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二十一世纪中小学生素质教育大库

发布时间:2014-02-13 16:03:59  

5. 伦琴射线对晶体的衍射 (Diffraction of Rotgen Rays in the Crystal) 1) X射线 (X-ray) 1895年伦琴发现用高速电子冲击固体时,有一 种新射线从固体上发出来。 + 中医免费资料 http://www.zyy123.com/down

阴级 性质 (Properties):

阳级

具有很强的穿透能力,能使照片感光,空气 电离。本质是什么?不知道,就叫“X射线”吧! 当时人们以照X射线像为时髦。

发现的X射线是什么呢?人们初步 认为是一种 电磁波,于是想通过光栅来观察它的衍射现象, 但实验中并没有看到衍射现象。原因是X射线的 波长太短,只有一埃(1?)。 一光栅d=3?104?(每mm333条刻痕),则第 一级明纹满足: (a ? b) sin ? ? k? o ~0.002 d sin ? ? ?? 4? =3.3?10-4rad ?/3 ? 10 ? ? sin ? ? ?? / d ? ?1 实际上是无法分辩的。要分辩X射线的光栅 也要在埃的数量级才行。 人们想到了晶体。因为晶体有规范的原子排 列,且原子间距也在埃的数量级。是天然的三维 光栅。

2) Laue spots 1912年德国物理学家劳厄想到了这一点,去找 普朗克老师,没得到支持后,去找正在攻读博 士的索末菲,两次实验后终于做出了X射线的 衍射实验。

X射线 X--ray Laue spots proves wave properties of X-ray.

劳厄斑 晶体的三维光栅 晶体 Laue spots Three-dimensional crystal “diffraction grating”

3)布喇格定律 Bragg’s law 1913年英国布喇格父子(W.H .bragg .WL Bragg)建立了一个公式--布喇格公式。不但能 解释劳厄斑点,而且能用于对晶体结构的研究。 布喇格父子认为当能量很高的X射线射到晶 体各层面的原子时,原子中的电子将发生强迫 振荡,从而向周围发 射同频率的电磁波, 即产生了电磁波的 散射,而每个原子 则是散射的子波波 源;劳厄斑正是散 射的电磁波的叠加。

Adding “reflection” rays from the entire family planes

An incident wave (wavelength λ)strikes the planes a’ “1” and “2 ” A b’ AB and AC vertical 1 with lights a’ and b’ C B d respectively. 2 d D? ? 此公式为实验证实且可解释劳厄斑点。 h 3 The path difference for rays from adjacent planes: The condition of a constructive interference:

BD ? DC ? 2d sin ?

2d sin ? ? k? (k ? 1.2.3?)
This relation is called Bragg’s law.

Bragg’s law

2d sin ? ? k? (k ? 1.2.3?)

discuss讨论: A)with particular d and ?, the maximum diffraction can only be seen on particular directions. a I b’ A 1 C B ? d 2 ? ? ? 1 2 3 d ? D? h 3 I B) with particular d and ?, the maximum diffraction can only be made with ?1 ?2 ?3 ? particular wavelengths

4)X射线衍射的应用 已知X射线的波长测定晶体的晶格常数。 原理:

?

?

2d sin ? ? k?


X射线分析仪



世界闻名的事件:

1953年,用于测定“DNA”脱氧核糖核酸的 双螺旋结构就是用的此法。

1、DNA双螺旋结构 P代表磷酸、 S代表脱氧核酸; A、T、B分别为 碱基 2、解旋并以母链为 模板进行新的碱基 配对。 3形成新的DNA分子。


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