大學(xué)物理第四章光柵,x射線衍射(參考版)
2025-01-16 19:15本頁面
【正文】 。 二．布喇格公式 他們設(shè)想晶體是由一系列平行的原子層 （ 晶面 ） 所構(gòu)成 如圖 d : 晶面間距 (晶格常數(shù) ） 1. 衍射中心 每個原子都是散射子波的子波源 這些子波相干疊加就形成衍射圖樣 2. 點間散射光的干涉 ? ? ? ? ? ? ? ? 晶面 d? : 掠射角 3. 面間散射光的干涉 ?? s i n???? dEBAE 2散射光干涉加強條件： ),(s i n ?212 ??? kkd ?? —— 布喇格公式 晶面 d?sind?A BE? : 掠射角 3. 面間散射光的干涉 ),(s i n ?212 ??? kkd ?? —— 布喇格公式 晶面 d?sind?A BE三、實際觀察 X射線衍射的作法 ? ? ? ? ? ? 勞厄相 ? 德拜相 四、應(yīng)用 ? 已知 ?、 ? 可測 d — X射線晶體結(jié)構(gòu)分析。 勞厄斑 準(zhǔn)直縫 晶體 1912年 ， 勞厄用天然晶體作為光柵 ， 進行 X 射線的衍射實驗 ， 圓滿獲得了 X 射線的衍射圖樣 一． X射線衍射現(xiàn)象 勞厄?qū)嶒炑b置圖 說明： 構(gòu)成晶體的微粒在晶體內(nèi) 是按一定的點陣排列的 ， 具有空間周期性 ， 微粒間的距離為 ， 因此晶體可看作光柵常數(shù)很小 （ ） 的空間衍射光柵 。 X射線衍射 X 射線又稱倫琴射線 1895年 K A X射線 X射線管 + 實驗證實 X 射線是一種波長極短的電磁波 ， 其波長范圍在 — 10nm . 由于普通的光學(xué)光柵的光柵常數(shù) d≈100nm， 相對 X 射線的 波長大的多 ， 因此用普通光柵很難觀察到 X射線衍射現(xiàn)象 X 射線 光柵具有 分光作用 光譜分析：物質(zhì)元素成份、含量 在研究原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)時 ， 常需區(qū)分波長靠得很近的兩條譜線 二、光柵分辨本領(lǐng) ?瑞利判據(jù) : 一條譜線的中心恰好與另一譜線的距譜線中心最近一個極小重合時 ， 兩譜線被認(rèn)為是剛剛可以分辨 。 ad ?I/I0 0 a/??d?4sin? d?4?例 ， 縫寬為 a,光柵常數(shù)為 d=2a,其中 ， 1縫總是開的 ， 而 2,3， 4縫可開可閉 ， 波長為 λ 的單色平行光垂直入射 ， 試畫出下列條件下 ， 相對光強分布曲線 (1)關(guān)閉 3， 4縫 (2)關(guān)閉 2， 4縫 (3) 4條縫全開 解 四縫光柵 f1 2 3 4 (3) 4縫全開 缺級2??k中央包線共有 3條譜線 ,2ad ?I/I0 0 sin? a/?a/??d?2d?d??d?2?例 :波長為 ? =589nm 的平行光入射到每毫米 500條 刻痕的光柵上。 d?i演 示 四 ． 平行光斜入射光柵衍射 若平行光 斜入射時， 光柵方程如何？ s i ns i n ?? kidd ??i s i ns i n ?? kidd ?? 光柵實驗設(shè)備 解：（ 1） ??? dfx mm42 ??（ 2） 11 s i n ???? ff t gx1?求： 例 . 雙縫衍射 nmcmf 4 8 0,50 ???mm020a,mm10d ????已知 xΔ（ 1）屏上條紋間距？ （ 2）屏上包線中央極大 到第一極小的間距？ fda強度包線 x?????? ka 1s i na/s i n 11 ?????由單縫第一極小滿足的條件 mmafx 12??? ? 條紋位置 、 間距等 ， 由雙縫干涉的條紋位置坐標(biāo)等討論 得： f 為緊靠雙縫放置的透鏡焦距 例 ， 縫寬為 a,光柵常數(shù)為 d=2a,其中 ， 1縫總是開的 ， 而 2,3， 4縫可開可閉 ， 波長為 λ 的單色平行光垂直入射 ， 試畫出下列條件下 ， 相對光強分布曲線 (1)關(guān)閉 3， 4縫 (2)關(guān)閉 2， 4縫 (3) 4條縫全開 解 四縫光柵 f1 2 3 4 (1)關(guān)閉 3， 4縫 4縫變 2縫 ,2/ ?ad 缺級2??k中央包線共有 3條譜線 I/I0 0 sin? a/?a/??d?2d?d??d?2?例 ， 縫寬為 a,光柵常數(shù)為 d=2a,其中 ， 1縫總是開的 ， 而 2,3， 4縫可開可閉 ， 波長為 λ 的單色平行光垂直入射 ， 試畫出下列條件下 ， 相對光強分布曲線 (1)關(guān)閉 3， 4縫 (2)關(guān)閉 2， 4縫 (3) 4條縫全開 解 四縫光柵 f1 2 3 4 (2)關(guān)閉 2， 4縫 4縫變 2縫 ,39。 ☆ 光柵衍射條紋特征討論 應(yīng)用： （ ２ ） 測波長 （ １ ） 光譜分析：物質(zhì)元素成份 、 含量 。 3） ,明條紋細(xì)窄 。 4） ,光柵縫數(shù)增多 ， 明條紋分的越開 d?? ??特征： 1） , 明條紋明
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