X射线衍射分析的理论发展
1912年劳埃等人根据理论预见,并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象,证明了X射线具有电磁波的性质,成为X射线衍射学的第一个里程碑。当一束单色X射线入射到晶体时,由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成,这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有
相同数量级,故由不同原子散射的X射线相互干涉,在某些特殊方向上产生强X射线衍射,衍射线在空间分布的方位和强度,与晶体结构密切相关。这就是X射线衍射的基本原理。衍射线空间方位与晶体结构的关系可用布拉格方程表示:
2dsinθ=nλ
式中:λ是X射线的波长;θ是衍射角;d是结晶面间隔;n是整数。波长λ可用已知的X射线衍射角测定,进而求得面间隔,即结晶内原子或离子的规则排列状态。将求出的衍射X射线强度和面间隔与已知的表对照,即可确定试样结晶的物质结构,此即定性分析。从衍射X射线强度的比较,可进行定量分析。 照相法以光源发出的特征X射线照射多晶样品,并用底片记录衍射花样。根据样品与底片的相对位置,照相法可以分为德拜法、聚焦法和针孔法,其中德拜法应用最为普遍。
德拜法以一束准直的特征X射线照射到小块粉末样品上,用卷成圆柱状并与样品同轴安装的窄条底片记录衍射信息,获得的衍射花样是一些衍射弧。此方法的优点为:⑴ 所用试样量少(0.1毫克即可);⑵ 包含了试样产生的全部反射线;⑶ 装置和技术比较简单。
聚焦法的底片与样品处于同一圆周上,以具有较大发散度的单色X射线照射样品上较大区域。由于同一圆周上的同弧圆周角相等,使得多晶样品中的等同晶面的衍射线在底片上聚焦成一点或一条线。聚焦法曝光时间短,分辨率是德拜法的两倍,但在小θ 范围衍射线条较少且宽,不适于分析未知样品。
针孔法用三个针孔准直的单色X射线为光源,照射到平板样品上。根据底片不同的位置针孔法又分为穿透针孔法和背射针孔法。针孔法得到的衍射花样是衍射线的整个圆环,适于研究晶粒大小、晶体完整性、宏观残余应力及多晶试样中的择优取向等。但这种方法只能记录很少的几个衍射环,不适于其它应用。 双晶衍射仪用一束X射线(通常用Ka1作为射线源)照射一个参考晶体的表面,使符合布拉格条件的某一波长的X射线在很小角度范围内被反射,这样便得到接近单色并受到偏振化的窄反射线,再用适当的光阑作为限制,就得到近乎准值的X射线束。把此X射线作为第二晶体的入射线,第二晶体和计数管在衍射位置附近分别以Δθ 及Δ(2θ)角度摆动,就形成通常的双晶衍射仪。
在近完整晶体中,缺陷、畸变等体现在X射线谱中只有几十弧秒,而半导体材料进行外延生长要求晶格失配要达到10-4或更小。这样精细的要求使双晶X射线衍射技术成为近代光电子材料及器件研制的必备测量仪器,以双晶衍射技术为基础而发展起来的四晶及五晶衍射技术(亦称为双晶衍射),已成为近代X射线衍射技术取得突出成就的标志。但双晶衍射仪的第二晶体最好与第一晶体是同种晶体,否则会发生色散。所以在测量时,双晶衍射仪的参考晶体要与被测晶体相同,这个要求使双晶衍射仪的使用受到限制。
X射线衍射仪发展历史
因此,能够对物质材料的结构进行分析测定的X射线衍射分析法,随着其理论的日臻成熟以及相关技术的发展,特别是计算技术、微电子学、各种新型射线检测器等高新技术的发展,日益受到重视。 其应用现在已经渗透到广泛的领域和众多的行业。 X射线衍射分析法又是一种无损坏、非破坏性的分析方法,准备样品的操作简单,因而备受欢迎...
X射线衍射分析原理与应用的简介
本书在对X射线衍射分析原理简单介绍基础上,选出了许多有代表性的应用实例,重点介绍X射线分析法在新型材料研究方面的应用。全书共10章。第1章为概述。第2章至第5章为X射线衍射分析法基础理论部分。第6章、第7章为X射线衍射物相定性和定量分析方法。第8章为衍射系统消光概念及应用。第9章为应用实例...
如何对x射线图进行物相分析,请写出详细步骤
就可以更准确地得到定性和定量分析的结果,从而免去了一些定性分析和整个定量分析的实验和计算过程.2、点阵常数的精确测定 点阵常数是晶体物质的基本结构参数,测定点阵常数在研究固态相变、确定固溶体类型、测定固溶体溶解度曲线、测定热膨胀系数等方面都得到了应用.点阵常数的测定是通过X射线衍射线的位置(θ ...
看灯光有射线咋回事?
②当超声波频率较高,且光束穿越声场的作用距离较大的情况下,类似于X 射线在点阵上的衍射作用,光束通过声场以后,在出射光束的一侧出现较强的一级衍射光,服从布拉格父子提出的理论,称为布拉格衍射。不管在哪一种衍射的情况下,衍射光束都要产生偏转、频移和强度变化,变化的量值则随声波的强度、波长...
关于石墨X射线衍射图的几个问题
测出θ后,利用布拉格公式即可确定点阵平面间距、晶胞大小和类型;根据衍射线的强度,还可进一步确定晶胞内原子的排布状况。这便是X射线结构分析中的粉末法或德拜-谢乐(Debye—Scherrer)法的理论基础。而在测定单晶取向的劳厄法中所用单晶样品保持固定不变动(即θ不变),以辐射束的波长作为变量来保证晶体...
晶体X射线衍射现象的发现者是哪一位科学家?
劳厄(Max Von Laue,1879~1960)是德国著名的物理学家,晶体X射线衍射现象的发现者。发现晶体X射线衍射现象的直接起因与慕尼黑大学理论物理教授索末菲的研究生厄瓦耳(Paul Peter Ewald)密切相关。
现代分析测试技术的目录
第一篇 X射线荧光分析第一章 X射线物理学第二章 波长色散x射线荧光光谱仪的结构和工作原理第三章 基体效应第四章 X射线荧光光谱定量分析第五章 X射线荧光光谱分析样品的制备主要参考文献第二篇 X射线衍射分析第一章 X射线衍射的运动学理论(I)第二章 X射线衍射的运动学理论(Ⅱ)第三章 X射线衍射...
X射线衍射的方向和强度与晶体结构之间的有什么对应关系
再进一步的就是进行X射线衍射物相定量分析,根据衍射花样的强度,确定材料中各物相的含量,作出含量比例的计算判断。X射线衍射在金属学、无机材料学、合金、纳米材料等中的应用:X射线衍射现象发现后,很快被用于研究金属和合金的晶体结构,出现了许多具有重大意义的结果。如韦斯特格伦(A.Westgren)(1922年)...
讨论在X射线衍射中金刚石结构晶体的消光法则
因为衍射线强度I(hkl)正比于结构因数∣F(hkl)∣^2, 故这时的I(hkl) = 0, 即衍射没有光强,不表现为衍射。这种因∣F(hkl)∣= 0而使衍射空间中某些指标的衍射线消失的现象称为衍射系统消光。学习和掌握消光的概念和规律,无疑能够对解析和归属衍射图谱花样、衍射线指标化、点阵类型的确定、空间...
关于X射线粉末衍射中结构因子的问题
对于X射线衍射谱图的解析,在计算衍射峰强度的过程中,有多个影响因素,结构因子F(hkl)只是其中应该影响因素。故,整个谱图各衍射峰的强度是不一样的。影响衍射强度各因子的物理意义:衍射线的强度能反映晶体内微观结构信息,因此进行衍射强度分析的过程也是完成晶体结构判断的过程;衍射强度分析是衍射分析...
赫哀百乐: 1912年劳埃等人根据理论预见,并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象,证明了X射线具有电磁波的性质,成为X射线衍射学的第一个里程碑.当一束单色X射线入射到晶体时,由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成,这些规则排...
保康县13693985356: 二十世纪都有哪些科学成就 - ?
赫哀百乐:[答案] 20世纪是变化巨大的一个世纪,20世纪的科学成就在各学科都取得了很多的重大的进展和发现,对人类社会各方面产生了深... 络合物化学键理论的建立和发展 X射线衍射分析法的成就 化学反应的理论 电子转移理论的建立和发展 分析化学 光谱...
保康县13693985356: 20世纪产生重大影响的十项技术 - ?
赫哀百乐: 下面列出了在20世纪的科学成就. 数学 抽象代数学的兴起 泛函分析的诞生 自然科学 物理学 x射线、放射性和电子的发现 原子可变性和同位素的发现 狭义相对论和广义相对论 量子论的建立和发展 光量子论和光的波粒二象性 量子力学的建立 核...
保康县13693985356: 1953年沃森和克里克通过x射线衍射分析研究提出什么模式理论? - ?
赫哀百乐: DNA双链模型
保康县13693985356: x射线衍射的物理原理 - ?
赫哀百乐: x射线衍射原理 1913年英国物理学家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在劳厄发现的基础上,不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的著名公式──布拉格方程: 2d sinθ=nλ 式中λ为X射线的波长,n为任何...
保康县13693985356: 2o世纪有什么重大的科学成就?找出实例. - ?
赫哀百乐: 20世纪有什么重大的科学成就:真空微电子器件的兴起 电话、卫星通信等先进通信手段的出现 广播与电视 雷达 计算机的发明和发展
保康县13693985356: X射线衍射的方向和强度与晶体结构之间的有什么对应关系 - ?
赫哀百乐: 1912年劳埃等人根据理论预见,并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象,证明了X射线具有电磁波的性质,成为X射线衍射学的第一个里程碑.当一束单色X射线入射到晶体时,由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成,这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有X射线衍射分析相同数量级,故由不同原子散射的X射线相互干涉,在某些特殊方向上产生强X射线衍射,衍射线在空间分布的方位和强度,与晶体结构密切相关,每种晶体所产生的衍射花样都反映出该晶体内部的原子分配规律.这就是X射线衍射的基本原理.
保康县13693985356: 衍射的原理 - ?
赫哀百乐: 从波源发出的波经过同一传播时间到达的各点所组成的面,叫做波面(或波前).荷兰物理学家惠更斯经过长期研究,于1690年提出了一条关于波的传播的重要原理,叫做惠更斯原理,这一原理是:波面上的各点可以看做是新的波源,叫做子波...
保康县13693985356: 什么是化学现代分析与测试技术? - ?
赫哀百乐: 现代分析测试技术(Modern Technology of Test and Analysis) 1、先修课程:化学、物理、晶体学、分析化学或材料学等相关学科的课程2、教学目的:本课程主要学习用于成分分析、结构分析、表面形态分析、谱学分析及物化性质测定等...
保康县13693985356: 什么是xrd分析 - ?
赫哀百乐: 研究X射线波长和一般晶体晶格参数发现,两者的尺寸是数值相当或比较接近,从而有科学家断言,晶体晶格是X射线发生衍射现象的天然栅栏!后来果然得到了验证.晶体是这样;非晶体的物质没有这种有规律的格子排列格局,当然就不能获...