大家好,今天小編關(guān)注到一個(gè)比較有意思的話題,就是關(guān)于精密光學(xué)晶體加工工藝的問題,于是小編就整理了1個(gè)相關(guān)介紹精密光學(xué)晶體加工工藝的解答,讓我們一起看看吧。
x射線衍射分析晶體結(jié)構(gòu)的原理?
利用了光的衍射特性。
X射線入射到晶體表面時(shí),由于晶體結(jié)構(gòu)中原子的排列方式具有周期性,X射線會(huì)被晶體中的原子散射,并沿著不同角度、不同方向傳播,在晶體表面形成一系列交叉的干涉條紋。這些干涉條紋的位置和形狀與晶體的結(jié)構(gòu)有關(guān),因此可以通過對(duì)條紋進(jìn)行精密測量和分析,推導(dǎo)出晶體的結(jié)構(gòu)信息。
x射線的波長和晶體內(nèi)部原子面之間的間距相近,晶體可以作為X射線的空間衍射光柵,即一束X射線照射到物體上時(shí),受到物體中原子的散射,每個(gè)原子都產(chǎn)生散射波,這些波互相干涉,結(jié)果就產(chǎn)生衍射。衍射波疊加的結(jié)果使射線的強(qiáng)度在某些方向上加強(qiáng),在其他方向上減弱。分析衍射結(jié)果,便可獲得晶體結(jié)構(gòu)。以上是1912年德國物理學(xué)家勞厄(M.von Laue)提出的一個(gè)重要科學(xué)預(yù)見,隨即被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。1913年,英國物理學(xué)家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在勞厄發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,不僅成功的測定了NaCl,KCl等晶體結(jié)構(gòu),還提出了作為晶體衍射基礎(chǔ)的著名公式——布拉格方程:2dsinθ=nλ。
對(duì)于晶體材料,當(dāng)待測晶體與入射束呈不同角度時(shí),那些滿足布拉格衍射的晶面就會(huì)被檢測出來,體現(xiàn)在XRD圖譜上就是具有不同的衍射強(qiáng)度的衍射峰。對(duì)于非晶體材料,由于其結(jié)構(gòu)不存在晶體結(jié)構(gòu)中原子排列的長程有序,只是在幾個(gè)原子范圍內(nèi)存在著短程有序,故非晶體材料的XRD圖譜為一些漫散射饅頭峰。
X射線衍射儀是利用衍射原理,精確測定物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu),織構(gòu)及應(yīng)力,精確的進(jìn)行物相分析,定性分析,定量分析。廣泛應(yīng)用于冶金,石油,化工,科研,航空航天,教學(xué),材料生產(chǎn)等領(lǐng)域。
晶體衍射是一種使用X射線、中子、電子等高能量波的方法來研究晶體結(jié)構(gòu)的技術(shù)。晶體衍射的基本原理如下:
1. 晶體衍射是利用晶體的高度有序的排列結(jié)構(gòu)(具有長程周期性)所形成的三維結(jié)構(gòu)中的原子或離子的相互作用與多晶體之間的干涉來進(jìn)行分析。
2. 當(dāng)一個(gè)高能量波射向晶體時(shí),晶體的高度有序的排列結(jié)構(gòu)會(huì)將波引向晶體的各個(gè)方向,并造成波的衍射。衍射結(jié)果體現(xiàn)了晶體中原子或離子的排列方式,因此衍射圖像能夠提供詳細(xì)的晶體結(jié)構(gòu)信息。
3. 根據(jù)布喇格 (Bragg) 定律,當(dāng)波長和入射角度滿足一定條件時(shí),晶體中的原子或離子將對(duì)反射出來的波形成峰狀。這些峰的出現(xiàn)是因?yàn)榉瓷洳úǚ宓年P(guān)系產(chǎn)生干涉增強(qiáng),而波谷則會(huì)干涉消除。因此,峰的位置和強(qiáng)度可以告訴我們晶體中原子或離子的排列模式。
4. 通過計(jì)算晶體衍射產(chǎn)生峰狀圖案的位置和強(qiáng)度,可以確定晶體中原子或離子的位置、鍵長、鍵角等詳細(xì)的信息。衍射圖樣可以通過衍射儀器記錄并用于制定詳細(xì)的晶體結(jié)構(gòu)模型。
x射線衍射可以分析晶體結(jié)構(gòu),原理在于x射線的波長非常短,可以通過晶體的間隙,經(jīng)過晶體的原子對(duì)x射線進(jìn)行散射,形成了一些強(qiáng)弱不同的衍射圖案。
這些圖案反映了晶體結(jié)構(gòu)的信息,通過對(duì)這些圖案的分析可以確定晶胞參數(shù)、原子位置和晶體結(jié)構(gòu)等信息。
在實(shí)踐中,需要先將晶體樣品放置到x射線束中,然后通過光學(xué)儀器測量出樣品對(duì)x射線的反射和散射,進(jìn)而得到晶體結(jié)構(gòu)的信息。
除了分析晶體結(jié)構(gòu)外,x射線還可以用于其他領(lǐng)域,如表面分析、材料分析等,具有廣泛應(yīng)用價(jià)值。
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