布拉格方程 1.布拉格实验 反射面法线、 记录装量 入射线 布拉格实验装置 设入射线与反射面之夹角为口,称掠射角或布拉格角,则按 反射定律,反射线与反射面之夹角也应为口。 v布拉格实验得到了“选择反射”的结果,以CuK口射线照射 NaCl表面,当口=150和口=32口时记录到反射线;其它角 度入射,则无反射
11 一、布拉格方程 1.布拉格实验 布拉格实验装置 v 设入射线与反射面之夹角为 ,称掠射角或布拉格角,则按 反射定律,反射线与反射面之夹角也应为 。 v 布拉格实验得到了“选择反射”的结果,以Cu K 射线照射 NaCl表面,当 =15 和 =32 时记录到反射线;其它角 度入射,则无反射
2.布拉格方程的导出 正因为: ①晶体结构的周期性,可将晶体视为由许多相互平行且 晶面间距()相等的原子面组成: ②X射线具有穿透性,可照射到晶体的各个原子面上; v③光源及记录装置至样品的距离比数量级大得多,故 入射线与反射线均可视为平行光。 可将布拉格X射线的“选择反射”现象解释为: 入射的平行光照射到晶体中各平行原子面上,各 原子面各自产生的相互平行的反射线间的干涉作 用导致了“选择反射”的结果
12 2.布拉格方程的导出 正因为: v ①晶体结构的周期性,可将晶体视为由许多相互平行且 晶面间距(d)相等的原子面组成; v ②X射线具有穿透性,可照射到晶体的各个原子面上; v ③光源及记录装置至样品的距离比d数量级大得多,故 入射线与反射线均可视为平行光。 v 可将布拉格X射线的“选择反射”现象解释为: v 入射的平行光照射到晶体中各平行原子面上,各 原子面各自产生的相互平行的反射线间的干涉作 用导致了“选择反射”的结果
(hkl) 设一束平行的X射线(波长口)以口角照射到晶体中晶面指数为 (kl)的各原子面上,各原子面产生反射。 任选两相邻面(A,与A,),反射线光程差 口=ML+LN=2dsin☐; 干涉一致加强的条件为口=n口,即 2dsin☐=n☐ 式中:1 任意整数,称反射级数,d为(hkd)晶面间距
13 v 设一束平行的X射线(波长 )以 角照射到晶体中晶面指数为 (hkl)的各原子面上,各原子面产生反射。 v 任选两相邻面(A1与A2),反射线光程差 =ML+LN=2dsin ; v 干涉一致加强的条件为 =n ,即 2dsin =n v 式中:n——任意整数,称反射级数,d为(hkl)晶面间距, 即dhkl (hkl)
3.布拉格方程的讨论 (1)布拉格方程描述了“选择反射”的规律。产生“ 选择反射”的方向是各原子面反射线干涉一致加强的方 向,即满足布拉格方程的方向。 (2)布拉格方程表达了反射线空间方位(口)与反射 晶面面间距()及入射线方位(口)和波长(口)的 相互关系。 (3)入射线照射各原子面产生的反射线实质是各原子 面产生的反射方向上的相干散射线,而被接收记录的样 品反射线实质是各原子面反射方向上散射线干涉一致加 强的结果,即衍射线。因此,在材料的衍射分析工作中, “反射”与“衍射”作为同义词使用
14 3.布拉格方程的讨论 v (1)布拉格方程描述了“选择反射”的规律。产生“ 选择反射”的方向是各原子面反射线干涉一致加强的方 向,即满足布拉格方程的方向。 v (2)布拉格方程表达了反射线空间方位( )与反射 晶面面间距(d)及入射线方位( )和波长( )的 相互关系。 v (3)入射线照射各原子面产生的反射线实质是各原子 面产生的反射方向上的相干散射线,而被接收记录的样 品反射线实质是各原子面反射方向上散射线干涉一致加 强的结果,即衍射线。因此,在材料的衍射分析工作中, “反射”与“衍射”作为同义词使用
(4)布拉格方程由各原子面散射线干涉条件导出,即视原子面 为散射基元。同一原子面反射方向上的各原子散射线同相位。 单一原子面的反射 (5)由(hk)晶面的n级反射,可以看成由面间距为d/n的 (HKL)晶面的1级反射,(HKL)即为干涉指数。 d n 2 sing =l n
15 v (4)布拉格方程由各原子面散射线干涉条件导出,即视原子面 为散射基元。同一原子面反射方向上的各原子散射线同相位。 单一原子面的反射 v (5)由(hkl)晶面的n级反射,可以看成由面间距为dhkl/n的 (HKL)晶面的1级反射,(HKL)即为干涉指数