վ., Կոն Վ.Բ., Մուհամեդժանով Է.Հ.Կ., Պիսարեւսկու Յու.Վ., Պռոշկով Պ.Ա. - 2011 թ
