بلورشناسی پرتو ایکس

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
یک نمونه دستگاه تفرق‌سنج اشعه ایکس

پراش (تفرق) اشعه ایکس روشی برای مطالعهٔ ساختار مواد بلوری است که در سال ۱۹۱۲ میلادی توسط فون لاوه کشف شد و توسط ویلیام هنری براگ و ویلیام لورنس براگ برای بررسی بلورها بکار گرفته شد.

اشعه‌های ایکسی که برای پراش استفاده می‌شوند، معمولاً طول موجی در حدود ۰٫۵ الی ۲٫۵ آنگستروم دارند.

این روش بر پایهٔ خاصیت موجی اشعه ایکس استوار است. هستهٔ اتم‌ها در یک شبکهٔ کریستالی به فاصلهٔ کمی (در حدود چند آنگستروم) از یکدیگر قرار گرفته‌اند. بازتاب اشعهٔ ایکس از این صفحات متوالی منجر به تداخل سازنده یا ویرانگر امواج ایکس می‌شود. در صورتی که امواج تداخل سازنده داشته باشند، با استفاده از فرمول براگ می‌توان فاصلهٔ صفحات کریستالی و در نتیجه اندازه و نوع سلول واحد را بدست آورد.استفاده از اشعه ایکس روش بسیار مناسبی برای مطالعه ساختمان اتم ها و مولکول ها که ناشی از عکس العمل اشعه الکترومغتاطیس و تاثیر آن بر روی ساختمان هایی که انداره آنها مساوی اندازه طول موج ایکس است می باشد.اگر ساختمان در یک شبکه کریستالی مرتب شده باشد برخورد اشعه ایکس با اتم ها یا مولکول ها به صورت تیز بوده بنابراین پخش اشعه تحت شرایط خاص امکان پذیر است واطلاع از چگونگی این شرایط خاص می تواند اطلاعاتی در مورد مشخصات هندسی ساختمان بدهد. طول موج اشعه ایکس قابل مقایسه با فاصله های داخلی اتمی در کریستال ها بوده و اطلاعات بدست آمده از پخش زاویه بزرگ می تواند مرتب شدن بخصوص هر کریستالی را تعیین کند و پخش اشعه ایکس تحت زاویه کوچک مناسب برای مطالعه پریودهای بزرگتر است که مربرط به حفره ها یا لایه های کریستالی می باشد.به طور کلی با استفاده از اشعه ایکس می توان ساختمان کریستالی الیاف و پلیمرها را مشخص نمود. اشعه ایکس از بمباران یک مانع فلزی با یک شعاع الکترون با ولتاژ خیلی زیاد در خلا ایجاد می شود اشعه ایکس شبیه نور معمولی بوده لذا از جنس الکترومغناطیس با طول موج کوتاه است. در اثر برخورد اشعه ایکس به کریستال ها که در آنها اتم ها یا نظم مشخص قرار گرفته اند پدیده تفرق حاصل می شود در حالی که اشعه ایکس در برخورد با مواد آمورف پراکنده می شود.طبق قانون براگ داریم nℷ=2dsinƟ که در این فرمول ی فاصله بین صفحات کریستالی و تتاƟ زاویه برخورد پرتو تابشی به صفحه اتمی و ℷ طول موج اشعه ایکس تابشی و n یک عدد صحیح است که معمولا یک در نظر گرفته می شود.روش تفرق اشعه ایکس از روش هایی است که به کمک آن می توان به مطالعه ساختار داخلی مواد پلیمری و الیاف پرداخت.اطلاعاتی که ار پراش اشعه ایکس بدست می آید شامل شکل و اندازه واحد ساختمانی آرایش مولکولی زنجیره های پلیمری در واحد ساختمانی آرایش یافتگی کریستالی اندازه متوسط کریستال ها پارامترهای بی نظمی درصد بی نظمی و آرایش یافتگی در مناطق بی نظم.

روش‌های متداول[ویرایش]

  • روش لاوه (لائو) برای ارزیابی کامل کریستال و آرایش آن بکار می رود.
  • روش پودری استفاده برای مواد پلیمری.
  • روش دبای-شرر برای محاسبه فاصله صفحه ها و شبکه صفحات است.
  • روش تفرق سنجی (دیفرکتیومتری)اطلاعاتی پیرامون ساختار کریستالی و آمورف و میزان آرایش یافتگی و اندازه کریستال ها می دهد.

قانون براگ

nλ=2dsinθ

که در این فرمول d فاصلهٔ بین صفحات کریستالی، θ زاویهٔ برخورد پرتو تابشی به صفحهٔ اتمی، λ طول موج اشعه ایکس تابشی و n یک عدد صحیح است که معمولاً ۱ در نظر گرفته می‌شود

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

ویکی‌پدیا انگلیسی- x-ray scattering- بازیابی ۲۴ اوت ۲۰۱۱