14X射线的晶体衍射.ppt

* X射线的晶体衍射 一、X射线 2.X射线穿透力很强，波长很短。 1. X 射线在磁场或电场中不发生偏转，是一种电磁波。 衍射现象很小。 1.X射线产生机制 2. X射线性质： 1895年德国的伦琴发现X射线。 一种是由于高能电子打到靶上后，电子受原子核电场的作用而速度骤减，电子的动能转换成辐射能----轫制辐射，X光谱连续。 其次是高能电子将原子内层的电子激发出来，当回到基态时，辐射出 X 射线，光谱不连续。 X 射线 冷却液 金属靶 克鲁斯克管 1912年德国慕尼黑大学的实验物理学教授冯?劳厄用晶体中的衍射拍摄出X射线衍射照片。由于晶体的晶格常数约10nm，与 X 射线波长接近，衍射现象明显。 单晶片 X射线 照相底片 天然晶体可以看作是光栅常数很小的空间三维衍射光栅。 在照相底片上形成对称分布的若干衍射斑点，称为劳厄斑。 二、劳厄斑 1913年英国的布拉格父子，提出了另一种精确研究 X 射线的方法，并作出了精确的定量计算。由于父子二人在X射线研究晶体结构方面作出了巨大贡献，于1915年共获诺贝尔物理学奖。 晶体是由彼此相互平行的原子层构成。这些原子层称作晶面。X射线会在不同的晶面上反射。 晶格常数： X射线经两晶面反射后，两束光的光程差为： 掠射角? : X 射线射到晶面时与晶面夹角。 三、布拉格公式 加强 布拉格公式 X 射线的应用不仅开创了研究晶体结构的新领域，而且用它可以作光谱分析，在科学研究和工程技术上有着广泛的应用。 在医学和分子生物学领域也不断有新的突破。1953年英国的威尔金斯、沃森和克里克利用X 射线的结构分析得到了遗传基因脱氧核糖核酸（DNA) 的双螺旋结构，荣获了1962 年度诺贝尔生物和医学奖。 即当 时各层面上的反射光相干加强，形成亮点，称为 k 级干涉主极大。该式称为布喇格公式。 ?? ’=1.22?’/D =1.22 ?/(n’D) 折射定律： 所以：??为眼外两个恰可分辨的物点对瞳孔中心所张的角，称为眼外最小分辨角。 * 人眼、显微镜、照相物镜的分辨率 ## 人眼 设人眼瞳孔直径为D， 玻璃体折射率为n’， 可把人眼看成一枚凸 透镜，焦距只有20毫 米，其成象实为夫琅和费衍射的图样。 ?? ?y n=1 n=1.336 ?? L 1 2 1 2 由瑞利判据得： ??=1.22?/D 所以： ## 照相物镜的分辨本领 ?y= f? ??=f(1.22?/D) D是物镜的有效孔径； 一般对远近不同物体拍摄时，其象距总是和镜头焦距 f ’很接近，类似人眼的讨论，物镜恰可分辨的两个象 点的最小间距为： 照相机底片处每毫米所能分辨的最多刻线数为： N=1/ ?y D/f ’ 称为物镜的相对孔径。其倒数俗称光圈 一般的胶卷颗粒大小只能分辨每毫米 200刻痕左右，这相应使用光圈为 8 ， 来拍摄所能分辨的刻痕数。 * * *