ГЛАВА 28. РЕНТГЕНОВСКИЙ АНАЛИЗ

Рентгеновские лучи

Рентгеновские лучи представляют собой электромагнитное излучение с длиной волны λ от 10^-12 до 10^{-8 м. В рентгеноструктурном анализе используются лучи с длинами волн, заключенными в интервале (0,5-0,2) 10-10 м. Лучи с λ<2}×10^-10м условно называются жесткими, а с λ>2×10^-10м - мягкими. У рентгеновских лучей от длины волны зависит их проникающая способность, чем меньше длина волны, тем легче они проходят через вещество. Они невидимы, слегка преломляются, проходят через непрозрачные для видимого света тела, производят фотографическое действие, ионизируют газы, вызывают люминесценцию многих веществ, оказывает воздействие на биологические объекты.

Кристал­лы, являясь трехмерными пространственными решетками, имеют постоян­ную решетки порядка 10^-10м и, следовательно, непригодны для наблюдения дифракции в видимом свете (5×10^{-7 м}). Эти факты позволили М.Лауэ прийти к выводу, что в качестве естественных дифракционных решеток для рентгеновского излучения можно использовать кристаллы, поскольку расстояние между атомами в кристаллах одного порядка с λ рентгеновского излучения (10^-12÷10^{-8 м).}

Простой метод расчета дифракции рентгеновского излучения от кристаллической решетки предложен Г. В. Вульфом и Г. и Л. Брэггами. Они пред­положили, что дифракция рентгеновского излучения является результатом его отраже­ния от системы параллельные кристаллографических плоскостей (плоскостей, в кото­рых лежат атомы в узлах кристаллической решетки).

Представим кристаллы в виде совокупности параллельных кристаллографических плоскостей (рис.28.1.), отстоящих друг от друга на расстоянии d. Пучок параллельных монохроматических рентгеновских лучей (1, 2) падает под углом Рис.28.1.

скольжения θ (угол между направлением падающих лучей и кристаллографической плоскостью) и возбуждает атомы кристаллической решетки, которые становятся источниками когерентных вторичных волн 1' и 2", интерферирующих между собой, подобно вторичным волнам, от щелей дифракционной решетки. Максимумы интенсивности (дифракционные мак­симумы) наблюдаются в тех направлениях, в которых все отраженные атомными плоскостями волны будут находиться, в одинаковой фазе. Эти направления удовлет­воряют формуле Вульфа—Брэггов

d sin θ = т λ (m= 1,2,3,…,), (28.1)

т. е. при разности хода между двумя лучами, отраженными от соседних кристаллографических плоскостей, кратной целому длин волн λ наблюдается дифракционный максимум.