X射线衍射学4,衍射强度.pdf

第三章 X射线的衍射强度 3.1 一个电子对X射线的散射 3.2 一个原子对X射线的散射 3.3 一个晶胞对X射线的散射 3.4 一个小晶体对X射线的散射 3.5 粉末多晶体HKL 晶面的衍射强度 1 • 上一章的X射线的衍射方向，即布拉格方程 能反映衍射晶体的晶胞大小、形状和位向； • 但是，不能反映晶体中原子的种类、坐标 位置和完整程度。这些内容靠X射线的衍射 强度来研究。 2 3.1 一个电子对X射线的散射 • 一束非偏振的X射线沿Oy方向 传播，在O点与电子碰撞发生 散射，那么距离O点上一点P 点（OP ＝R 、Oy与OP夹2 θ角） 的散射强度为： 非偏振X射线的Thomson散射公式 3 公式讨论： • 一束X射线经电子散射后，其散射强度在各 个方向上是不同的：在沿原X射线r入射方向 上散射强度（2θ ＝0或2 θ ＝π时）比垂直原 入射方向的强度（2 θ ＝π/2时）大一倍。若 只考虑电子本身的散射本领，即单位立方 体里对应的散射能量，OP ＝R＝1，则有公 式： 电子的经典半径： 4 3.2 一个原子对X射线的散射 • 原子=原子核+ 电子 • 原子核散射强度由于比电子散射小很多，可以忽略。 • 对于一个有Z个电子的原子。若假设所有电子集中 在一点，则各个电子散射波之间不存在位相差，那 么一个原子的散射可看成Z个电子散射的简单叠加。 其中A e 为一个电子散射的振幅。 5 • 但是，实际原子中电子分布在核外空间，不同 位置电子散射存在位相差，由于X射线波长与 原子尺度处于同一数量级，这个位相差不能忽 略。那么一个原子对X射线散射后该点的强度？ • 原子散射因子： 在某方向上原子的散射波振幅与一个电子散射波振幅 的比值。 6 散射强度： 1）f 与 θ和λ有关，是sinθ /λ 的函 数。f与sin θ/ λ的关系曲线，称为 f 曲线。 2 ）f ≤Z 。角度越高，f 越低。当 θ =0，sin θ / λ =1，f=Z 。 3 ）使用的X射线波长越短，同 一角度下， sin θ/ λ越高，f 值越 小，散射强度越低。 各元素的原子散射因数的数值可 以由X射线书中的附录查到。