Mi az a röntgendiffrakciós?

Ez a cikk ismerteti olyan dolog, mint a röntgendiffrakciós. Ez magyarázza a fizikai alapja ennek a jelenségnek és annak alkalmazása.

Technológiai fejlesztés az új anyagok

Innováció, a nanotechnológia - ez a tendencia a modern világ. Hírek tele tudósít a forradalmian új anyagok. De kevesen tudják, hogy mi egy hatalmas kutatási berendezés tudósok létre kell hozni legalább egy kis javulás a meglévő technológiák. Az egyik alapvető jelenségek, amelyek segítenek abban, - röntgendiffrakciós.

elektromágneses sugárzás

Kezdeni, azt is tisztázni kell, hogy az ilyen elektromágneses sugárzás. Mozgó töltött test teremt maga körül elektromágneses mezőt. Ezek a területek áthatják az egész, még a vákuum mély hely nem szabadul meg tőlük. Ha egy ilyen területen, időszakos zavarok, amelyek képesek szaporodni térben, hívják őket elektromágneses sugárzást. Leírására használt fogalmak, mint a hullámhossz, a frekvencia és az energiát. Mi az energia ösztönösen egyértelmű, és a hullámhossz - közötti távolság azonos fázis (például, két szomszédos csúcsok). A magasabb hullámhossz (és így frekvencia), a kevesebb energiát. Emlékezzünk, ezeket a fogalmakat kell leírni a röntgendiffrakciós röviden és világosan.

elektromágneses spektrum

Minden különböző elektromágneses sugarak elfér egy speciális skála. Attól függően, hogy a hullámhossz, megkülönböztetni (az legtovább legrövidebb):

• rádióhullámok;
• terahertzben hullám;
• infravörös hullámokat;
• látható hullámhossz;
• ultraibolya hullámhossz;
• Röntgen hullámhossz;
• gamma-sugárzás.

Így mi érdekli a sugárzás nagyon kis hullámhosszú és legnagyobb energia (így nevezik kemény). Így érkezünk el a leírása, amit a röntgendiffrakciós.

Az eredete a X-ray

Minél nagyobb a sugárzási energia, annál nehezebb az, hogy mesterségesen. Terjesztése a tűz, az a személy kap egy csomó infravörös sugárzást, mert azt a hőt. De ez volt a röntgendiffrakciós a térszerkezet, szükség van a sok kemény munka. Tehát ez a fajta elektromágneses sugárzás megszűnik, ha a knock out egy elektron a shell egy atom, amely közel van a mag. Az elektronok felett helyezkednek el, igyekeznek kitölteni a lyukat, az átmenetek, és röntgen fotonok. Szintén erős fékezés a töltött részecskék, amelynek tömege (például elektronok) által termelt nagy energiájú sugárzás. Így a röntgendiffrakciós a kristályrács kíséri a kiadások egy elég nagy mennyiségű energiát.

Az ipari méretű, ez a sugárzás a következők:

1. A katód elektronokat kibocsátani nagy energiával.
2. Elektronikus arcok az anód anyaga.
3. Electron drasztikusan lelassul (az általa kibocsátott röntgensugárzás).
4. Egy másik esetben, az elektron kopogtat retardáló a szemcsét egy alacsony pályán az atom az anód anyaga, amely szintén generálja a röntgensugarakat.

Azt is meg kell érteni, hogy mint minden más elektromágneses sugárzás a röntgen- saját tartományban. Magától ezt a sugárzást széles körben használják elég. Mindenki tudja, hogy a törött csont vagy tüdejében kialakult keres segítségével röntgen.

kristályszerkezet

Most már közel jár ahhoz, amit egy eljárás röntgendiffrakciós. Ehhez megmagyarázni a szerkezet a szilárd. A tudományban, a szilárd test nevezzük anyag kristályos állapotban. Fa, agyag vagy üveg szilárd, de hiányzik a lényeg: a periodikus struktúra. De kristályok ezt a csodálatos tulajdonság. A neve ennek a jelenségnek a lényegét tartalmazza. Először meg kell érteni, hogy a kristály atomok rögzítve. Kapcsolat között van egy bizonyos fokú rugalmasság, de túl erős, hogy az atomok mozoghat a rácsban. Az ilyen epizódok is lehetséges, de egy nagyon erős külső hatás. Például, ha a fém kristály meghajlítani, vannak kialakítva ponthibák különböző típusú: néhány helyen atom elhagyja az ülést, alkotó helyzetben, a másik - az áthelyezésre kerül a hibás helyzetben, amely egy hiba bevezetése. A hajtogatási kristály elveszti karcsú kristályszerkezet, ez nagyon hibás, laza. Ezért a klip, ami egyszer kiegyenesített, akkor jobb, ha nem használja, mint a fém elvesztették tulajdonságait.

Ha az atomok vannak mereven rögzítve, nem lehet őket elhelyezni egymáshoz képest véletlenszerűen, mint a folyadékokban. Meg kell szervezni magukat, hogy minimalizáljuk az energia az interakció. Így, az atomok vannak elrendezve egy rácsos. Az egyes tömbök közölt egy minimális atomok rendezett egy különleges módon a térben, - egy elemi cella a kristály. Ha az összes sugárzott, hogy van, hogy összekapcsolják a szélén egymással tetszőleges irányban haladva, megkapjuk a teljes kristályt. Ugyanakkor érdemes megjegyezni, hogy ez - a modell. Minden valós kristály hibák, és teljesen pontos fordítás szinte lehetetlen elérni. Modern szilícium memória elemek közel vannak ideális kristályok. Azonban ezek előállításához szükséges hatalmas mennyiségű energia és egyéb források. A laboratóriumban a tudósok elkötelezett szerkezetek különböző típusú, de a szabály, a költségek őket létrehozó túl nagy. De tételezzük fel, hogy az összes kristály ideálisak: bármely irányban azonos atomokból lesz található ugyanazon távolságra egymástól. Egy ilyen szerkezet nevezzük rács.

Vizsgálata a szerkezet a kristályok

Ez annak köszönhető, hogy ez a tény lehet röntgendiffrakciós a kristályokat. A periodikus szerkezete kristályok teremt bennük néhány sík, amelyben több atomot, mint a többi irányból. Néha ezek kapnak rácsos sík szimmetria, néha - a kölcsönös elrendezése az atomok. Minden síkon van rendelve a megnevezést. Távolsága a síkok közötti nagyon kicsi: a sorrendben több angström (visszahívási angström - 10 ^-10 m vagy 0,1 nanométer).

Azonban a síkok egy irányban valódi kristály, még egy nagyon kis csomó. Röntgendiffrakciós mint módszert használja ezt a tényt: a hullámok, hogy megváltozott az irányt a síkok az egyik irányba, összeadódnak, így a kimeneti jel elég világos. Tehát a tudósok kitalálni, hogy milyen területeken belül található kristály ezeket a gépeket, és ítélik a belső szerkezetét a kristályszerkezet. Azonban csak az adatok nem elég. Amellett, hogy a dőlésszög, tudnia kell a távolságot a síkok. Enélkül, akkor kap több ezer különböző modellek a szerkezet, de nem tudja a pontos választ. A tudósok hogyan tanulnak a távolságot a síkok lesz szó az alábbiakban.

diffrakciós jelenség

Azt már adott a fizikai alapja annak, amit a röntgendiffrakciós térbeli rács kristályok. Azonban még nem magyarázza a lényege a jelenség a fény szóródását. Így, diffrakciós - a hajlító hullámok (ideértve az elektromágneses) akadályokat. Ez a jelenség úgy tűnik, hogy megsérti a törvényeket lineáris optika, de nem. Ez szorosan kapcsolódik az interferencia, és a hullám tulajdonságokat, mint például a fotonok. Ha a fény utat érdemes akadály, mert a diffrakciós fotonok „látni” a sarkon. Milyen messze eltért a a fény terjedési irányában egyenesen függ a méret az akadályokat. Minél kisebb az akadály, annál kisebb legyen a hossza az elektromágneses hullám. Éppen ezért a röntgendiffrakciós egyedi kristályokból segítségével egy ilyen rövid hullámhosszú: síkok közötti távolság nagyon kicsi, optikai fotonok egyszerűen nem „átvészelni” között, és csak felszínéről visszaverődő.

Egy ilyen elképzelés igaz, de úgy vélik, túl szűk a modern tudomány. Kiterjeszteni a meghatározás, valamint az általános ismeretek jelen eljárások megnyilvánulásai diffrakciós hullámok.

1. Változások a térbeli hullám struktúrát. Például, a szög a hullám bővítése a fényeloszlás vagy eltérése hullám hullámok száma néhány előnyös irányba. Ez ebben az osztályban kapcsolatos jelenségek hajlító hullámok akadályokat.
2. Expansion hullámok spektrumában.
3. Megváltoztatása a polarizáció a hullámok.
4. Conversion hullám fázis szerkezetét.

A jelenséget a diffrakciós együtt a beavatkozás a felelős azért, hogy az irányt a fénysugár egy keskeny rés mögött látunk nem egy, hanem több fényt magasságra. Minél nagyobb a legtöbbet hozza ki a közepén a különbség, annál nagyobb a sorrendben. Továbbá, amikor a helyes megfogalmazás kísérlet árnyéka a hagyományos varrás tű (természetes vékony) van osztva több sávok, ahol a tű pontosan megfigyelt maximális fényt, és nem a minimális.

Formula Bragg

Már említettük, hogy a végső jelet adunk minden röntgen fotonokat, amelyek tükröződnek a sík és a meredeksége azonos a kristály. De pontosan kiszámított szerkezete lehetővé teszi, hogy egy másik fontos arányt. Anélkül nem lenne haszontalan röntgendiffrakciós. Bragg képlet a következőképpen néz ki: 2dsinƟ = nλ. Itt, d - közötti távolság a síkok az azonos dőlésszög, θ - a csúszási szög (Bragg-szög), vagy a beesési szög a síkra, n - a sorrendben a diffrakciós csúcs, λ - hullámhossz. Mivel ismert, hogy pontosan hogyan Röntgen spektrum használt adatgyűjtő és a szög, ahol fény esik az, ez a formula lehetővé teszi, hogy az A értékét d. Kissé fentebb azt mondtuk, hogy ezen adatok nélkül pontosan kapja az anyag szerkezetét lehetetlen.

Modern használata röntgendiffrakciós

Felmerül a kérdés: milyen esetekben szükség van az elemzés, a tudósok nem igazán fedeztek fel a világ összes szerkezetet, és talán elsősorban a termelés az új anyagok nem járnak az emberek, milyen eredményeket fognak? Négy válaszokat.

1. Igen, tudjuk, hogy a bolygó elég jó. De minden évben vannak új ásványok. Néha még akkor is azt sugallják, a szerkezet nem fog működni anélkül, hogy az X-sugarakat.
2. Sok tudós próbál tulajdonságainak javítására a meglévő anyagokat. Ezek az anyagok vannak kitéve a különböző kezelési típusok (nyomás, hőmérséklet, lézerek és a hasonlók. D.). Néha a szerkezetükben hozzáadni vagy eltávolítani elemeket belőle. Megérteni, mi belső átrendeződés ugyanakkor zajlott, majd röntgendiffrakciós a kristályokat.
3. Bizonyos alkalmazások (például lézeres aktív média, memóriakártyák, optikai elemek, a megfigyelési rendszer) kristályok pontosan kell felelnie. Ezért, szerkezetük teszteltük ezzel a módszerrel.
4. Röntgendiffrakciós - ez az egyetlen módja annak, hogy megtudja, mennyi és mi történt a szintézis fázisok többkomponensű rendszerekben. Példák az ilyen rendszerek szolgálhat elemeit egy modern kerámia technológiával. A jelenléte nem kívánatos fázisok járhat súlyos következményekkel jár.

űrtevékenységeik

Sokan kérdezték: „Miért van egy hatalmas obszervatórium a Föld körül keringő, miért van szükség a rover, ha az emberiség még mindig nem oldja meg a problémákat, a szegénység és a háború?”

Mindenki megtalálhatja az érveiket „A” és „ellen”, de nyilvánvaló, hogy az emberiség legyen egy álom.

Ezért nézte a csillagokat, most már azt teljes bizonyossággal, hogy tudunk róluk egyre több minden nap.

X-sugarak a lezajló folyamatok az űrben, nem érik el a bolygónk felszínét, akkor elnyeli az atmoszféra. De ez a része az elektromágneses spektrum egy csomó adat nagy energiájú jelenségek. Ezért, szerszámok, tanul röntgen kell tenni túl Föld körüli pályán. A jelenlegi állomás jelenleg tanulmányozza a következő elemeket tartalmazza:

• maradványai szupernóva robbanások;
• A galaxisok középpontjában;
• neutroncsillagok;
• fekete lyukak;
• ütközés hatalmas objektumok (galaxisok, csoportok galaxisok).

Meglepő módon a különböző projektek számára ezekhez állomások a diákoknak, és még iskolások. Tanulnak érkező mélyűrbe röntgen sugarak: diffrakció, interferencia, spektrum lesz a témája az érdekük. És néhány nagyon fiatal felhasználók világűrbe obszervatóriumok hogy felfedezéseket. Az aprólékos olvasó persze azt állítják, hogy van valami csak van ideje a képeket nagy felbontás, hogy fontolja meg, és vegyük észre a finom részleteket. És persze, hogy milyen fontos a felfedezés, mint általában, csak megérteni a komoly csillagász. De az ilyen esetek inspiráló fiatalok, hogy szentelik az életüket űrkutatási. És ez a cél érdemes követni.

Tehát, hogy elérjék Vilgelma Konrada Röntgen felfedezte a hozzáférést a csillagok ismereteket és lehetőségeket, hogy meghódítsa más bolygókon.