X射线的衍射强度.pdf

第三章 X射线衍射强度 3-1 引言 X射线衍射分析晶体结构所需的信息：  衍射方向: 反映晶胞的大小和形状因素，可以 用Bragg方程描述。  衍射强度: 反映晶体的原子种类以及原子在晶 胞中的位置不同。 可以进行合金的定性分析、定量分析、固溶体 点阵有序化，点阵畸变等。 X射线衍射强度 X射线衍射强度，在衍射仪上反映的是衍射峰的高低或衍射峰 所包围面积的大小。严格的说，是在单位时间内通过与衍射 方向相垂直面积上的X射线光量子的数目。 一般而言， X射线衍射强度取相对值，即同一衍射线谱的强度之比。 3-2 结构因子 晶胞内原子的位置不同，X射线衍射强度将发生变化。 底心晶胞 (a)和体心斜方晶胞 (b)的比较 结构因子 底心晶胞 (a)和体心斜方晶胞 (b)(001)面的衍射 晶胞内原子位置发生变化，将使衍射强度减小甚至消失，这说明Bragg 方程是反射的必要条件，而不是充分条件。 系统消光：原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上 的衍射线消失的现象。 结构因子：定量表征原子排布以及原子种类对衍射强度影响规律的参 数，即晶体结构对衍射强度的影响因子。 X射线衍射强度的影响因素 各种因素对X射线衍射强度的影响。  一个电子对X射线的散射  一个原子对X射线的散射  一个晶胞对X射线的散射  一个小晶体对X射线的散射  多晶体的衍射强度 一个电子对X射线的散射 一、相干散射 电子散射的X射线的强度大小I 与入射束的强度I 和散射角度 θ有关。一 e 0 个电子将X射线散射后，强度I 可以表示为： e 2 r 2 1+cos 2θ ( e I e I 0 ⋅ ) ⋅ R 2 R: 电场中任意一点到发生散射电子的距离(观测距离)。 2 θ：电场中任意一点到原点连线与入射X射线方向的夹角。 r : 经典电子半径。2.82×10-15 m e 2 e e:电子电荷，m:电子质量， r ε：真空介电常数 c:光速 e 4πε mc2 0 0 公式讨论 以上的公式是一个电子对X射线散射的汤姆孙 ( J.J.Thomson)公式，电子对X射线散射的特点： 1）散射线强度很弱。 2）散射强度与观测点距离的平方称反比。1cm处I /I 仅为10-26 e 0 3）入射X射线经过电子散射后，其散射强度在空间的各个方向 上变得不同，称为偏振化。偏振化的程度取决于2 θ角度。 1+cos2