Экстрапятна на рентгенограммах

Экстрапятна на рентгенограммах

Статья из «Успехи физических наук» т. XXV. вып. 4.

Жанр: Физика
Серии: -
Всего страниц: 1
ISBN: -
Год издания: 1941
Формат: Фрагмент

Экстрапятна на рентгенограммах читать онлайн бесплатно

Шрифт
Интервал

Текст статьи

На сильно экспонированных рентгенограммах монокристаллов, полученных при помощи белого излучения, неоднократно обнаруживались диффузные дифракционные пятна, резко отличные по своему виду от обычных дифракционных пятен. Эти экстрапятна не могли быть индицированы целыми числами, и их следовало рассматривать либо как отражения от системы атомных плоскостей с длиной волны λ, не соответствующей их межплоскостному расстоянию d, либо как отражения от системы каких-то особых плоскостей, не совпадающих с кристаллическими плоскостями. Так или иначе, для экстрапятен закон Брэгга nλ = 2d sin θ (θ – угол скольжения) не имеет места.

Первым пытался дать объяснение этому явлению Факсен [1] в 1923 г. Он предполагал, что экстрапятна надо рассматривать как отражения от экстраплоскостей, образуемых тепловыми волнами, проходящими вдоль главных плоскостей оси зон кристалла.

Интерес к описанному явлению неожиданно обнаружился после 17-летнего перерыва в 1939 и 1940 гг. В 1939 г. появилась работа Престона [2], а в 1940 г. работы Захариасена [3], Рамана [4] и Брэгга [5], дающие различные объяснения явлению возникновения экстрапятен на рентгенограммах.

Престон, а также Брэгг допускает, что тепловое движение решетки разбивает кристалл на группы, состоящие из атома и его ближайших соседей (8 или 12), так что связь между атомами группы больше, чем связь между группами. Межатомные расстояния в различных группах атомов слегка отличаются друг от друга. Поэтому наряду с когерентным рассеянием всех атомов кристалла возникает когерентное рассеяние малых групп. Суммарная интенсивность первого излучения есть, как известно, квадрат суммы амплитуд, рассеянных всеми атомами. Суммарная интенсивность экстраизлучения есть сумма интенсивностей, рассеянных малыми группами. Чем меньше число атомов, образующих «когерентную» группу, и чем больше число этих групп, тем интенсивнее должны быть экстрапятна.

Рентгенограмма хлористого калия, на которой ясно видна серия экстрапятен, рассчитывается Брэггом следующим образом. Принимается в качестве «когерентной» группы восемь атомов, расположенных в вершинах куба. Амплитуда луча пропорциональна

Максимум этой функции сравнивается с центрами экстрапятен. Совпадение рассчитанной и опытной рентгенограмм достаточно хорошее, если только отвлечься от размера экстрапятен, значительно меньшего, чем это следовало бы из расчета. Последнее обстоятельство можно объяснить тем, что когерентная группа состоит больше, чем из восьми атомов. Разумеется, при увеличении числа атомов группы максимума будут обостряться и в пределе пропадут, возможными станут лишь дифракционные максимумы, удовлетворяющие закону Брэгга.

Возникновение экстрапятен на рентгенограмме было экспериментально и теоретически исследовано Раманом и его учениками. Раман указывает, что в согласии с принципами квантовой теории падающие на кристалл рентгеновские лучи могут привести к пульсации электронной плотности в кристалле, т.е. к колебаниям структурной амплитуды. При этом акустические колебания решетки приводят к диффузному рассеянию, оптические колебания решетки дают правильные отражения, которые мы и наблюдаем на рентгенограммах в качестве экстрапятен. Направления, в которых возникают экстралучи, суть направления геометрического отражения не от атомных плоскостей кристаллической решетки, а от плоскостей постоянной фазы колебаний структурной амплитуды. Наклон этих плоскостей определяется единственно условиями отражения. Геометрический закон отражения имеет вид

где θ, φ – углы скольжения падающего и вторичного луча. Каждому экстрапятну соответствует обычное пятно; в том случае, если на кристалл падает белый спектр, имеется непрерывное множество экстрапятен. Это и наблюдается на лауэграмме в виде радиальных «хвостов» с резким максимумом для характеристической длины волны. Закон отражения показывает, что угол между падающим и отраженным лучами не зависит от межплоскостного расстояния. Теория показывает, однако, что от межплоскостного расстояния зависит интенсивность экстрапятен.

Опыты автора с кальцитом и каменной солью подтверждают его теорию. А именно, межплоскостные расстояния, вычисленные из значений координат экстрапятен для К и K-излучений (М>0–антикатод), приводят к правильной величине с точностью не менее 0,02 Å.

Литература

1. Faxen, Z.Physik, 17, 277, 1923.

2. Preston, Proc. Roy. Soc., July, 1939.

3. Zachariasen, Phys. Rev., 57, 597, 795, 1940.

4. Raman and Nilakantan, Nature, 46, 523, 1940; 145, 860, 1940;

Proc. Ind. Acad., 11, 398, 1940; 12, 141, 1940; Raman and Nath, Proc. Ind. Acad., 12, 83, 1940.

5. Bragg, Nature, 146, 509, 1940.

Конец ознакомительного фрагмента.

Читать полную версию

Еще от автора Александр Исаакович Китайгородский
Молекулы

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Электроны

«Физика для всех» Л. Д. Ландау и А. И. Китайгородского выпущена в 1978 г. четвертым изданием в виде двух отдельных книг: «Физические тела» (книга 1) и «Молекулы» (книга 2). Книга 3 «Электроны», написанная А. И. Китайгородским, выходит впервые и является продолжением «Физики для всех». В этой книге пойдет речь о явлениях, где на первый план выходит следующий уровень строения вещества — электрическое строение атомов и молекул. В основе электротехники и радиотехники, без которых немыслимо существование современной цивилизации, лежат законы движения и взаимодействия электрических частиц и в первую очередь электронов — квантов электричества. Электрический ток, магнетизм и электромагнитное поле — вот главные темы этой книги.


Движение. Теплота

Авторы этой книги – лауреат Ленинской и Нобелевской премий академик Л.Д. Ландау и профессор А.И. Китайгородский – в доступной форме излагают начала общего курса физики.Примечательно, что вопросы атомного строения вещества, теория лунных приливов, теория ударных волн, теория жидкого гелия и другие подобные вопросы изложены вместе с классическими разделами механики и теплоты. Подобная тесная связь актуальных проблем физики с ее классическими понятиями, их взаимная обусловленность и неизбежные противоречия, выводящие за рамки классических понятий, – все это составляет сущность современного подхода к изучению физики.Новое, свежее изложение делает книгу полезной для самого широкого круга читателей.


Как измеряются расстояния между атомами в кристаллах

О рентгеноструктурном анализе атомной структуры кристаллов.


Проблема № 2

Статья о явлении сверхпроводимости из журнала «Техника – молодежи» № 11, 1975.


Фотоны и ядра

В заключительной из четырех книг «Физика для всех» изложены основные сведения, специфичные для электромагнитных волн, проблема теплового излучения, учение о спектрах, приведены примеры наиболее распространенных лазеров, много внимания уделено ядерной физике. Отдельные разделы посвящены обобщению механики на случай быстрых движений (специальная теория относительности) и движения малых частиц (волновая механика). Для широкого круга читателей, проявляющих интерес к данной науке.


Рекомендуем почитать
Лечебная сила живых проростков

Проростки станут ценной пищевой добавкой как для здоровых, так и для больных людей. Они оказывают общеукрепляющее, тонизирующее воздействие, повышают работоспособность, нормализуют функции желудочно-кишечного тракта, клетчатка в составе зерна способствует усилению перистальтики кишечника и выведению токсинов из организма. Замечено, что пророщенные зерна повышают сопротивляемость организма простудным заболеваниям и инфекциям, то есть укрепляют иммунитет.


Холмы России

Две книги романа-трилогии советского писателя повествуют о событиях на смоленской земле в 1930–1940-х годах. Писатель показывает судьбы людей, активно созидающих новое общество, их борьбу против врагов Советской власти, героизм в годы Отечественной войны.


Молчаливые убийцы Герлы

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Мне не понятны муки творчества (Интервью)

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Мистер Томпкинс внутри самого себя

В книге, одним из авторов которой является известный американский физик Г. Гамов, в доступной и увлекательной форме рассказывается о достижениях на стыке физики и биологии. Данная книга рассчитана на учащихся старших классов и студентов начальных курсов университетов самых разных специальностей.


Квантовая модель атома. Нильс Бор. Квантовый загранпаспорт

Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.


Магнетизм высокого напряжения. Максвелл. Электромагнитный синтез

Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.


Охотники за нейтрино. Захватывающая погоня за призрачной элементарной частицей

Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.


Ньютон. Закон всемирного тяготения. Самая притягательная сила природы

Исаак Ньютон возглавил научную революцию, которая в XVII веке охватила западный мир. Ее высшей точкой стала публикация в 1687 году «Математических начал натуральной философии». В этом труде Ньютон показал нам мир, управляемый тремя законами, которые отвечают за движение, и повсеместно действующей силой притяжения. Чтобы составить полное представление об этом уникальном ученом, к перечисленным фундаментальным открытиям необходимо добавить изобретение дифференциального и интегрального исчислений, а также формулировку основных законов оптики.


Климатическая наука: наблюдения и модели

Ричард МурКлиматическая наука: наблюдения и модели.21.01.2010Источник: Richard K. Moore, Gglobal ResearchClimate Science: Observations versus ModelsПеревод: Арвид Хоглунд, специально для сайта "Война и Мир".Теория парниковых газов якобы ответственных за катастрофическое глобальное потепление не согласуется с фактами и является политической спекуляцией на реальной науке. Рассматривается фактическая картина современного климата по доступным данным.