Akademik

ДИФРАКЦИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ

ДИФРАКЦИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ: явление, возникающее при упругом рассеянии рентгеновского излучения в кристаллах, аморфных телах, жидкостях или газах и состоящее в появлении отклонённых (дифрагированных) лучей, распространяющихся под определёнными углами к первичному пучку. Д. р. л. обусловлена пространств. когерентностью между вторичными волнами, возникшими при рассеянии первичного излучения на эл-нах разл. атомов. В нек-рых направлениях, определяемых соотношением между длиной волны излучения l и межатомными расстояниями в в-ве, вторичные волны складываются, находясь в одинаковой фазе, в результате чего создаётся интенсивный дифракц. луч. Дифракц. картина может быть зафиксирована на фотоплёнке; её вид зависит от структуры объекта и эксперим. метода. Напр., рентгенограммы от монокристаллов (лауэграммы) образованы закономерно расположенными пятнами (рефлексами), от поликристаллов (дебаеграммы) — системой концентрич. окружностей, от аморфных тел, жидкостей и газов — совокупностью диффузионных ореолов вокруг центр. пятна. Д. р. л. впервые была экспериментально обнаружена на кристаллах нем. физиками М. Лауэ, В. Фридрихом и П. Книппингом в 1912 и явилась доказательством волновой природы рентгеновских лучей.

Наиболее чётко выражена Д. р. л. на кристаллах. Кристалл явл. естеств. трёхмерной дифракц. решёткой для рентгеновского излучения, т. к. расстояние между рассеивающими центрами (атомами) в нём одного порядка с l рентгеновского излучения (=1 ? =10-8 см). Д. р. л. на кристаллах можно рассматривать как избирательное (по l) отражение рентгеновских лучей от систем ат. плоскостей кристаллической решётки (см. БРЭГГА — ВУЛЬФА УСЛОВИЕ). Направление дифракц. максимума удовлетворяет условиям Лауэ:

Здесь а, b, с — периоды крист. решётки по трём её осям; a0, b0, g0 — углы, образуемые падающим, а a, b, g — рассеянным лучом с осями кристалла; h, k, l — целые числа (Миллера индексы).

Интенсивность дифрагиров. луча определяется атомными факторами, к-рые зависят от электронной плотности атомов, расположением атомов в элем. ячейке (структурным фактором), а также интенсивностью тепловых колебаний атомов крист. решётки. На неё влияют также размеры и форма объекта, степень совершенства кристалла и др. хар-ки. Зависимость величины и пространств. распределения интенсивности рассеянного рентгеновского излучения от структуры и др. хар-к объекта легла в основу рентгеновского структурного анализа и рентгенографии материалов.

Д. р. л. на кристаллах даёт возможность определять длину волны рентгеновского излучения (см. РЕНТГЕНОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ).

Д. р. л, на аморфных твёрдых телах, жидкостях и газах позволяет оценивать средние расстояния между молекулами или расстояния между атомами в молекуле и определять распределение плотности в-ва.

Дифрагиров. пучки составляют часть всего рассеянного излучения. Из-за нарушений периодичности строения кристаллов часть излучения рассеивается некогерентно и образует изотропный фон. Кроме того, наблюдается комптоновское рассеяние с изменением l (см. КОМПТОНА ЭФФЕКТ).