Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ «Удмуртский государственный университет»

ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ,

ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ФИЗИКИ

КАФЕДРА ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

РЕФЕРАТ

Тема «Метод Лауэ. Уравнение Вульфа-Бреггов»

Выполнила: Овчинникова Ю.А.

студентка гр. 40-05-03-11

Проверил: Алалыкин А. С.

Ижевск 2015

Содержание

Введение

1. Метод Лауэ

2. Уравнение Вульфа - Бреггов

Заключение

Список используемых источников

Введение

Рентгеноструктурный анализ это метод исследования строения тел, использующий явление дифракции рентгеновских лучей, метод исследования структуры вещества по распределению в пространстве и интенсивностям рассеянного на анализируемом объекте рентгеновского излучения.

Существуют три принципиально различных метода рентгеновской съёмки кристаллов в двух из которых -- методе вращения и методе порошка -- используется монохроматическое излучение, а в третьем -- методе Лауэ -- белый спектр рентгеновских лучей. Разновидностью метода вращения является метод качания кристалла. Кроме того, метод вращения можно подразделить на два вида: в одном случае вращение или качание кристалла происходит при неподвижной пленке (обычный метод вращения или качания), а в другом -- одновременно с вращением кристалла передвигается пленка (методы развертки слоевых линий или, как их часто называют, рентгенгониометрические методы). рентгеновский луч дифракция излучение

На мой взгляд, хорошему специалисту необходимо разбираться в рентгеноструктурном анализе, в частности в методе Лауэ, для того чтобы качественно проводить различные экспертизы.

1. Метод Лауэ

Метод Лауэ - метод исследования монокристаллов с помощью дифракции рентгеновских лучей; один из методов рентгеновского структурного анализа. Представляет собой усовершенствованную методику опыта, поставленного в 1912 В. Фридрихом (W. Fried-rich) и П. Книппингом (P. Knipping) по предложению М. Лауэ (М. Laue); в этом эксперименте была открыта дифракция рентгеновского излучения на кристалле.

Схема метода Лауэ: SO - первичный пучок лучей; К - кристалл; ММ' - пространственная ориентация одной из находящихся в отражающем положении систем атомных плоскостей кристалла; KL - отражённый (дифрагированный) луч; - фотоплёнка.

В методе Лауэ тонкий пучок рентгеновских лучей непрерывного спектра падает на неподвижный монокристалл, закреплённый на гониометрической головке. Излучение, рассеянное кристаллом в направлениях, определяемых Брэгга - Вульфа условием, регистрируется на плоской фотоплёнке, помещённой за кристаллом перпендикулярно падающему пучку лучей; полученное изображение названо лауэграммой. В случае крупных монокристаллов фотоплёнка располагается перед кристаллом, а лауэграмма, полученная таким способом, наз. эпиграммой. Метод Лауэ применяется для пространственной ориентировки монокристаллов (в особенности неогранённых), определения точечной группы симметрии кристаллов, исследования реальной структуры и совершенства внутреннего строения монокристаллов. Метод Лауэ используется также для исследования процессов старения и распада в метастабильных фазах, перестройки кристаллической структуры под действием температуры, облучения нейтронами или

g-излучением, а также неупругих когерентных процессов рассеяния рентгеновского излучения и других проблем.

Подробнее рассмотрим уравнение Лауэ.

Дифракцию на гипотетическом одномерном кристалле, состоящем из одного ряда равноудаленных атомов, можно свести к случаю дифракции света на дифракционной решетке, поскольку проекция дифракционной решетки представляет собой ряд равноудаленных точек. Уравнение, связывающее расстояние а между атомами, длину волны рентгеновского излучения л и угол дифракции ц, имеет вид: a sin ц = п л Реальный кристалл представляет собой трехмерную периодическую структуру, поэтому для него можно записать три уравнения Лауэ: a1 sin ц1 = п л a2 sin ц2 = п л a3 sin ц3 = п л

Каждое из уравнений отвечает условию дифракции на одном ряду атомов вдоль одного из направлений. Чтобы описать дифракцию в трехмерном кристалле, необходимо рассмотреть рассеяние рентгеновских лучей в трех направлениях или вдоль трех осей. Поэтому все три записанные выше условия дифракции должны выполняться одновременно. Уравнения Лауэ представляют собой строгие и математически коррективные выражения, описывающие дифракцию рентгеновских лучей на кристалле. Недостаток их состоит в чрезмерной громоздкости для практических расчетов. Другой теоретический подход, описывающий дифракцию рентгеновских лучей на кристалле, базируется на законе Брэгга. Он более прост и имеет практически универсальное применение в различных областях химии твердого тела.

2. Уравнение Брэгга-Вульфа

У. Л. Брэгг показал, что поглощение и испускание рентгеновских лучей кристаллами с математической точки зрения эквивалентно отражению света от параллельных плоскостей. Допустим, что рентгеновские лучи с длиной волны "К падают на поверхность кристалла под углом падения G. Длина пути рентгеновского луча, который отражается от верхнего слоя атомов кристалла (путь А на рис. 3.17), меньше, чем у рентгеновского луча, который отражается от второго слоя атомов (путь В).

Рис. 3.17. К выводу уравнения Брэгга Рис. 3.18. Установка для наблюдения дифракции рентгеновских лучей

Для того чтобы две испускаемые волны имели одинаковую фазу и усиливали друг друга, длина их пути должна отличаться на целое число длин волн. Эту разность можно записать как пк, где и-целое число, а А,-длина волны рентгеновских лучей. Таким образом, угол отражения рентгеновских лучей должен быть связан с расстоянием d между двумя слоями атомов в кристалле соотношением

Это и есть уравнение Брэгга-Byльфа.

Условие Вульфа-Брэгга является исходным пунктом исследований в рентгеновском структурном анализе, рентгенографии материалов, рентгеновской топографии. Условие Вульфа-Брэгга остаётся справедливым при дифракции г-излучения, электронов и нейтронов в кристаллах, при дифракции в слоистых и периодических структурах излучения радио- и оптического диапазонов, а также звука. В нелинейной оптике и квантовой электронике при описании параметрических и неупругих процессов применяются различные условия пространственного синхронизма волн, близкие по смыслу условию Вульфа-Брэгга.

Заключение

Рентгеноструктурный и электротехнический метод широко используется в судебной экспертизе. Например, при исследовании неизвестных объектов применяется рентгеновское просвечивание. Просвечивание оружия, боеприпасов, замков и т. д. Мобильные роботизированные рентгеновские комплексы применяются для исследования взрывотехнических объектов. Рентгенография распространена и в судебной медицине: рентгеноскопия, флюорография, томография и ангиография.

Рентгенография используется в криминалистической экспертизе веществ и материалов, исследовании изделий из волокнистых материалов, исследовании почв, лакокрасочных покрытий, косметических средств, лекарственных препаратов, наркотических средств и т. д.

Применение рентгенографии в технико-криминалистической экспертизе документов, в исследовании бумаги и зольных остатков, в судебной баллистике а также в автотехнической экспертизе. Исследование разрушенных деталей автотранспортных средств.

Применение рентгенографии в пожарно-технической экспертизе. Исследование медных и алюминиевых проводников с оплавлением, строительных и конструкционных материалов, подвергавшихся воздействию пожара.

Применение рентгенографии во взрывотехнической экспертизе. Исследование взрывчатых веществ, пиротехнических составов, продуктов взрыва, металлических объектов, подвергавшихся взрывному воздействию.

Применение рентгенографии в металловедческой экспертизе. Исследование металлов и сплавов, определение фазового состава и определение способа изготовления металлических изделий.

Поэтому необходимо специалисту в сфере судебной экспертизы досконально изучать данные методы для получения наиболее точного и однозначного результата в проделанной работе.

Список используемых источников

1. ст. Дифракция рентгеновских лучей. Рентгеновский структурный анализ. А. В. Колпаков.

2. Материал из Википедии https://ru.wikipedia.org/wiki/Условие_Вульфа_--_Брэгга

3. Миркин Л.И. « Справочник по рентгеноструктурному анализу». Государственное издательство физико-математической литературы. 1961

4. Косолапов Г. Ф. «Рентгенография» 1962

5. Горелик С.С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. «Рентгенографический и электроннооптический анализ», Москва 1994

Размещено на Allbest.ru