《射線衍射強度》PPT課件.pptVIP

2019/7/2,HNU-ZLP,1,第三章 X射線衍射強度,引言 結(jié)構(gòu)因子 多晶體的衍射強度,2019/7/2,HNU-ZLP,2,3-1 引言,布拉格方程解決了衍射方向問題，它反映了晶胞的大小及形狀。但晶體種類不僅取決于晶格常數(shù)，更重要的是取決于原子種類及原子在晶胞中的位置，而原子種類及原子在晶胞中的位置不同反映到衍射結(jié)果上，表現(xiàn)為反射線（衍射線）的有無或強度大小，即衍射強度。 X射線衍射強度在衍射儀花樣上反映的是衍射峰的高低（或衍射峰所包圍的面積）；在照相底片上反映為黑度。一般用相對強度來表示。 影響衍射強度的因素很多，討論這一問題必須一步步進行：一個電子 一個原子 一個晶胞 粉末多晶體。,2019/7/2,HNU-ZLP,3,3-2 結(jié)構(gòu)因子,結(jié)構(gòu)因子（structure factor）是定量表征原子排布以及原子種類對衍射強度影響規(guī)律的參數(shù)，即晶體結(jié)構(gòu)對衍射強度的影響因子。 因原子在晶體中位置不同或原子種類不同而引起的某些方向上衍射線消失的現(xiàn)象，稱為系統(tǒng)消光。 根據(jù)系統(tǒng)消光結(jié)果以及通過測定X射線強度的變化可以推斷出原子在晶體中的位置。,2019/7/2,HNU-ZLP,4,一、一個電子對X射線的散射,討論對象及結(jié)論： 一束X射線沿OX方向傳播，O點碰到電子發(fā)生散射，那么距O點距離OPR、OX與OP夾角為2的P點的散射強度為： 公式討論 推導過程,返回,2019/7/2,HNU-ZLP,5,2019/7/2,HNU-ZLP,6,一束X射線經(jīng)電子散射后，其散射強度在空間各個方向上是不同的：沿原X射線方向上散射強度（20或2時）比垂直原入射方向的強度（2/2時）大一倍。 若只考慮電子本身的散射本領(lǐng)，即單位立方體里對應(yīng)的散射能量，OPR1， 則有公式：,公式討論：,返回,2019/7/2,HNU-ZLP,7,推導過程：,強度為I0且偏振化了的X射線作用于一個電荷為e、質(zhì)量為m的自由電子上，那么在與偏振方向夾角為、距電子R遠處，散射強度Ie為：,下一步,2019/7/2,HNU-ZLP,8,而事實上，射到電子上的X射線是非偏振的，引入偏振因子，則有： （表示強度分布的方向性）,返回,2019/7/2,HNU-ZLP,9,討論對象及結(jié)論： 一個電子對X射線散射后空間某點強度可用Ie表示，那么一個原子對X射線散射后該點的強度： 這里引入了f原子散射因子 推導過程,二、一個原子對X射線的散射,返回,2019/7/2,HNU-ZLP,10,推導過程：,一個原子包含Z個電子，那么可看成Z個電子散射的疊加。 （1）若不存在電子散射位相差： 其中Ae為一個電子散射的振幅。,下一步,2019/7/2,HNU-ZLP,11,（2）實際上，存在位相差，引入原子散射 因子： 即Aaf Ae 。 其中f與有關(guān)、與有關(guān)。 散射強度： （f總是小于Z，如圖1-25）,返回,2019/7/2,HNU-ZLP,12,2019/7/2,HNU-ZLP,13,三、一個單胞對X射線的散射,討論對象及主要結(jié)論： 這里引入了FHKL 結(jié)構(gòu)因子 推導過程,返回,2019/7/2,HNU-ZLP,14,推導過程：,假設(shè)該晶胞由n種原子組成，各原子的散射因子為：f1 、f2 、f3 .fn； 那么散射振幅為：f1 Ae 、f2 Ae 、f3Ae .fn Ae ； 各原子與O原子之間的散射波光程差為：1 、2 、3 . n ；,下一步,2019/7/2,HNU-ZLP,15,2019/7/2,HNU-ZLP,16,則該晶胞的散射振幅為這n種原子疊加： 引入結(jié)構(gòu)參數(shù) ： 可知晶胞中（H K L）晶面的衍射強度,返回,2019/7/2,HNU-ZLP,17,四、結(jié)構(gòu)因子FHKL 的討論,關(guān)于結(jié)構(gòu)因子 結(jié)構(gòu)因子計算式 結(jié)構(gòu)因子計算例 產(chǎn)生衍射的充分條件及系統(tǒng)消光 系統(tǒng)消光 消光規(guī)律,返回,2019/7/2,HNU-ZLP,18,關(guān)于結(jié)構(gòu)因子：,因為. 其中：Xj、Yj、Zj是j原子的陣點坐標； H K L是發(fā)生衍射的晶面。 所以有：,返回,2019/7/2,HNU-ZLP,19,簡單晶胞的結(jié)構(gòu)因子,簡單晶胞中只有一個原子，000 可見，F(xiàn)2與hkl無關(guān)，對所有的反射具有相同的值，即不存在點陣消光現(xiàn)象。,2019/7/2,HNU-ZLP,20,體心立方晶胞的結(jié)構(gòu)因子,體心立方晶胞內(nèi)有兩個同種原子，即000和 當HKL為偶數(shù)時，F(xiàn)24f2； 當HKL為奇數(shù)時，F(xiàn)20，衍射線被消光。,2019/7/2,HNU-ZLP,21,面心立方晶胞的結(jié)構(gòu)因子,晶胞內(nèi)有四個同種原子，分別位于晶胞中 當H、K、L為同性數(shù)時，HK、HL、KL均為偶數(shù)，則F2f2(1111)2=16f2； 當H、K、L為異性數(shù)時，HK、HL、KL中總有兩項為奇數(shù)一項為偶數(shù)，則F2f2(1-1+1-1)=0 即在面心點陣中，只有當H、K、L為同性數(shù)時才能產(chǎn)生衍射,2019/7/2,HNU-ZLP,22,產(chǎn)生衍射的充分條件： 滿足布拉格方程且FHKL0。 由于FHKL 0而使衍射線消失的現(xiàn)象稱為系統(tǒng)消光， 它分為：點陣消光 結(jié)構(gòu)消光。 四種基本點陣的消光規(guī)律 （圖表）,返回,2019/7/2,HNU-ZLP,23,四種基本點陣的消光規(guī)律,返回,2019/7/2,HNU-ZLP,24,3-3 多晶體的衍射強度,一個小晶體對X射線的散射 粉末多晶體的HKL衍射強度 衍射相對強度,2019/7/2,HNU-ZLP,25,一、一個小晶體對X射線的散射,認為：小晶體（晶粒） 由亞晶塊組成 由N個晶胞組成,NEXT,2019/7/2,HNU-ZLP,26,已知一個晶胞的衍射強度（HKL晶面）為： 若亞晶塊的體積為VC，晶胞體積為V0，則： 這N個晶胞的HKL晶面衍射的疊加強度為：,NEXT,2019/7/2,HNU-ZLP,27,考慮到實際晶體結(jié)構(gòu)與之的差別，乘以一個因子： 最后得到：,返回,2019/7/2,HNU-ZLP,28,在理想狀態(tài)下晶體的衍射強度曲線應(yīng)該是一根線條，但實際晶體的衍射強度曲線是一個峰，如圖310。這是基于兩方面的原因： X射線：不是絕對平行的，存在較小的發(fā)散角；不是純粹的單色光； 晶體：實際晶體由許多位相差很小的亞晶塊組成，使X射線在范圍都產(chǎn)生衍射。,2019/7/2,HNU-ZLP,29,2019/7/2,HNU-ZLP,30,二、粉末多晶體的HKL衍射強度,根據(jù)厄爾瓦德圖可知參加HKL晶面衍射的晶粒分布于一個環(huán)帶上，參加衍射晶粒的百分數(shù): 多重因子,2019/7/2,HNU-ZLP,31,厄爾瓦德圖解,2019/7/2,HNU-ZLP,32,在多晶體衍射中同一晶面族HKL各等同晶面的面間距相等，根據(jù)布拉格方程這些晶面的衍射角2都相同，因此，等同晶面族的反射強度都重疊在一個衍射圓環(huán)上。把同族晶面HKL的等同晶面數(shù)P稱為衍射強度的多重因子。各晶系中的各晶面族的多重因子列于表中。 各晶面族的多重因子列表.,2019/7/2,HNU-ZLP,33,各晶面族的多重因子列表,2019/7/2,HNU-ZLP,34,每個衍射圓環(huán)中實際參加衍射的晶?？倲?shù)為： 粉末多晶體衍射圓環(huán)的總強度為：,2019/7/2,HNU-ZLP,35,被X射線照射的粉末試樣體積 實際工作中測量的不是整個衍射圓環(huán)的積分強度，而是衍射圓環(huán)單位長度上的積分強度。設(shè)衍射圓環(huán)到試樣的距離為R，則衍射圓環(huán)的半徑為Rsin2，衍射圓環(huán)的周長為2 Rsin2（如圖）。強度為：,2019/7/2,HNU-ZLP,36,2019/7/2,HNU-ZLP,37,引入溫度因子和吸收因子： 溫度因子 吸收因子溫度因子 角因子吸收因子,2019/7/2,HNU-ZLP,38,溫度因子,由于原子熱振動使點陣中原子排列的周期性受到部分破壞，因此晶體的衍射條件也受到部分破壞，從而使衍射線強度減弱。以指數(shù)的形式e-2M來表示這種強度的衰減，其中M與原子偏離其平衡位置的均方位移 有關(guān)： 溫度因子又稱德拜-瓦洛因子，可查表得到。,2019/7/2,HNU-ZLP,39,吸收因子,試樣對入射線及衍射線的吸收會對衍射線強度產(chǎn)生影響。但對衍射儀法而言，若用的是平板狀試樣，而且試樣足夠厚，則吸收因子是一個與衍射角無關(guān)的常數(shù)：,2019/7/2,HNU-ZLP,40,角因子,角因子 是表征衍射強度直接與衍 射角有關(guān)的部分，它包括： 偏振因子 ，它表明散射強度在空 間各個方向是不一樣的，與散射角有關(guān)； 洛倫茲因子 ，是由衍射幾何特征而 引入的，不同衍射方法的角因子表達式不同； 角因子與角的關(guān)系如圖。,2019/7/2,HNU-ZLP,41,2019/7/2,HNU-ZLP,42,三、衍射相對強度,在實際工作中主要是比較衍射強度的相對變化，則在同一衍射花樣中，e、m、c為物理常數(shù)，I0、R、V0、V對各衍射線均相等。其衍射相對強度為：,2019/7/2,HNU-ZLP,43,2019/7/2,HNU-ZLP,44,2019/7/2,HNU-ZLP,45,大學課件出品 版權(quán)歸原作者所有 聯(lián)系QQ ：910670854 如侵權(quán)，請告知，吾即刪 更多精品文檔請訪問我的個人主頁 /611696569,2019/7/2,HNU-ZLP,46,附贈人生心語,2019/7/2,47,兩段不錯的文章,生命就是你的反射 因為有對手存在,2019/7/2,HNU-ZLP,48,有一個小男孩跟他的父親走在山中,A son and his father were walking on themountains.,生命就是你的反射,2019/7/2,HNU-ZLP,49,小男孩不小心跌倒了, 忍不住痛的大叫了一聲“哇喔“,Suddenly, his son falls, hurts himself andscreams:“AAAhhhhhhhhh!,2019/7/2,HNU-ZLP,50,但是令他吃驚的是, 他聽到了一個聲音從山中的某處傳出來, 重覆他的聲音“哇.喔,To his surprise, he hears the voicerepeating, somewhere in the mountain: “AAAhhhhhhhhhhh!“,2019/7/2,HNU-ZLP,51,他很好奇的大聲問“你是誰,Curious, he yells: “Who are you?“,2019/7/2,HNU-ZLP,52,結(jié)果他得到的答案也是 “你是誰?“,He receives the answer: “Who are you?“,2019/7/2,HNU-ZLP,53,小男孩生氣了,大聲地吼著“膽小鬼“,Angered at the response, he screams:“Coward!“,2019/7/2,HNU-ZLP,54,這一次得到的答案也是 “膽小鬼“,He receives the answer: “Coward!“,2019/7/2,HNU-ZLP,55,他很好奇的問他父親 “到底怎麼回事啊?“,He looks to his father and asks: “Whats going on?“,2019/7/2,HNU-ZLP,56,父親笑笑的跟兒子說 “兒子啊, 注意聽喔“,The father smiles and says: “My son, payattention.“,2019/7/2,HNU-ZLP,57,父親大吼了一聲 “ 我欽佩你“,And then he screams to the mountain: “Iadmire you!“,2019/7/2,HNU-ZLP,58,結(jié)果另一個聲音傳回來的也是 “我欽佩你“,The voice answers: “I admire you!“,2019/7/2,HNU-ZLP,59,同樣的,父親再一次大聲的說 “你是冠軍“,Again the man screams: “You are a champion!“,2019/7/2,HNU-ZLP,60,這個聲音也回答 “你是冠軍“,The voice answers: “You are a champion!“,2019/7/2,HNU-ZLP,61,小男孩感到非常的訝異,但又不解,The boy is surprised, but does notunderstand.,2019/7/2,HNU-ZLP,62,此時父親向小男孩解釋說“ 一般人們稱這是回音, 但實際上這是“生命“,Then the father explains: “People callthis ECHO, but really this is LIFE.,2019/7/2,HNU-ZLP,63,你所說的做的每一件事最後都會回應(yīng)到你身上,It gives you back everything you say ordo.,2019/7/2,HNU-ZLP,64,我們的生命就是很簡單的回應(yīng)我們所做過的事,Our life is simply a reflection of ouractions.,2019/7/2,HNU-ZLP,65,如果你要這個世界有更多的愛, 那麼你就要在你的心中創(chuàng)造更多的愛,If you want more love in the world, createmore love in your heart.,2019/7/2,HNU-ZLP,66,如果你要你的團隊更優(yōu)秀, 那麼你也要先讓你自已更優(yōu)秀,If you want more competence in your team, improve yourcompetence.,2019/7/2,HNU-ZLP,67,這樣的關(guān)係可以套用在每一件事上, 在生命中的每一件事,This relationship applies to everything,in all aspects of life;,2019/7/2,HNU-ZLP,68,生命,會回應(yīng)給你每一件你曾做過的事,Life will give you back everything youhave given to it,2019/7/2,HNU-ZLP,69,生命中沒有意外,它就是你的反射,YOUR LIFE IS NOT A COINCIDENCE. ITS AREFLECTION OF YOU!,返回,2019/7/2,HNU-ZLP,70,因為有對手存在,你才會永遠是一條鮮活的鰻魚， 你才會永遠做一隻威風凜凜的美洲虎。,2019/7/2,HNU-ZLP,71,日本的北海道出產(chǎn)一種味道珍奇的鰻魚， 海邊漁村的許多漁民都以捕撈鰻魚為生。 鰻魚的生命非常脆弱，只要一離開深海區(qū)， 要不了半天就會全部死亡。 奇怪的是有一位老漁民天天出海捕撈鰻魚， 返回岸邊後，他的鰻魚總是活蹦亂跳的。 而其他幾家捕撈鰻魚的漁戶， 無論如何處置捕撈到的鰻魚， 回港後都全是死的。,2019/7/2,HNU-ZLP,72,由於鮮活的鰻魚價格要比死亡的鰻魚幾乎 貴出一倍以上，所以沒幾年功夫， 老漁民一家便成了遠近聞名的富翁。 周圍的漁民做著同樣的營生， 卻一直只能維持簡單的溫飽。 老漁民在臨終之時， 把秘訣傳授給了兒子。 原來，老漁民使鰻魚不死的秘訣， 就是在整倉的鰻魚中， 放進幾條叫狗魚的雜魚。,2019/7/2,HNU-ZLP,73,鰻魚與狗魚非但不是同類， 還是出名對頭。 幾條勢單力薄的狗魚遇到成倉的對手， 便驚慌地在鰻魚堆裡四處亂竄， 這樣一來，反而倒把滿滿一船倉 死氣沉沉的鰻魚全給擊活了。,2019/7/2,HNU-ZLP,74,加州的動物保護雜誌 也介紹過一則類似的故事： 在秘魯?shù)膰壹壣止珗@， 生活著一祇年輕美洲虎。 由於美洲虎是一種瀕臨滅絕的珍稀動物， 全世界現(xiàn)在僅存十七隻， 所以為了很好地保護這隻珍稀的老虎， 秘魯人在公園中專門闢出了一塊 近二十平方公里的森林作為虎園， 還精心設(shè)計和建蓋了豪華的虎房， 好讓它自由自在地生活。,2019/7/2,HNU-ZLP,75,虎園裡森林藏密，百草芳菲， 溝壑縱橫，流水潺潺， 並有成群人工飼養(yǎng)的 牛、羊、鹿、兔供老虎盡情享用。 凡是到過虎園參觀的遊人都說， 如此美妙的環(huán)境，真是美洲虎生活的天堂。 然而，讓人感到奇怪的是， 從沒人看見美洲虎去捕捉 那些專門為牠預(yù)備的活食。 從沒人見牠王者之氣十足地縱橫於雄山大川，嘯傲於莽莽叢林。 甚至未見牠像模像樣地吼上幾嗓子。,2019/7/2,HNU-ZLP,76,人們?？吹綘齑谘b有空調(diào)的虎房裡， 或打盹兒，或耷拉著腦袋， 睡了吃吃了睡，無精打采。 有人說牠大約是太孤獨了， 若有個伴兒，或許會好些。 於是政府又通過外交途徑， 從哥倫比亞租來一隻母虎與牠做伴， 但結(jié)果還是老樣子。,2019/7/2,HNU-ZLP,77,一天，一位動物行為學家 到森林公園來參觀， 見到美洲虎那副懶洋洋的樣兒， 便對管理員說， 老虎是森林之王， 在牠所生活的環(huán)境中， 不能只放上一群整天只知道吃草， 不知道獵殺的動物。,2019/7/2,HNU-ZLP,78,這麼大的一片虎園， 即使不放進去幾隻狼， 至少也應(yīng)放上兩隻豹狗， 否則，美洲虎無論如何也提不起精神。 管理員們聽從了動物行為學家的意見，,2019/7/2,HNU-ZLP,79,不久便從別的動物園引進了幾隻 美洲豹投放進了虎園。 這一招果然奏效，自從美洲豹進了虎園的那天，這隻美洲虎就再也躺不住了。 牠每天不是站在高高的山頂憤怒地咆哮， 就是有如颶風般俯衝下山崗， 或者在叢林的邊緣地帶警覺地巡視和遊蕩。 老虎那種剛烈威猛、霸氣十足的本性被重新喚醒。牠又成了一隻真正的老虎， 成了這片廣闊的虎園裡 真正意義上的森林之王。,2019/7/2,HNU-ZLP,80,一種動物如果沒有對手， 就會變得死氣沉沉。 同樣的，一個人如果沒有對手， 那他就會甘於平庸， 養(yǎng)成惰性，最終導致庸碌無為。,2019/7/2,HNU-ZLP,81,一個群體如果沒有對手， 就會因為相互的依賴 和潛移默化而喪失活力， 喪失生機。,2019/7/2,HNU-ZLP,82,一個政體如果沒有了對手， 就會逐步走向懈怠， 甚至走向腐敗和墮落。,2019/7/2,HNU-ZLP,83,一個行業(yè)如果沒有了對手， 就會喪失進取的意志， 就會因為安於現(xiàn)狀 而逐步走向衰亡。,2019/7/2,HNU-ZLP,84,鰻魚因為有了狗魚這樣的對手， 才長久地保持著生命的鮮活。 美洲虎因為有了美洲豹這樣的對手， 才重新找了回逝去的光榮。 有了對手，才有危機感，才會有競爭力。,2019/7/2,HNU-ZLP,85,有了對手， 你便不得不奮發(fā)圖強， 不得不革故鼎新， 不得不銳意進取。 否則就只有等著被吞併， 被替代，被淘汰。,2019/7/2,HNU-ZLP,86,許多的人都把對手視為 是心腹大患，是異己，是 眼中釘，肉中刺， 恨不得馬上除之而後快。 其實只要反過來仔細一想， 便會發(fā)現(xiàn)擁有一個強勁的對手， 反而倒是一種福份，一種造化。,2019/7/2,HNU-ZLP,87,因為一個強勁的對手， 會讓你時刻有種危機四伏感， 它會激發(fā)起你更加旺盛的 精神和鬥志。,2019/7/2,HNU-ZLP,88,善待你的對手吧