[物理]衍射强度.pdf

第7章：衍射强度 第7章：衍射强度 授课内容 授课内容 粉末衍射的强度 粉末衍射的强度 旋转单晶衍射强度 旋转单晶衍射强度 影响衍射强度的因素 影响衍射强度的因素 粉末衍射 粉末衍射 样品为一系列取向无规的微小完美单晶 样品为一系列取向无规的微小完美单晶 （粉末）组成；（没有织构，没有应力， （粉末）组成；（没有织构，没有应力， 没有缺陷：粉末衍射可以测量这些量） 没有缺陷：粉末衍射可以测量这些量） 入射X光为单色光； 入射X光为单色光； 测量的强度为积累相对强度。 测量的强度为积累相对强度。 需要注意的是：每一个粉末（单晶）内的 需要注意的是：每一个粉末（单晶）内的 散射是完全相干的，就是一个单晶的衍射， 散射是完全相干的，就是一个单晶的衍射， 所以必须用振幅相加；而不同粉末颗粒之 所以必须用振幅相加；而不同粉末颗粒之 间的衍射确实不相干的，必须用强度相加。 间的衍射确实不相干的，必须用强度相加。 积累强度的定义 积累强度的定义 实验中测量的是一种相对强度：即衍射的 实验中测量的是一种相对强度：即衍射的 强度和入射强度的相对值，绝对强度是难 强度和入射强度的相对值，绝对强度是难 于测量，也是没有很多实用意义的。 于测量，也是没有很多实用意义的。 积累强度不仅考虑到时间上的积累效应， 积累强度不仅考虑到时间上的积累效应， 更重要的是考虑到各个粉末衍射的强度的 更重要的是考虑到各个粉末衍射的强度的 叠加。 叠加。 红色的粉末满足Bragg条 件，产生衍射。 但是由于入射光的发散， 晶粒大小有限等因素，导 致衍射并不是在一个方向 上被观测到，而是在一定 范围内出现。 另一个晶粒（绿色的）， 其方向稍微偏离Bragg条 件，但是仍能够发生衍射。 所有能够出现衍射的粉末， 其衍射总的贡献就形成了 黄色的曲线。这条曲线就 是实验上测到的衍射峰。 这条曲线下的面积，就是 这个衍射峰的累积强度。 粉末衍射的得到的是一个以4θ 为顶角，并 粉末衍射的得到的是一个以4θ 为顶角，并 B B 且有一定厚度的衍射圆锥体面。用平板的 且有一定厚度的衍射圆锥体面。用平板的 探测器记录衍射强度时，得到的是一个环 探测器记录衍射强度时，得到的是一个环 状的衍射线。积累强度就是整个衍射环上 状的衍射线。积累强度就是整个衍射环上 所有衍射强度的总和。 所有衍射强度的总和。 2θB 2θB 均匀粉末衍射的积累强度 均匀粉末衍射的积累强度 假设样品中的粉末取向是均匀分布的，那么所有 假设样品中的粉末取向是均匀分布的，那么所有 能够产生衍射的晶粒贡献到衍射环单位周长上的 能够产生衍射的晶粒贡献到衍射环单位周长上的 积累强度为： 积累强度为： 2 1 2 2 3 2 1+cos 2θB I I r N V λ F M 0 e 0 cr f 2 32πR sin θ cosθ