第二章晶体中的衍射.pptVIP

第1页，共15页，星期日，2025年，2月5日19世纪末，物理学的天空，猛然闪出了三道金色的闪电，这三道闪电就是：1895年伦琴发现的X射线；1896年柏克勒尔发现的天然放射性；1897年汤姆生发现的电子，正所谓一年一道闪电，道道辉煌灿烂。第2页，共15页，星期日，2025年，2月5日以这著名的三大发现作为坚实的基础，人们又进一步研究发现了原子的可变性的大量化学同位素。与此同时，人类认识也开始长驱直入到原子核内部。原子不可分的神话被毫不留情地打破，为现代电子技术这座摩天大楼夯下了厚重的基础。这三大发现是科学技术从19世纪进入20世纪的隆隆礼炮，它庄严地宣告：科学技术新时代来到了。第3页，共15页，星期日，2025年，2月5日新物理学完全可以说是从1895年，德国的伦琴（1845～1923）教授发现了X射线时开始的。第4页，共15页，星期日，2025年，2月5日特点：波长介于紫外线和γ射线间的电磁辐射。由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线。波长小于0.1埃的称超硬X射线，在0.1～1埃范围内的称硬X射线，1～10埃范围内的称软X射线。X射线：第5页，共15页，星期日，2025年，2月5日实验室中X射线由X射线管产生，X射线管是具有阴极和阳极的真空管，阴极用钨丝制成，通电后可发射热电子，阳极（就称靶极）用高熔点金属制成（一般用钨，用于晶体结构分析的X射线管还可用铁、铜、镍等材料）。用几万伏至几十万伏的高压加速电子，电子束轰击靶极，X射线从靶极发出。电子轰击靶极时会产生高温，故靶极必须用水冷却，有时还将靶极设计成转动式的。第6页，共15页，星期日，2025年，2月5日第7页，共15页，星期日，2025年，2月5日法国物理学家德布罗意（1892～）在1924年提出一个假说，指出波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包括电子和质子、中子，都有波粒二象性．他把光子的动量与波长的关系式p＝h/λ推广到一切微观粒子上，指出：具有质量m和速度v的运动粒子也具有波动性，这种波的波长等于普朗克恒量h跟粒子动量mv的比．即λ＝h/（mv）．这个关系式后来就叫做德布罗意公式．X射线的短波极限λ0由加速电压V决定：λ0=hc/(ev)第8页，共15页，星期日，2025年，2月5日应用：X射线具有很强的穿透力，医学上常用作透视检查，工业中用来探伤。长期受X射线辐射对人体有伤害。X射线可激发荧光、使气体电离、使感光乳胶感光，故X射线可用电离计、闪烁计数器和感光乳胶片等检测。晶体的点阵结构对X射线可产生显著的衍射作用，X射线衍射法已成为研究晶体结构、形貌和各种缺陷的重要手段。第9页，共15页，星期日，2025年，2月5日电子衍射electrondiffraction当电子波(具有一定能量的电子)落到晶体上时，被晶体中原子散射，各散射电子波之间产生互相干涉现象。晶体中每个原子均对电子进行散射，使电子改变其方向和波长。在散射过程中部分电子与原子有能量交换作用，电子的波长发生变化，此时称非弹性散射；若无能量交换作用，电子的波长不变，则称弹性散射。在弹性散射过程中，由于晶体中原子排列的周期性，各原子所散射的电子波在叠加时互相干涉，散射波的总强度在空间的分布并不连续，除在某一定方向外，散射波的总强度为零。第10页，共15页，星期日，2025年，2月5日多晶金电子衍射花样第11页，共15页，星期日，2025年，2月5日