01第一章-微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理(已修改)
2025-08-05 01:43 本頁(yè)面
【正文】 第一章 微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理 第一章 微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理 ?用載能粒子作為入射束轟擊樣品 ， 在與樣品相互作用后便帶有樣品的結(jié)構(gòu)信息 ， 分為吸收和發(fā)射光譜 。 ?所用波長(zhǎng)應(yīng)該與要分析的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)相應(yīng) ， 例如要想分析原子排列 ， 必須用波長(zhǎng)接近或小于原子間距的入射束 。 ?電子 、 X射線 、 離子束 、 光子和中子是最常見的束源 。 入射束 出射束 物質(zhì) ? 我們向平靜的湖面上投入一個(gè)小石子 ， 可以看到石子激起的水波形成圓形的波紋 ，并向周圍傳播 ． 當(dāng)波紋遇到障礙物 (如蘆葦 ) 以后的情況 后會(huì)怎樣 ？ 波的衍射現(xiàn)象 波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的衍射． 【 演示動(dòng)畫 】 【 演示實(shí)驗(yàn) 】 ? 在水波槽里放一個(gè)較大的擋板，讓波源發(fā)出的圓形波遇到擋板，觀察波還能否繞到擋板后面？ 現(xiàn)象：水波繞不到擋板后面而繼續(xù)傳播 說(shuō)明 : 發(fā)生衍射現(xiàn)象的條件與障礙物的大小有關(guān)。 猜想 : 那么 障礙物的大小 與 波的那個(gè)參量有關(guān)？ 發(fā)生明顯的波的衍射的條件 實(shí)驗(yàn)： (1)使波長(zhǎng)相同的水波通過寬度不同的窄縫。 (2)使波長(zhǎng)不同的水波通過寬度相同的窄縫。 (3)波長(zhǎng)不斷變小的水波通過寬度不斷增大的窄縫． (4)水波繞障礙物的情形。 實(shí)驗(yàn)表明： 只有縫、孔的寬度或阻礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象． 【 演示實(shí)驗(yàn) 】 ? 在水波槽里放兩塊擋板 ， 當(dāng)中留一窄縫 ，保持水波的波長(zhǎng)不變 ， 觀察水波通過不同寬度的窄縫后傳播的情況 ． 演示結(jié)論 ? 在波長(zhǎng)不變的條件下 ， 將障礙屏的孔由較大逐漸變小 。 可以看到波的衍射現(xiàn)象越來(lái)越明顯 。 由此得出結(jié)論： 窄縫 越小 ， 衍射現(xiàn)象越明顯 。 ? 當(dāng) 窄縫 的大小與波長(zhǎng)相差不多時(shí) ， 波的衍射現(xiàn)象較明顯 。 甲中波長(zhǎng)是窄縫寬度的 3/10， 照片乙中波長(zhǎng)是窄縫寬度的 5/10， 照片丙中波長(zhǎng)是窄縫寬度的 7/10． ? 保持窄縫的寬度不變，改變水波的波長(zhǎng)，波的傳播情況有什么變化呢 ? 障礙物的情形 結(jié)論： ? 障礙物 寬度跟波長(zhǎng)相差不多時(shí) ， 有明顯的衍射現(xiàn)象； ? 障礙物 寬度比波長(zhǎng)大得越多 ， 衍射現(xiàn)象越不明顯； ? 障礙物 寬度跟波長(zhǎng)相比非常大時(shí) ， 水波將直線傳播 ，觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象 ． ? 聲波的波長(zhǎng)在 17m之間 ， 可以跟一般障礙物的尺寸相比 ， 所以聲波能繞過障礙物 ， 使我們聽到障礙物另一側(cè)的聲音 ． ? 光也是一種波 ， 但光波的波長(zhǎng)約在 ， 跟一般障礙物的尺寸相比非常小 ， 所以在通常的情況下看不到光的衍射 ， 光沿直線傳播 ． 拓寬： 用惠更斯原理解釋衍射現(xiàn)象 惠更斯原理 媒質(zhì)中波動(dòng)傳到的各點(diǎn)，都可以看作是新的次波源，這些新波源發(fā)射的波稱為子波，其后任一時(shí)刻這些子波的包絡(luò)面就是該時(shí)刻的新波陣面。 拓寬： 用惠更斯原理解釋衍射現(xiàn)象 . . . . . . . . . 障礙物 障礙物后的 陰影部分 障礙后 的波面 障礙后 的波線 波傳到小孔狹縫時(shí)，縫上各點(diǎn)都可看作子波源，小孔仿佛一個(gè)新的波源，由它發(fā)出與原來(lái)同頻率的波 (稱為子波 )在孔后的邊緣處，波的傳播方向發(fā)生改變傳播，于是，就出現(xiàn)了偏離直線傳播方向的衍射現(xiàn)象．當(dāng)狹縫縮小，與波長(zhǎng)相近時(shí)，衍射效果顯著。 惠 更 斯 荷蘭物理學(xué)家 (16291695) 1656年造出了人類歷史上第一架擺鐘 1666年當(dāng)選為荷蘭科學(xué)院院士。 1690年出版 《 光論 》 ，提出了著名的惠更斯原理。 微觀粒子的波粒二象性 . 德布羅意假設(shè) 那么實(shí)物粒子也應(yīng)具有波動(dòng)性。 . de Broglie （法， 18921986） 從自然界的 對(duì)稱性 出發(fā) , 認(rèn)為 : 既然光 (波 )具有粒子性， . 德布洛意把 題為 “ 量子理論的研究 ” 的博士論文提交巴黎大學(xué)。 與粒子相聯(lián)系的波稱為 物質(zhì)波， 或 德布羅意波。 一個(gè)能量為 E,動(dòng)量為 P 的 實(shí)物粒子同時(shí)具有 波動(dòng)性 , 且 : mvhph ???? ─ 德布羅意波長(zhǎng)。 他在論文中指出 : ?h
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