Семестр_3_Лекция_22_23 (Все лекции по физике в пдф), страница 2

Поэтому решетки пригодны для исследования широких участков спектра.Разрешающая сила Разрешающей способностью спектрального прибора называется величина R =λ, где δλ - минимальная разность длин двух волн, при которойδλони воспринимаются раздельно друг от друга.Критерий разрешения Рэлея. Спектральные линии сIλ+δλблизкими значениями λ и λ+δλ считаются разрешенными,λесли главный максимум для одной длины волны совпадает по своему положению с первым минимумом для другой длины волны.Если главный максимум порядка m для длины вол-ны λ+δλ накладывается на первый вторичный минимум того же порядка, тоλ1m ( λ + δλ ) =  m +  λ .

Откуда mδλ = , поэтому разрешающая сила дифракционнойNNрешётки определяется по формуле R =λ= mN .δλДифракционные решётки бывают прозрачные и отражающие. Прозрачныеизготавливаются из стеклянных или кварцевых пластинок, на поверхность кото-Семестр 3. Лекции 22-238рых нанесены штрихи, непрозрачные для света. На зеркальную поверхность наносят штрихи.

Типичным примером отражательной дифракционной решётки являются компьютерные компакт-диски.Дифракция рентгеновских лучей.Если две дифракционные решетки наложить одна на другую так, чтобы ихштрихи были взаимно перпендикулярными, то такая пластинка будет являтьсядвумерной решёткой.Естественным примером трёхмерной дифракционной решётки являются всекристаллические тела. В расположении атомов у таких тел наблюдается определённая упорядоченность, характеризуемая пространственным периодом. Периодрасположения атомов зависит от направления. Среднее расстояние между атомами в кристаллических телах имеет порядок 10-10 м, что сопоставимо с длиной волны рентгеновского излучения.

Поэтому на кристаллических телах наблюдаетсядифракция рентгеновских лучей.Впервые дифракция рентгеновских лучей от кристаллов была экспериментально обнаружена немецкими физиками М. Лауэ, В. Фридрихом и П. Книппингом в 1912 г..Под действием рентгеновского излучения каждый атом кристаллическойрешетки становится источником сферическихволн той же частоты, что и падающих волн. Русский ученый Ю. В.

Вульф и английские физикиУ. Г. и У. Л. Брэгги показали независимо друг отdθθдруга, что расчет дифракционной картины откристаллической решетки можно провести следующим простым способом.Проведем через узлы кристаллической ре-шетки параллельные равноотстоящие плоскости. В дальнейшем мы будем называть их атомными плоскостями. Если падающая на кристалл волна плоская, тоогибающая вторичных волн, порождаемых атомами, лежащими в такой плоско-Семестр 3. Лекции 22-239сти, также будет плоской. Таким образом, суммарное излучение атомов, лежащихв одной атомной плоскости, можно представить в виде плоской волны, отразившейся от усеянной атомами поверхности по обычным законам отражения.

Плоские вторичные волны, отразившиеся от разных атомных плоскостей, когерентныи будут интерферировать между собой подобно волнам, посылаемым в данномнаправлении различными щелями дифракционной решетки. При этом вторичныеволны будут практически погашать друг друга во всех направлениях, кроме тех,для которых разность хода между соседними волнами является кратной λ. Разность хода двух волн, отразившихся от соседних атомных плоскостей, равна2d sin θ , где d – расстояние между атомными плоскостями, θ - угол, дополнитель-ный к углу падения и называемый углом скольжения падающих лучей. Следовательно, направления, в которых получаются дифракционные максимумы, определяются условием:2d sin θ = mλ .Соотношение называется формулой Вульфа – Брэгга.Плоскости, в которых наблюдается наибольшее количество атомов, называются главными атомными (или кристаллографическими) плоскостями.При дифракции рентгеновского излучения на кристалле наблюдается отражение от большого количества различных атомных плоскостей, но наибольшаяинтенсивность у излучения, отразившегося от главных атомных плоскостей.Рентгеновский структурный анализ (рентгеноструктурный анализ) - этометод исследования атомно-молекулярного строения веществ, преимущественнос кристаллической структурой, основанный на изучении дифракционной картины,полученной при взаимодействия с исследуемым образцом рентгеновского излучения.Например, метод Лауэ - простейший метод получения рентгенограмм отмонокристаллов.

Кристалл в эксперименте Лауэ неподвижен, а используемоерентгеновское излучение имеет непрерывный спектр. Расположение дифракционных пятен на лауэграммах зависит от симметрии кристалла и его ориентации относительно падающего луча. По характеру пятен на лауэграммах можно выявитьСеместр 3. Лекции 22-2310внутренние напряжения и некоторые др. дефекты кристаллической структуры.Методом Лауэ проверяют качество монокристаллов при выборе образца для егоболее полного структурного исследования.Рентгеновская спектроскопия - получение рентгеновских спектров испускания и поглощения и их применение к исследованию электронной энергетической структуры атомов, молекул и твёрдых тел.

Для получения рентгеновскихспектров исследуемое вещество бомбардируют электронами в рентгеновскойтрубке либо возбуждают флуоресценцию исследуемого вещества под действиемрентгеновского излучения..