二讲X射线物相分析.ppt
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1、第二讲 X射线物相分析,1,2,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高压放电现象时偶然发现的。他发现电流通过时,两米开外一个涂了氰亚铂化钡的小屏发出明亮的荧光 。认为是真空管发出的一种射线。 由于对这种射线本质和特性尚无了解,故称x射线,也叫伦琴射线。,伦琴(1845-1923),X射线的产生及其与物质的作用方式,3,伦琴发现:不同物质对x射线穿透能力是不同的。 医学透视 安检,4,1901年第一届诺贝尔物理学奖评选时,由于伦琴的这一发现,29封推荐信中就有17封集中推荐他,伦琴最终获得了第一次诺贝尔物理学奖金。,5,X射线的本质、产生及命名规则,对X射线本质的争论
2、,焦点集中在: 粒子流:亨利布拉格 波动性:巴克拉,1. X射线的性质,6,对X射线波动性最完美的研究是德国物理学家劳厄(Laue)。,著名物理学家索末菲的一名研究生厄瓦耳向他请教关于光在晶体中散射的数学分析问题 。,7,当光通过与其波长相当的光栅时会发生衍射作用,人们推测晶体内部的质点是规则排列的,间距在10-10m,如果x射线是一种波,且波长与晶体内部质点间的距离相当,那么用x射线.,x射线衍射?!,8,在伦琴的两名研究生弗里德里希(W. Friedrich)和克尼(Knipping)的帮助下,劳厄进行了第一次X射线衍射实验,并取得了成功。,第一次X射线衍射实验所用的仪器, 所用的晶体是硫
3、酸铜。,9,劳厄法X射线衍射实验与所拍的照片,10,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结构的周期性。,11,后来的科学证明,与可见光一样, X射线的本质是一种电磁波。 它具有波粒二象性。即,它既具波动性,又具有粒子性。 在X射线衍射分析中应用的主要是它的波动性,反映在传播过程中发生干涉、衍射作用。 在与物质相互作用,进行能量交换时,则表现出它的粒子性。,X射线与物质的相互作用,12,13,X射线与物质的相互作用,14,与原子中束缚较紧的内层电子相撞产生的,散射波与入射波的频率相同,但方向改变。,1) X射线的散射,1. 相干散射,相干散射波之间
4、符合振动方向相同、频率相同、位相差恒定(光的干涉条件)。 X射线衍射物相分析就是利用的相干散射。,15,2. 非相干散射 当x射线光子与束缚力不大的外层电子、价电子或金属晶体中自由电子相碰撞。电子被撞离原运行方向同时带走光子的一部分动能成为反冲电子。同时入射X射线波长变长并偏离原来方向2角。,散射波波长随散射方向而变, 不参与晶体对X射线的衍射,只形成连续背底,给衍射分析带来不利影响,产生衍射的必要条件是满足布拉格方程的要求。,16,2dsin = ,1. 当采用特定波长的单色X射线( 不变)来照射固定的单晶体时( ,d不变);、 和 d 值都固定,未必正好满足布拉格方程,因此不一定能产生衍射
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