《X射线及其衍射》课件.pptVIP

*******************X射线及其衍射X射线是一种电磁辐射，波长范围在0.01纳米到10纳米之间。X射线可以穿透许多物质，因此在医学、工业和科学研究中都有着广泛的应用。X射线的基本性质11.穿透性X射线可以穿透许多物质，如人体、木材、金属等，并可在感光片上成像。22.荧光效应X射线照射某些物质时，会使物质发出可见光。33.电离作用X射线可以使气体电离，并可使某些物质发生化学变化。44.光电效应X射线可以从某些物质中击出电子。X射线的产生与发射1电子加速加速电子撞击金属靶2电磁辐射产生高能电磁辐射3X射线发射发射包含连续谱和特征谱X射线产生于电子束与金属靶的相互作用。加速的电子轰击金属靶，导致其内部电子能级跃迁，释放出X射线辐射。X射线辐射包含连续谱和特征谱，特征谱对应于靶材原子的特征能级跃迁。X射线的检测与测量X射线检测是利用X射线与物质相互作用的特性来对物质进行分析和检测的技术。X射线测量则是对X射线的强度、能量、波长等物理量进行测量，为X射线检测提供定量信息。常见的X射线检测方法包括X射线荧光分析、X射线衍射分析、X射线断层扫描等。这些方法广泛应用于材料科学、生物医学、工业生产等领域。X射线波长的测定方法原理布拉格衍射法利用晶体对X射线的衍射现象，通过测量衍射角和晶体间距，计算X射线波长。光栅衍射法利用光栅对X射线的衍射现象，通过测量衍射角和光栅常数，计算X射线波长。布拉格衍射定律原理当X射线束入射到晶体时，会发生衍射现象。布拉格衍射定律解释了X射线衍射的条件。当入射X射线束与晶体中晶面间距满足一定关系时，衍射光线会发生干涉，形成衍射峰。公式nλ=2dsinθλ是X射线的波长d是晶面间距θ是入射角，即X射线束与晶面的夹角n是衍射级数，n=1,2,3...晶体结构分析X射线衍射是研究晶体结构的一种重要手段，它利用X射线照射晶体，通过分析衍射图案，可以确定晶体中原子或离子的排列方式，以及它们之间的距离和角度。晶体结构分析在材料科学、化学、生物学、地质学等领域有着广泛的应用，例如，可以用来确定材料的成分、结构、缺陷、相变、应力等信息。晶体系统与基本晶胞晶体系统七大晶体系统：立方、四方、六方、三方、正交、单斜、三斜基本晶胞重复单元，体现晶体结构特征，可用于描述晶体晶格晶胞的空间排列，描述晶体周期性结构晶格和晶面指数晶格晶格是描述晶体结构的基本单元，它由一系列规则排列的点组成，这些点代表着晶体中原子或离子的位置。每个点都具有相同的物理性质和环境。晶面晶面是指晶体中一系列原子或离子排列成的平面，它们与晶格点之间的关系可以用晶面指数来表示。晶面指数晶面指数用三个整数来表示，它们分别对应于晶面在晶格三个轴上的截距的倒数。晶体对称性与空间群晶体对称性晶体具有高度规则的几何形状，反映了其内部原子排列的对称性。空间群空间群描述了晶体结构的对称性，包括平移对称性和点群对称性。对称操作常见的对称操作包括旋转、反射、反演等，这些操作能够将晶体结构映射到自身。空间群分类根据对称性操作的不同，空间群被分成230种不同的类型，每种类型对应着一种特定的晶体结构。单晶衍射原理1X射线照射X射线照射到单晶体上2衍射发生X射线与晶体原子发生衍射3衍射图案形成特定衍射图案4晶体结构分析衍射图案，确定晶体结构单晶衍射是一种利用X射线衍射现象来分析单晶体结构的方法。它通过分析X射线被单晶体衍射后的衍射图案，可以确定晶体的晶格类型、晶胞参数、原子位置以及晶体对称性等重要信息。单晶衍射图案单晶衍射图案是由X射线照射单晶体时产生的衍射现象。它由一系列明暗相间的点或斑点构成。每一个点或斑点对应于晶体中特定晶面对X射线的衍射。这些点或斑点的位置和强度信息可以用来确定晶体的结构。不同晶体具有不同的衍射图案。单晶衍射图案是研究晶体结构的重要工具，它可以帮助我们了解晶体内部原子的排列方式。单晶衍射实验方法1样品制备首先需要将单晶样品制备成合适的形状和尺寸，并将其固定在衍射仪的样品台上。2数据采集使用X射线照射样品，并利用探测器收集衍射信号，得到一组衍射数据。3数据处理对收集到的衍射数据进行处理，例如校正背景噪声、积分等，以获得晶体结构信息。多晶衍射原理多晶体样品由大量微小的晶体组成，每个晶体大小在微米级或更小。随机取向多晶体中的晶粒取向是随机的，各个晶体以不同方向排列。衍射锥每个晶面都可以产生衍射，形成一个锥形的衍射光束。衍射环多个衍射锥交汇在检测器上，形成一系列同心圆环，称为衍射环。粉末衍