大學(xué)物理,波動(dòng)光學(xué),光的衍射19-05X射線的衍射

1、19.5 X 射線(shxin)的衍射1共十四頁(yè)德國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家(w l xu ji)，1895年發(fā)現(xiàn)了X射線，并將其公布于世。歷史上第一張X射線照片，就是倫琴拍攝他夫人的手的照片。由于X射線的發(fā)現(xiàn)具有重大的理論意義和實(shí)用價(jià)值，倫琴于1901年獲得首屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。倫 琴（W. K. Rontgen，1845-1923） 2共十四頁(yè)勞厄（M. V. Laue，1879-1960） 德國(guó)物理學(xué)家，發(fā)現(xiàn) X射線的衍射現(xiàn)象，從而判定X射線的本質(zhì)是高頻電磁波。1904年，他因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。布拉格父子（W. L. Bragg，子、W. H. Bragg，父） 英國(guó)物理學(xué)家，在利用X射線研究晶體

2、結(jié)構(gòu)方面作出了巨大的貢獻(xiàn)，奠定了X射線譜學(xué)及X射線結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)。他們因此而于1915年共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。3共十四頁(yè) 1895年倫琴發(fā)現(xiàn)，高速電子撞擊金屬時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種人眼看不見(jiàn)，卻能使照相底片(dpin)感光，且穿透性很強(qiáng)的射線，稱為射線。X 射線冷卻水射線實(shí)際上是一種(y zhn)波長(zhǎng)很短的電磁波。一、X 射線4共十四頁(yè)氯化鈉晶體氯離子鈉離子ClNa晶體結(jié)構(gòu)中的三維空間點(diǎn)陣5共十四頁(yè)勞 厄 斑 點(diǎn)鉛板單晶片 照像底片 單晶片的衍射1912年勞厄?qū)嶒?yàn) 天然晶體可以看作是光柵常數(shù)(chngsh)很小的空間三維衍射光柵。二、勞厄?qū)嶒?yàn)(shyn)勞厄?qū)嶒?yàn)證明了X射線的波動(dòng)性，同時(shí)還證實(shí)了晶體

3、中原子排列的規(guī)則性。在照相底片上形成對(duì)稱分布的若干衍射斑點(diǎn)，稱為勞厄斑。6共十四頁(yè)布 拉 格 反 射入射波散射波 1913年，英國(guó)布拉格父子(f z)提出了一種解釋射線衍射的方法，給出了定量結(jié)果，并于1915年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。三、布拉格公式(gngsh)7共十四頁(yè)晶體中的原子或離子X(jué) 射 線 原子或離子中的電子在外場(chǎng)作用下做受迫振動(dòng)。 晶體點(diǎn)陣中的每一陣點(diǎn)可看作一個(gè)新的波源，向外輻射與入射的 X 射線同頻率的電磁波，稱為散射波。1、點(diǎn)陣(din zhn)的散射波8共十四頁(yè)X 射 線 晶體點(diǎn)陣的散射波可以(ky)相互干涉。面中點(diǎn)陣散射波干涉面間點(diǎn)陣散射波干涉包括和9共十四頁(yè)入射角掠射角鏡面反

4、射方向平面法線任一平面(pngmin)上的點(diǎn)陣2、任一平面上的點(diǎn)陣散射(snsh)波的干涉干涉結(jié)果總是在鏡面反射方向上出現(xiàn)最大光強(qiáng)。入射X射線10共十四頁(yè)X射線入射角掠射角求出相鄰晶面距離為 d 的兩反射光相長(zhǎng)干涉條件sincos層間兩反射光的光程差3、面間點(diǎn)陣(din zhn)散射波的干涉sin.布拉格定律相長(zhǎng)干涉得亮點(diǎn)的條件或布拉格條件11共十四頁(yè) 根據(jù)晶體(jngt)中原子有規(guī)則的排列，沿不同的方向，可劃分出不同間距 d 的晶面。 對(duì)任何一種方向的晶面，只要滿足(mnz)布喇格公式，則在該晶面的反射方向上，將會(huì)發(fā)生散射光的相長(zhǎng)干涉。（選擇反射）12共十四頁(yè) 1. 如果晶格常數(shù)已知，可以用

5、來(lái)(yn li)測(cè)定 X 射線的波長(zhǎng)，進(jìn)行 X 射線的光譜分析。 2. 如果 X 射線的波長(zhǎng)已知，可以用來(lái)測(cè)定晶體的晶格常數(shù)，進(jìn)行晶體的結(jié)構(gòu)分析。 布拉格公式(gngsh)DNA 分子的雙螺旋結(jié)構(gòu) 1953年英國(guó)的威爾金斯、沃森和克里克利用X 射線的結(jié)構(gòu)分析，得到了遺傳基因脫氧核糖核酸（DNA) 的雙螺旋結(jié)構(gòu)，榮獲了1962 年度諾貝爾生物和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。13共十四頁(yè)內(nèi)容摘要19.5 X 射線的衍射。德國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，1895年發(fā)現(xiàn)了X射線，并將其公布于世。歷史上第一張X射線照片，就是倫琴拍攝他夫人的手的照片。由于X射線的發(fā)現(xiàn)具有重大的理論意義和實(shí)用價(jià)值，倫琴于1901年獲得首屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。（W. K. Rontgen，。勞厄（M. V. Laue，1879-1960）。德國(guó)物理學(xué)家，發(fā)現(xiàn) X射線的衍射現(xiàn)象，從而判定X射線的本質(zhì)是高頻電磁波。英國(guó)(yn u)物理學(xué)家，在利用X射線研究晶體結(jié)構(gòu)方面作出了巨大的貢獻(xiàn)，奠定了X射