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X射线分析系列教程

X射线衍射分析技术

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第六章X射线衍射分析技术

6.1前言

6.2X射线物理学基础

6.3X射线衍射

6.4X射线衍射仪器

6.5X射线粉末衍射及应用

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6.1前言

简单的回顾

1895年，物理学已经有了相当的发展，它的几个主要部门--牛顿力学、热力学和分子运动论、电磁学和光学，

都已经建立了完整的理论，在应用上也取得了巨大成果。这时物理学家普遍认为，物理学已经发展到顶了，以后的任务无非是在细节上作些补充和修正而已，没有太多的事好做了。

然而，X射线的发现唤醒了沉睡的物理学界。因伦琴发现X射线，引发了一系列重大发现，把人们的注意力引向更深入、更广阔的天地，从而揭开了现代物理学革命的序幕。

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这一章，主要介绍X射线发展史中几位重要的历史人物。

伦琴Rontgen

劳厄Laue

布拉格父子Bragg

莫塞莱Moseley

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1.伦琴发现X射线

伦琴

WilhelmKonrad

R?ntgen

1845-1923

德国维尔茨堡大学实验

物理学家

X射线的发现者

1901年诺贝尔物理学奖

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1845年3月27日生于德国莱茵省的雷内普(Lennep)。

1868年伦琴毕业于瑞士苏黎世联邦工程学院，成为一

名机械工程师。

1869年，获哲学博士学位。

1889-1893年任耶拿大学和乌德勒兹两大学的教授。

1894-1900年任维尔茨堡大学校长和慕尼黑物理研究

所所长。他是柏林和慕尼黑科学院的通讯院士。

1923年2月10日因癌症在慕尼黑去世，享年78岁。

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伦琴对科学作出的最大贡献是在1895年从实验中发现了X射线，并随后对其性质进行了深入研究，从而为多种科学领域提供了一种有效的研究手段。他还有一项意义重大的发现，就是所谓的伦琴电流。此外，他还在弹性、液体的毛细作用、气体比热、热在晶体中的传导、压电效应以及偏振光的磁致旋转等方面也都有研究。

伦琴对科学有崇高的献身精神。他无条件地把X射线的发现奉献给全人类，自己没有申请专利。

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2.X射线的发现过程

1895年，伦琴已经是五十岁的人了，当时他正担任维尔茨堡大学校长和该校物理研究所所长。1895年11月8日，正当伦琴继续在实验室里从事阴极射线的实验工作，一个偶然事件吸引了他的注意。当时，房间一片漆黑，放电管用黑纸包严。他突然发现在不超过一米远的小桌上有一块亚铂氰化钡做成的荧屏发出闪光。他很奇怪，就移远荧光屏继续试验。只见荧光屏的闪光，仍随放电过程的节拍断续出现。他取来各种不同的物品，包括书本、木板、铝片等等，放在放电管和荧光屏之间，发现不同的物品效果很不一样。有的挡不住，有的起到一定的阻挡作用。

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伦琴意识到这可能是某种特殊的射线，它具有特别强的穿透力，从来没有观察到过。于是立刻集中全部精力进行彻底的研究。他一连许多天把自己关在实验室里，连

自己的助手和家人都不告知。

他把密封在木盒中的砝码放在这一射线的照射下拍照，得到了模糊的砝码照片；他把指南针拿来拍照，得到金属边框的深迹；他把金属片拿来拍照，拍出了金属片内部不均匀的情况。他深深地沉浸在这一新奇现象的探讨中，达到了废寝忘食的地步。

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平时一直帮他工作的伦琴夫

人感到他举止反常，以为他

有什么事情瞒着自己，甚至

产生了怀疑。六个星期过去

了，伦琴已经确认这是一种

新的射线。才告诉自己的亲

人。1895年12月22日，他邀

请夫人来到实验室，用他夫

人的手拍下了第一张人手X

射线照片(如图)。

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1895年年底，他以通信方式将这一发现公之于众。题为《一种新射线(初步通信)》。

伦琴在一开始并没弄清楚X射线的本质。因为当时电子还未发现，阴极射线的本质还没有搞清楚。因此伦琴把这种新发现的射线取名为X射线。

在伦琴之前，就有人在研究阴极射线的过程中发现了X射线，但没有得出正确的认识。而伦琴经过长期磨炼，掌握了完美的实验艺术，摆脱了任何偏见，在研究中一贯严谨自觉，才抓住机遇作出别人作不出的新发现。正如法国微生物学家巴斯德的名言：“机遇偏爱有准备的头脑。”

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3.劳埃发展了X射线的衍射理论

1912年有了一个惊人的进展，德国物理学家劳埃教授受到共振体间距大小与散射关系的启发，又联想到矿物