Rentgen-strukturaviy tahlili uchun naychalar

RENTGEN-STRUKTURAVIY TAHLILI UCHUN NAYCHALAR
Annotasiya
Rentgen-strukturaviy tahlili usulida kristallar tuzilishini difraksion panjara tasvirni oʻrganish. Moskva universiteti professori G.V. Vulf va ingliz fizigi V.L. Breg tenglamalari, kristal atom tekisliklari bo’ylab rentgen nurlarining qaytish talqini yoritilgan.
Kristal jismlarning tuzilishini oʻrganishda qoʻllaniladigan usullar (elektronografiya, neytronografiya va boshqalar) orasida rentgen-strukturaviy tahlili muhim oʻrinni egallaydi. U rentgen nurlari - kristallar bilan oʻzaro taʼsirlashishida yuzaga keladigan difraksion tasvirni oʻrganishga asoslangandir. Diffraksiya tasvirning hosil bo’lishi (u fotoplyonkada ro’yhatga olinishi mumkin) o'rganilayotgan ob'ektning tuzilishiga bog'liq boladi. Ma’lumki, kristall jismlardagi atomlar (ionlar, molekulalar) muntazam, ma’lum tartibda joylashib, fazoviy kristall panjara hosil qiladi. Rentgen nurlari ta’sirida fazoviy kristall panjara o’z diffraksion panjarasiga ega bo’ladi. Yumshoq rentgen nurlari kristall orqali o'tganida, panjara tugunlariga tushayot nur to’lqin uzunligi kabi bir xil uzunlikdagi tarqoq nurlanish manbalariga aylanadi. Nurlarning kogerent tarqalishi vujudga keladi. Alohida tugunlar tomonidan tarqalgan to'lqinlarning interferensiyasi ma'lum yo'nalishli (kristalning tuzilishiga bo’g’liq bo’lgan) diffraksion maksimallarini paydo bo'lishiga olib keladi. Boshqa yo'nalishlarda tarqalgan to'lqinlar bir-birini kuchsizlantiradi.
Moskva universiteti professori G.V. Vulf va ingliz fizigi V.L. Breg oʻz ishlarida koʻrsatganlaridek (ular tadqiqotlarni bir vaqtning o’zida bir-biriga bog’liq bo’lmagan holda olib borishgan), kristalldagi rentgen nurlarining diffraksiyasini fazoviy kristall panjara tekisliklaridan nurlarning qaytishi deb hisoblash mumkin.
Kristalning atom tekisliklari orasidagi masofa bir xil va d ga teng bo’lgan oilani ko'rib chiqamiz (1-rasm).



1 - rasm. Kristallning atom tekisliklari bo’ylab rentgen nurlarining qaytishi


Kristalga - burchak ostida 𝜆 - toʻlqin uzunlikli rentgen nurlari nishoni tushadi. Nurlar ko'p sonli atom tekisliklaridan ko'zgusimon qaytishni boshidan kechiradi; qaytgan nurlar interferensiyalanadi. Agar to'lqin uzunliklarining yo'llari orasidagi farqi butun son n-ga teng bo'lsa, ular bir-birini kuchaytirib boradi. Rasmdan ko'rinib turibdiki, qo'shni atom tekisliklaridan qaytgan nurlarning yo'llar farqi kesishmalar yig'indisiga teng.

Binobarin, nurlarning o'zaro kuchayishi, ya'ni difraksion maksimalning hosil bo'lish shart quyidagicha sodir bo'ladi:

,


bu yerda n=1, 2, 3 ... qaytishlar soni.
Bu munosabat Vulf-Breg tenglamasi deb ataladi.
Tenglamadan ko’rinib turibdiki, monoxromatik rentgen nurlari kristalning istalgan qismidan emas, balki faqat ma'lum bir - tushish burchaklaridan qaytadi. n = 1 da birinchi qaytish, n = 2 ikkinchi va hokoza tartiblarda qaytishi kuzatiladi, ularga mos ravishda 𝜗_1, 𝜗_2, 𝜗_3,.., burchaklar to’g’ri keladi, va ular 𝜗₁ < 𝜗₂< 𝜗₃.qiymatlarga ega bo’ladi.
Vulf-Bragg tenglamasiga asoslanib, (tajriba 𝜗 burchakni aniqlagan holda) ikkita muhim amaliy masalani hal qilish mumkin:
1) ma'lum 𝜆 - to'lqin uzunlikda kristallning tekisliklari orasidagi d - masofasini aniqlash (bunda rentgeno-strukturaviy tahlilining maqsadi yotadi);
2) ma'lum d da to'lqin uzunligini - 𝜆 ni topish (bu rentgeno-strukturaviy tahlilining maqsadi).