《射線衍射方向》ppt課件

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1、第二章X射線衍射方向1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后，認(rèn)為是一種波，但無(wú)法證明。當(dāng)時(shí)晶體學(xué)家對(duì)晶體構(gòu)造（周期性）也沒(méi)有得到證明。1912年，德國(guó)物理學(xué)家勞埃想到了這一點(diǎn)，去找普朗克老師，沒(méi)得到支持后，去找正在攻讀博士的索末菲，將X射線用于CuSO4晶體衍射，同時(shí)證明了這兩個(gè)問(wèn)題，從此誕生了X射線晶體衍射學(xué)。LauespotsX射線X--ray晶體crystal勞埃斑LauespotsThree-dimensional“diffractiongrating”LauespotsproveswavepropertiesofX-ray.2.1晶體幾何學(xué)基礎(chǔ)2.1.1空間點(diǎn)陣在同

2、一晶體結(jié)構(gòu)中，由各類等同點(diǎn)單獨(dú)所組成的圖形具有完全相同的排列規(guī)律。概括地表示晶體結(jié)構(gòu)中等同點(diǎn)規(guī)則排列的幾何圖形（點(diǎn)的集合）稱為空間點(diǎn)陣。對(duì)空間點(diǎn)陣的說(shuō)明1、構(gòu)成空間點(diǎn)陣的點(diǎn)是抽象的幾何點(diǎn)，通常稱為結(jié)點(diǎn)或格點(diǎn)。它們可代表正離子，也可以代表負(fù)離子，還可以代表任一沒(méi)有離子存在的等同點(diǎn)，例如它們的中點(diǎn)。2、晶體結(jié)構(gòu)是由無(wú)數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)排列而成。空間點(diǎn)陣也是無(wú)限的，它概括了晶體結(jié)構(gòu)的周期性。把結(jié)點(diǎn)在同方向以相等距離重復(fù)出現(xiàn)的性質(zhì)叫做周期重復(fù)性，簡(jiǎn)稱周期性。在相同方向，結(jié)點(diǎn)之間的距離是相等的，不同方向結(jié)點(diǎn)之間的距離不一定相等。晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣的關(guān)系某些物質(zhì)，不論它們的晶體結(jié)構(gòu)之間

3、如何有差異，繁簡(jiǎn)差異如何之大，只要它們的空間排列的周期性相同，它們就具有相同的空間點(diǎn)陣。術(shù)語(yǔ)回顧晶體(crystal)Itissolid.Thearrangementofatomsinthecrystalisperiodic.點(diǎn)陣（Lattice）Aninfinitearrayofpointsinspace,inwhicheachpointhasidenticalsurroundingstoallothers.晶體結(jié)構(gòu)（CrystalStructure）Itcanbedescribedbyassociatingeachlatticepointwithagroupo

4、fatomscalledtheMOTIF(BASIS)單位晶胞（UnitCell）Thesmallestcomponentofthecrystal,whichwhenstackedtogetherwithpuretranslationalrepetitionreproducesthewholecrystal晶胞參數(shù)UnitCellDimensionsa,bandcaretheunitcelledgelengths.α,β,andγaretheangles2.1.2晶系The14possibleBRAVAISLATTICES{notethatspheresinthi

5、spicturerepresentlatticepoints,notatoms!}1、晶向指數(shù)在晶體點(diǎn)陣（晶體結(jié)構(gòu)）中，任何一條格點(diǎn)（質(zhì)點(diǎn)）直線的方向稱為晶向。其數(shù)字表示符號(hào)[uvw]稱為晶向指數(shù)或稱為直線指數(shù)。2.1.3晶面與晶向2、晶面指數(shù)通過(guò)點(diǎn)陣中若干格點(diǎn)而成的一個(gè)平面稱為格點(diǎn)平面（在晶體結(jié)構(gòu)中稱為晶面），晶面的數(shù)字表示符號(hào)（hkl）就是晶面指數(shù)（面指數(shù)），又稱為蜜勒（Miller）指數(shù)。3、六方晶系的四軸定向1、四軸定向的必要性1）三軸定向使用了與z軸垂直的兩個(gè)二次軸來(lái)定義x、y軸，就不能顯示出六方晶系的對(duì)稱特性。2）在晶向和晶面指數(shù)的表示上也不能顯示其對(duì)

6、稱情況。2、四軸定向下的直線的晶向指數(shù)設(shè)3軸定向下的指數(shù)為[UVW]，4軸定向下的指數(shù)為[uvtw]，則有轉(zhuǎn)換關(guān)系式：3、六方晶系的晶面指數(shù)1）由該晶面與四個(gè)晶軸的截距的倒數(shù)求得，即：2）根據(jù)平面截距式方程得3）有時(shí)寫(xiě)成注意：在立方晶系中，如果一晶向和某一晶面的指數(shù)數(shù)值相同，則這一晶向一定和該晶面垂直。在其它晶系中，這種關(guān)系就不一定了。2.1.4、晶帶、晶面間距1、晶帶在晶體結(jié)構(gòu)或空間點(diǎn)陣中，與某一取向平行的所有晶面均屬于同一個(gè)晶帶。同一晶帶中所有晶面的交線互相平行，其中通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的那條直線稱為晶帶軸。晶帶軸的晶向指數(shù)即為該晶帶的指數(shù)。晶帶定律根據(jù)晶帶的定義，同

7、一晶帶中所有晶面的法線都與晶帶軸垂直。這也就是說(shuō)，凡是屬于[uvw]晶帶的晶面，它們的晶面指數(shù)（hkl）都必須符合：我們把這個(gè)關(guān)系式叫作晶帶定律。2、晶面間距的計(jì)算公式晶面間距指兩個(gè)相鄰的平行晶面間的垂直距離。立方晶系：正方晶系：六方晶系：2.2布拉格定律2.2.1、基本假設(shè)1、晶體是理想完整的，即不考慮晶體中存在的缺陷和畸變，忽略原子的熱運(yùn)動(dòng)，即認(rèn)為原子是固定不動(dòng)的；2、把晶體看成是由許多平行的原子平面堆積而成的，衍射線看成是原子平面對(duì)入射線的反射。3、認(rèn)為X射線在晶體中不發(fā)生折射，即折射率為1；入射線和反射線之間沒(méi)有相互作用，反射線在晶體中不被其它原子再散射（

8、這樣的理論