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x射线衍射第4章_PPT幻灯片X射线衍射理论
X射线
晶体
衍射花样
产生衍射花样
由衍射花样测定晶体结构
X射线衍射理论将晶体结构和衍射图谱有机联系起来
衍射束的方向—晶胞形状大小
衍射束的强度—晶胞中的原子位置和种类
衍射束的开关大小—晶胞形状大小
第4章 X射线衍射方向
劳厄方程
布拉格方程
衍射矢量方程
厄瓦尔德图解
X射线衍射实验概述
联系X射线衍射方向与晶体结构之间关系的方程
劳厄方程:基于直线点阵
布拉格方程:基于平面点阵
等效
Laue方程
一维原子列的衍射线束方向:
原子列的点阵常数为a,平行入射的X射线波长为λ,它与原子列所成的夹角为α1,此时每个原子都是相干散射波波源。
与原子列成β1角的方向上是否有衍射线取决于相邻两原子在该方向上的散射线是否同相,或者其广程差是否为原X射线波长的整数倍。
假设:由于原子包含众多电子,同一原子内各电子散射波存在周相差,晶体又是原子的三维集合。幸而我们所关心的仅仅是晶体对X射线衍射的总结果
忽略同原子中电子散射波的周相差
无缺陷的理想结构
X射线束严格单色和平行
其中,H为整数(0,±1, ±2….),称为衍射级数
散射线干涉加强
二维原子面的衍射:
OA和OB为原子面的两个晶轴,其夹角为γ,点阵常数为a 和b 。
入射X射线以任意方向照射到原子面上,并与OA和OB轴分别成α1和α2 的夹角。
二维原子面的衍射条件:
如果以上两个方程同时满足,则将分别形成以OA和OB原子列为轴的同轴圆锥组。两圆锥相交的两直线方向就是衍射线束的方向。
当二维原子面的OA和OB两晶轴相互垂直,单色X射线垂直于原子面入射,底片置于原子面后面并与原子面平行,衍射花样将是一些有规律排列的衍射斑点。
三维晶体的衍射:
OA、OB和OC分别为三维晶体的三个晶轴,点阵常数为a 、b 和 c 。
三维晶体的衍射条件:
劳厄方程
用单色X射线照固定单晶,通常情况下上述三个方程不会同时满足,因此不会发生衍射。
如果改变入射线束与晶轴的夹角,或者改变波长,会使上述三个方程同时满足,此时以三个晶轴为轴的三个圆锥交于同一直线,该直线的方向即为衍射线束的方向。
入射线与某晶轴方向一致、三个晶轴相互正交、X射线与底片垂直的衍射花样: