夫朗禾费衍射的条件单缝衍射测定入射光波长的原理

人艰不拆2023-05-04  23

夫朗禾费衍射也叫远场衍射,要求距离比较远,称远场条件,

具体的,距离 远大于 衍射物的尺寸的平方/波长,

如果距离比较近,不符合远场条件,就是 菲涅耳 衍射,也叫 近场衍射。

单缝衍射,测定中央明条纹的角宽度,即两倍的衍射角,

那么,单缝宽度asin衍射角 = 波长

一个小晶体衍射X射线,其衍射方向是与晶体的周期性(d)有关的。一个衍射总可找到一个晶面族HKL,使它与入射线在此面族上符合反射关系,就以此面族的符号HKL作为此衍射之指数。其间关系用布拉格方程(式1)来表示。

2dHKLsinθHKL=nλ ⑴

式中,θHKL为入射线或反射线与晶面族之间的夹角(见图2),λ为入射X射线波长,n为反射级数。

衍射线的强度是与被重复排列的原子团的结构,也即和原子在晶胞中的分布装况(坐标)有关,其间的关系由方程式⑵表示

式中,E称为累积能量,I0为入射线强度,e,m为电子的电荷与质量,c为光速,λ为X射线波长,Vu为晶胞体积,称洛仑兹偏振(LP)因子,|F|为结构振幅,e-2MT为温度因子,A为吸收因子,V为小单晶体的体积,ω为样品的转速,其中结构因子

=|FHKL|eiαHKL ⑶

式中,fj,xj,yj,zj 分别为第j个原子的原子散射因子及它在晶胞中的分数坐标(以晶胞边长为1)。n为晶胞中的原子数。αHKL为HKL衍射的相角。从此式可知衍射线强度是与各原子在晶胞中的位置(即结构)有关的,故反过来可从衍射线强度的分析解出晶胞中各原子的位置,即晶体结构。其方法是 ⑷

通过晶胞中的电子密度ρ(x,y,z)的计算。

故若知各衍射的FHKL,就可按⑷式计算晶胞的三维电子密度图。原子所在处电子密度应该很高,故依此可定出原子在晶胞中位置,得出晶体结构。但是从衍射强度获得的是结构振幅|F|,|F|与F之间的关系见式⑶。如何求得各HKL衍射的相角αHKL就成为X射线单晶衍射解晶体结构的关键。

波的衍射指波在传播过程中,遇到障碍物绕过障碍物或缝隙时传播方向发生变化的现象。是波的重要特性之一。

只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象(但也不能比波长小太多,当孔的宽度为波长的大约3/10时波的衍射现象已经不明显--与能量有关,能量会在传播过程中转化为内能或势能)

相对于波长而言,障碍物的线度越大衍射现象越不明显,障碍物的线度越小衍射现象越明显。障碍物或孔的尺寸大小,并不是决定衍射能否发生的条件,仅是使衍射现象明显表现的条件。一般情况下,波长较大的波容易产生显著的衍射现象。波传到小孔(或障碍物)时,小孔处(或障碍处)的波看作一个新的波源(惠更斯原理),由它发出与原来同频率的波(称为子波)在孔后的传播,于是就出现了波线偏离原波线传播方向的衍射现象。当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出,但由于能量减弱,衍射现象不容易观察到。

以上就是关于夫朗禾费衍射的条件单缝衍射测定入射光波长的原理全部的内容,包括:夫朗禾费衍射的条件单缝衍射测定入射光波长的原理、X射线在晶体上产生衍射的条件是什么、波的衍射的条件的问题等相关内容解答,如果想了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!

转载请注明原文地址:https://juke.outofmemory.cn/read/3796806.html

最新回复(0)