Учебная работа. Доклад: Закон Брэгга

Учебная работа. Доклад: Закон Брэгга

При соблюдении определенных математических критерий рентгеновские лучи, отраженные от кристалла, дают четкую дифракционную картину, по которой можно воссоздать структуру кристаллической сетки.

В кристаллах атомы упорядоченно организованы в часто повторяющуюся геометрическую структуру, которую принято именовать кристаллической сеткой. Она кое-чем припоминает горку апельсинов на фруктовом лотке. одна из задач физики твердого тела — разгадать структуру кристаллов. Для этого обычно употребляется способ, основанный на законе, который был открыт родившимся в Австралии английским ученым сэром Уильямом Лоуренсом Брэггом вместе с его папой.

Когда рентгеновский луч падает на кристалл, любой атом становится центром испускания вторичной волны Гюйгенса (см. Принцип Гюйгенса). Сам кристалл можно разбить на набор параллельных плоскостей, определяемых атомной структурой сетки (условно говоря, 1-ая плоскость определяется направлением от атома к двум его наиблежайшим соседям, 2-ая — направлением от атома к двум последующим соседям по кристаллической сетке и так дальше). Вторичные дифракционные волны в общем случае взаимно усиливаться не будут, кроме тех случаев, когда они попадают в точку наблюдения (на экран либо приемник) со сдвигом по фазе, равным целому числу длин волн. Это условие, определяющее пики интенсивности дифракционной картины, можно записать последующим образом:

2d sin θ = nλ

где d — расстояние меж параллельными плоскостями кристаллической сетки, θ — угол рассеяния рентгеновских лучей, λ — длина волны рентгеновских лучей, а n — целое число (порядок дифракции). При n = 1 мы смотрим пик обоюдного усиления волн дифракции на атомах, удаленных друг от друга на одну длину волну, при n = 2 — 2-ой пик дифракции (разность хода составляет две длины волны) и т. д.

Это условие, известное сейчас как законБрэгга, гласит нам, что при данных длинах волн рентгеновское излучение усиливается под определенными углами рассеяния, и по сиим углам отличия мы можем высчитать расстояние меж плоскостями кристаллической сетки. Каждой из таковых плоскостей будет соответствовать пик яркости рентгеновских лучей на дифракционной картине при соблюдении условия Брэгга.

Потому при облучении кристалла сфокусированным рентгеновским лучом на выходе мы получаем растерянный в итоге дифракции луч с выраженными пиками яркости. По углам отличия пиков яркости от направления начального луча ученые сейчас с большенный точностью рассчитывают расстояния меж атомами кристаллической сетки. Этот способ именуется дифракционной рентгенографией. Он имеет сейчас главное

***

Уильям Генри БРЭГГ, Уильям Лоуренс БРЭГГ

William Henry Bragg, 1862–1942

William Lawrence Bragg, 1890–1971

Английскиефизики. Единственный в истории вариант, когда отец и отпрыск разделили Нобелевскую премию. Уильям Брэгг старший родился в Вествуде (Великобритания). По окончании Кембриджа преподавал физику в ряде институтов Англии и Австралии. Опосля открытия радиоактивного излучения заинтересовался исследовательскими работами его взаимодействия с веществом. Самое принципиальное и успешное исследование, посвященное рассеянию рентгеновских лучей на кристаллах, он провел вмсете с отпрыском. За это исследование отец и отпрыск были в 1915 году удостоены Нобелевской премии по физике. В предстоящем Уильям Генри занимал посты директора Царского института и председателя Царского общества. Уильям Лоуренс всю свою научную карьеру предназначил предстоящему развитию кристаллографии — науки, базы которой заложил совместно со своим папой.

]]>