|
2.1. Rentgen kukunlari kristallografiyasining asosiy g'oyasi. Tajriba. Polikristalli namunalardan rentgen difraktsiya panjarasini olishning eksperimental usullari (chang difraksiyasi usullari deb nomlanuvchi) rentgen difraksiyasi hodisasi kashf etilgandan so'ng deyarli darhol paydo bo'ldi va doimiy ravishda monokristalli difraktsiya usullari bilan parallel ravishda rivojlanib bordi. 20-asrning 20-yillari boshidan boshlab, kukun difraksiyasining eksperimental usullari rivojlangandan so’ng , ular yarim asrdan ko'proq vaqt davomida materialshunoslikda muvaffaqiyatli qo'llanilib kelinmoqda, ammo kristalli tuzilmalarni echish uchun bu qo’llanilgani yo’q. Kristallograflar tomonidan rentgen kukunlari difraktometriyasining ochilishi sababli kukun difraktogrammasidagi difraktsiya ma'lumotlarining bir o'lchovli xususiyatiga bog'liqligi aniqlandi. Kukun namunasi juda ko'p miqdordagi bir-biriga nisbatan ideal ravishda tasodifiy yo'naltirilgan bir xil kichik kristallardan iborat.
Kukun namunasi juda ko'p miqdordagi bir-biriga nisbatan ideal ravishda tasodifiy yo'naltirilgan bir xil kichik kristallardan iborat. O'zaro bo'shliqda qaralganda, bu har bir o'zaro panjara vektori nol maydon atrofida bir tekis taqsimlanib, oxirida shar hosil qiladi. Shunday qilib, kukun namunasining o'zaro panjarasining har bir hkl tuguni nol tugunida joylashgan shar ustiga surtilgan bo'lib chiqadi va barcha tugunlar to'plami konsentrik sharlar to'plamini hosil qiladi. Namuna monoxromatik rentgen nurlarining parallel nurlari bilan nurlantirilganda, Evald shari o'zaro panjara uchastkasining taqsimot sferasi bilan kesishadi va shu kesishma chizig'i bo'ylab joylashgan nuqtalar Bragg aks ettirish holatini qondiradi (diagramaga qarang).
6-rasm. Bo’shliqlarda ko’p kristalli kukun namunasidan Bragg aksini hosil qilish. (a)-to’g’ri ,(b)- teskari.
Shubhasiz, ikkita sharning kesishish chizig'i - aks ettirish sohasi va o'zaro panjara uchastkasining taqsimlanish sohasi - markazi birlamchi nur yo'nalishi bo'yicha yotgan aylana bo'lishi kerak. Bunday holda, diffraktsiya qilingan nurlarning yo'nalish vektori s / λ o'qi va generatriks orasidagi burchak ikki baravar ko'paygan Bragg burchagiga teng bo'lgan va kesishish aylanasida asos bo'lgan burilish konusini tavsiflaydi. To'g'ridan-to'g'ri kosmosda bu shuni anglatadiki, intervalgacha masofa d bo'lgan kristallografik tekisliklardan Bragg aks etishi nurning yo'nalishiga nisbatan teshik ochilishi burchagi 2θ bo'lgan konusda namunadan tarqaladigan nurlar orqali sodir bo'ladi
Usul asoslari. Rasmga olish uchun betartib yo'naltirilgan juda ko'p miqdordagi mayda (< mm) kristalitlardan (donalardan) iborat bo'lgan polikristalli moddadan yoki kukundan namunalar ishlatiladi. Bunday namunalar monoxromatik yoki xarakterli rentgen nurlanishi bilan yoritilganda, o'qi asosiy nur bo'lgan koaksial konuslar tizimi ko'rinishida interferentsiya sxemasi paydo bo'ladi. Eslatib o'tamiz, xaotik kristalit yo'nalishida o'zaro panjara radiusli konsentrik sferalar to'plami bo'lib, bu erda o'zaro teskari panjara vektorlarining uzunligi. Tarqatish sohasi yuqoridagi sharlarni doiralar bilan kesib o'tadi, natijada 4θ burchakli interferentsiya konuslari mavjud.
Interferentsiya konuslari soni cheklangan, chunki shar tarqalish faqat o'zaro panjaraning radiuslari <2 / λ bo'lgan > 2 / λ shartga javob beradigan sohalarni kesib o'tadi. Demak, to'lqin uzunligini kamaytirish orqali, ya'ni, tarqalish sferasining radiusini oshirib, o'zaro panjara sferasi bilan kesishgan tekisliklar sonini, interferentsiya konuslarini ko'paytirish mumkin.
Interferentsiya manzarasini kukun usulida ro'yxatdan o'tkazish uchun plyonkani namunaga va birlamchi rentgen nuriga nisbatan joylashtirishning bir necha usullari qo'llaniladi: tekis suratga olish va silindrsimon plyonka . Ro'yxatga olish detektorlar yordamida ham amalga oshirilishi mumkin. Buning uchun rentgen diffraktometrlaridan foydalaniladi. Interferension manzara usulini qayd etishning fotografik usullarini ko'rib chiqamiz.
Yassi plyonka. Kamerani joylashtirishning ikkita usuli mavjud: old va orqa (teskari) suratga olish. Old tomondan suratga olishda namuna fotografik plyonka oldidagi nurlarning birlamchi nurlari yo'nalishi bo'yicha joylashtiriladi. Fotosurat plyonkasida bir qator konsentrik doiralar qayd etilgan bo'lib, ular interferentsiya konuslarining ochilish burchagi θ <30 ° bilan plyonka tekisligi bilan kesishishiga to'g'ri keladi.Plyonkaga yozilgan halqalarning diametrini o'lchab, mos keladigan interferentsiya konuslari uchun burchak burchagini quyidagi nisbatdan aniqlash mumkin:
tg2θ = 2r/(2D), (3)
bu erda r - interferentsiya halqasining radiusi, D - namunaning fotoplyonkadan masofasi. Ushbu suratga olish usulining kamchiligi shundaki, fotografik plyonkada ozgina miqdordagi difraksion halqalar qayd etilgan. Shuning uchun tekis plyonkada oldingi ta'sir asosan diffraktsiya halqasi bo'yicha intensivlik taqsimotini aniqlash zarur bo'lganda, to’qimani o'rganish uchun ishlatiladi.
Orqa tasvir olishda namuna plyonka orqasidagi rentgen nuriga nisbatan joylashganki, plyonkaning o'zida rentgen nurlari kirishi uchun kichik teshik hosil bo'ladi. Difraksiya maksimumlari θ > 60 ° burchakka mos keladigan plyonkada qayd etiladi. θ burchagi difraksiya halqalarining diametrini nisbatdan o'lchashdan aniqlanadi.
tg(190 –2θ) = 2r/(2D). (4)
Panjara davrlarini aniq aniqlashda va ichki kuchlanishlarni o'lchashda teskari o'lchovdan foydalaniladi.
Silindrsimon fotografik plyonka. Plyonka joylashgan silindrning o'qi asosiy nurga perpendikulyar.
7-rasm .silindrsimon plyonka uchun suratga olish sxemasi:1-namuna,2-fotoplyonka , 3-difraksiya chizig’i.
Ushbu turdagi suratga olishda diffraktsiya konuslari bilan kesishgan fotografik plyonka, to'rtinchi darajali egri chiziqlardan iboratdir. Maxsus holat, bunday egri chiziq θ = 45 ° ga to'g'ri keladigan to'g'ri chiziq bo'lishi mumkin. θ burchak bir xil interferentsiya konusiga mos keladigan 2l chiziqlar orasidagi masofalarni o'lchash natijalaridan kelib chiqib, quyidagilarga muvofiq hisoblanadi:
Do'stlaringiz bilan baham: |
