2015年環(huán)保工程師基礎(chǔ)考點(diǎn)衍射原理

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　　X射線衍射（環(huán)球網(wǎng)校環(huán)保工程師頻道提供衍射原理復(fù)習(xí)資料）原理

　　1913年英國物理學(xué)家布拉格父子(W.H.Bragg，W.L.Bragg)在勞厄發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，不僅成功地測定了NaCl、KCl等的晶體結(jié)構(gòu)，并提出了作為晶體衍射基礎(chǔ)的著名公式──布拉格方程：2d sinθ=nλ

　　式中λ為X射線的波長，n為任何正整數(shù)。

　　當(dāng)X射線以掠角θ(入射角的余角)入射到某一點(diǎn)陣晶格間距為d的晶面上時(shí)(圖1)，在符合上式的條件下，將在反射方向上得到因疊加而加強(qiáng)的衍射線。布拉格方程簡潔直觀地表達(dá)了衍射所必須滿足的條件。當(dāng)X射線波長λ已知時(shí)(選用固定波長的特征X射線)，采用細(xì)粉末或細(xì)粒多晶體的線狀樣品，可從一堆任意取向的晶體中，從每一θ角符合布拉格方程條件的反射面得到反射，測出θ后，利用布拉格方程即可確定點(diǎn)陣晶面間距、晶胞大小和類型;根據(jù)衍射線的強(qiáng)度，還可進(jìn)一步確定晶胞內(nèi)原子的排布。這便是X射線結(jié)構(gòu)分析中的粉末法或德拜-謝樂(Debye—Scherrer)法(圖2a)的理論基礎(chǔ)。而在測定單晶取向的勞厄法中(圖2b)所用單晶樣品保持固定不變動(dòng)(即θ不變)，以輻射束的波長作為變量來保證晶體中一切晶面都滿足布拉格方程的條件，故選用連續(xù)X射線束。如果利用結(jié)構(gòu)已知的晶體，則在測定出衍射線的方向θ后，便可計(jì)算X射線的波長，從而判定產(chǎn)生特征X射線的元素。這便是X射線譜術(shù)，可用于分析金屬和合金的成分。

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