Дифракция рентгеновских лучей
-
История дифракции рентгеновских лучей
- Вильгельм Рентген открыл рентгеновские лучи в 1895 году.
- Чарльз Гловер Баркла показал, что рентгеновские лучи обладают свойствами электромагнитных волн.
- Макс фон Лауэ в 1912 году наблюдал дифракцию рентгеновских лучей на кристаллах.
- Уильям Лоуренс Брэгг разработал закон Брэгга в 1912-1913 годах.
-
Основы дифракции рентгеновских лучей
- Кристаллы рассеивают рентгеновские лучи через свои электроны.
- Упругое рассеяние создает сферические волны, которые могут интерферировать.
- Брэгговская модель дифракции связывает отражения с равномерно расположенными слоями в кристалле.
-
Сфера Эвальда и амплитуды рассеяния
- Дифракционная картина представляет собой сферический срез взаимного пространства.
- Амплитуды рассеяния определяются плотностью электронов внутри кристалла.
- Интенсивность рассеяния пропорциональна локальной амплитуде набегающей волны и количеству рассеивателей.
-
Измерение интенсивности отражения
- Измеренная интенсивность отражения равна квадрату амплитуды рассеяния.
- Кристаллические области должны быть достаточно большими, чтобы рентгеновские лучи рассеивались только один раз.
-
Источники рентгеновского излучения
- Вращающийся анод: недорогие и простые в обслуживании, но ограничены длиной волны и интенсивностью нагрева.
- Микрофокусная трубка: высокая мощность луча при низкой мощности.
- Синхротронное излучение: мощные и яркие, но требуют криокристаллографии для защиты образцов.
- Лазер на свободных электронах: самые яркие источники, но разрушают образцы.
-
Методы рассеяния
- Дифракция на монокристаллах: дает больше структурной информации, но требует крупных кристаллов.
- Порошковая дифракция: используется для определения структуры ДНК.
- Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей: используется для изучения быстрых событий.
- Метод Лауэ: используется для кратковременного воздействия, но не подходит для полной атомной структуры.
- Дифракция электронов: сильное рассеяние, информация об отдельных атомах.
- Дифракция нейтронов: полезна для наблюдения легких атомов, но требует интенсивных монохроматических пучков.