Бухоро- 2022 Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги бухоро давлат университети

10.3. Рентген нури дифракцияси усули.
Рентген нури – мусбат зарядли алфа-заррачалар оқими. Уни ҳосил қилиш учун алоҳида танланган металл катод ва анодли махсус қурилма барпо қилиниб, юқори кучланишли (80-100 кВолт) электр токи таъсирида, вакуум шароитида катод қиздирилади. Айнан шундай тарзда содир этиладиган рентген нурига мисол қилиб СuK_α ни кўрсатиш мумкин. У 1018-1019 сек-1 частотали (ν) электромагнит нурланиш бўлиб, тўлқин узунлиги (λ) 1,5А атрофида (1А=108 см). рентген нури дифракцияси ёрдамида яхлит кристалл (монокристалл)лар, шунингдек, бошқа турли даражадаги кристалл тузилишга эга бўлган қаттиқ жисм (модда ва материал) лар таҳлил (ёки тадқиқ) қилинади.
Рентген дифракцияси амалиётида, одатда, нур ҳосил килингач, амалда уни махсус филтр воситаси билан монохроматланиб, яъни муайян тўлқин узунлигидаги нурлар тутами ҳосил қилиниб, сўнгра модда намунасига йўналтирилади.
42 – расмда кўрсатилгандек, рентген нури текшириладиган моддадан ўтиб, дифракция тасвирини ҳосил қилади. Шуни таъкидлаш жоизки, рентген дифракцияси сувратида ёрқинлик ва шаклларда дифракция нуқталар – рефлекслар мажмуини аниқ кўриш мумкин. Уларни махсус физик асбоб – воситалар ёрдамида ўрганилиб ҳарактерли кўрсаткич (ёркинлиги, электрон зичлиги, марказий нурдан узоқ-яқинлиги ва бошқа) лар қийматлари топилади. Натижада, моно кристалл ёки модда кристалл фазасининг тузилишига оид ҳамда ундаги атом, ион, молекула каби энг кичик заррачалар жойлашиш тартиби, билан боғлиқ маълумотлар қўлга киритилади.

42 – расм. Рентген дифракциясини олиш схемаси: 1 – бирламчи (бошлангич) рентген нури; 2 – моддадан утган бирламчи нур; 3 – фотоэлектронлар ҳосил киладиган аморф гало; 4 – модда кристалл тузилмасидан таралган дифракция рефлекслари; 5 – рентген нури умумий фони.

Юқорида кўрсатилгандек, рентгенографик таҳлил ишларини бажариш вақтида бир қатор математик ифодаларни ҳам қўллаб, тегишли ҳисоб-китоблар қилинади. Жумладан, қуйидаги тенгламани кўрсатиш ҳам мумкин:

Бунда: - векторли қийматга эга бўлган оралиқ масофа (радиус), яъни координат ўқлари боғланишдан тегишли йўналишдаги заррачага бўлган масофа; а₁, а₂, а₃ – координат ўқлари (x,y,z) га мос кристалл панжара ўқлари; l_1, l_2, l₃ – бутун сонлар (ракамлар).
Ҳар кандай кристалл панжарадаги ҳажмида тақсимоти, уларнинг зичлиги, зарядлари миқдори каби кўрсаткичлар одатда рентген нури таъсирида ўзгаради. Бунга сабаб – заррачалар қўзғалиши, тебраниши ва бошқа жараёнлардир. Бундан ташқари рентген дифракцияси амалга ошаётган пайтда, текширилаётган модда бирламчи (бошлангич) нур частотасига тенг бўлган иккиламчи электрмагнит тўлқинлар ҳам пайдо бўлиб атрофга таралади. Бундай иккимламчи нурланишлар, маълум қонуниятлар асосида, интерференцияланиши – ўзаро бирлашиши ва бунинг оқибатида муайян йўналиш бўйича кристалл панжарада атомлар структураси билан боғлиқ рефлексларни ҳосил қилади. Турли рефлекслар мажмуидан иборат дифракция расми, одатда, дифрактограмма рентген дифракциясида рентгенограмма дейилади.
Олинган ҳар бир дифрактограмма (рентгенограмма) ни ҳар томонлама таҳлил этишда модда тузилишига оид энг муҳим математик ифодалар, жумладан, Фурье қаторидан фойдаланилади. Шуни алоҳида таъкидлаш жоизки, кристалл панжарани бунёд этувчи атомларнинг электрон зичликлари айнан Фурье қаторига биноан тақсимланиши мутахассисларга яхши маълум. Электрон зичликларнинг қийматлари эса муайян кристалл панжаранинг 3 та координат ўқи бўйича даврий такрорланиш хусусиятига эга.
Фурье қатори тенгламасига кўра кристалл панжара электрон зичлигининг таксимланишини қуйидагича ифодалаш қабул қилинган:



Бунда: h – бир-бирига қўшиладиган қарама-қарши панжара ўқи (йўналиш) векторлари, Аh – уч хил тақсимланиш коэффециентлари, яъни h₁, h₂, h₃ индексларига мос бўлиб, – Аh=А(h₁, h₂, h₃) кўринишида ифодалаш ҳам мумкин; ρ – 1 см куб ҳажм бирлигидаги электронлар зичлиги.
Рентген дифракцияси усули билан монокристалл, масалан, олмос тошига ўхшаган жисм ўрганилаётган ҳолатларда, табиийки, у куб, ромб ёки бошқа кристаллик сингонияларнинг бири кўринишида бўлиши муқаррар, албатта. Анна шундай кристаллик панжара тузилиши, схематик тарзда, 43 – расмда кўрсатилганидек, бир текисликда ифодалаш ҳам мумкин.