X射线衍射和电子衍射 PPT幻灯片.ppt

X射线衍射和电子衍射_PPT幻灯片1

梁工英
理学院材料物理系
X射线和电子衍射在材料科学研究中的应用
前言晶体的概念
红宝石单晶
晶面角守恒定律
1669年丹麦学者斯泰诺(N. Steno)
一、X射线物理基础
(一)X 射线的发现
1895年11月8日,德国物理学家伦琴在研究真空管的高压放电时,偶然发现镀有氰亚铂酸钡的硬纸板会发出荧光。
进一步研究发现,虽然肉眼不能观察到,但可使照相底片感光、荧光板发光和使气体电离;能透过可见光不能透过的物体;沿直线传播,在电场与磁场中不偏转,在通过普通光栅亦不引起衍射;这种射线对生物有很厉害的生理作用。由于,当时对这种射线不了解,故称之为X射线。后来也称伦琴射线。 伦琴发现,不同物质对X射线的穿透能力是不同的。他用X射线拍了一张其夫人手的照片。很快,X射线发现仅半年时间就在医学上得到了应用。
1896年,伦琴将他的发现和初步的研究结果发表在英国的《Nature》杂志上。 1901年,诺贝尔奖第一次颁发,伦琴因X射线的发现而获得第一个诺贝尔物理学奖。
物理
依托学科
究基地
爱因期坦称,劳厄的实验“物理学最美的实验”。它一箭双雕地解决了X射线的波动性和晶体的结构的周期性。
物理
依托学科
(三)X射线的产生
(四)相干散射和非相干散射
1)相干散射(经典散射)  当X射线与原子中束缚较紧的电子(如内层电子)作用时,电子无法脱离所在的能级,但可以产生受迫振动。每个受迫振动的电子便成为一个新的电磁波源,向四周辐射与入射X射线的频率(波长)相同,电磁波。
A、与物质原子中束缚较紧的电子作用。B、散射波随入射X射线的方向改变了,但频率(波长)相同。C、各散射波之间符合振动方向相同、频率相同、位相差恒定的干涉条件,可产生干涉作用。
X射线与物质作用时
物理
依托学科
究基地
2)非相干散射(量子散射)
当X射线与束缚较小的外层电子或自由电子作用时,X射线光子将一部分能量传给电子,使之脱离原有的原子而成为反冲电子。同时光子本身也改变了传播方向,发生散射,且能量减小,即散射X射线的波长变长了。
△λ=(1-cos2θ)
康普顿-吴有训