Rendgenski zraci i struktura kristala Nakon otkria RZ

Rendgenski zraci i struktura kristala Nakon otkrića RZ smatralo se da su oni EM talasi kao i svetlost, znatno manje talas duž λ. Zbog toga bi i oni morali da pokazuju interferenciju (slaganje-sabiranje) kao i svetlosni zraci. Ako padnu na pravilnu (optičku) rešetku, tj uske pukotine-dolazi do savijanja (difrakcije) svetlosti

Difrakcijom nastali svetlosni zraci su iste λ kao primarni talas zbog interferencije se mogu međusobno pojačati (nastaje svetlija mrlja na zastoru) kada se vrh jednog talasa poklopi sa vrhom drugog Amplitude talasa se sabiraju – intenzitet svetlosti raste Slika a-predavanja 75 str

Amplituda talasa se može i smanjiti-poništiti kada se vrh talasa poklopi sa dolinom drugog U tom slučaju na zastoru nastaje crna mrlja zamračenje Slika b

• talasnu prirodu R-zrač dokazao je Laue 1912. g • objasniti i nacrtati sliku eksperimenta • Nobelova nagrada za otkriće difrakcije xzraka na kristalima Eksperiment: snop kontinuiranog zračenja prolazi kroz razreze D 1 i D 2, kroz kristal K i dolazi na fotografsku ploču P Slika dobijanje Laueovog dijagrama

Na fotografskoj ploči dobijeno je jako zacrnjenje od primarnih nerasutih RZ Oko njega slabije mrljice nastale interferencijom RZ na kristalnoj rešetki Time je dokazano da su RZ talasne prirode Upotrebljeni RZ imali su λ 1 A° ili 1/5000 talasne dužine VIS svetlosti

Da bi se ispitalasna priroda RZ morala se naći izvanredna fina rešetka, a to je kristalna rešetka Laue – dokazao talasnu prirodu RZ Nemački fizičar Kniping je pokazao ispravnost Lauevog zaključka o talasnoj prirodi x-zraka 1912. god Izvodeći eksperiment sa kristalima Cu. SO 4

Difrakcija RZ na kristalima može se razumeti ako se prihvati da: - rešetka kristala predstavlja prostornu difrakcionu rešetku - da RZ ima talasnu prirodu Delići kristalne reš predstavljaju centre za rasejavanje Rendg talasa Prilikom međusobne interferencije nastaju difrakcione mrlje na fotograf ploči

Na fotografskoj ploči sem centralne mrlje nalaze se i pravilno raspoređene koncentrične mrlje Položaj koncentrič mrlja menja se upotrebom drugog kristala Prema položaju i relativ intenzitetu ovih mrlja može se dobiti predstava o rasporedu centara rasejavanja i o njihovoj prirodi - da li je rešetka sastavljena od atoma jona, atomskih grupa. Pojava difrakcije RZ služi za proučavanje kristalne rešetke i govori i o talasnoj prirodi zračenja

Henry Bragg i Lawrence Bragg (1913) su posmatrali interferenciju RZ koje se reflektuje sa kristala Oni su pomoću difrakcije RZ na kristalima mogli da odrede strukturu kristala i talasnu duž RZ dobivenog u raznim rendgenskim cevima

Na temelju tih merenja Bregovi su dali inerpretaciju difrakcije RZ na kristalima X-zraci pri dolasku na kristal: delimično se reflektuju, delimično prolaze kroz kristal pa se reflektuju na prvoj ravni simetrije, opet delimično prolaze dalje u kristal i delom se reflektuju na drugoj ravni. Reflektovani rendgenski zrak – zraci koji su se reflektovali na prvoj, drugoj, trećoj. . . ravni kristala

X-zraci a b φ Aφ φ φ C D d B Na slici je opisana Braggova formula koja određuje kada će doći do superpozicije reflektovanih zraka da nastane interferencija

Posmatramo talas koji pada na kristalnu rešetku Posmatrani talas je ograničen zracima (a, b) od kojih se jedan reflektuje sa jedne a drugi sa sledeće ravni kristala Putna razlika između oba ova talasa (dva reflektovana zraka iznosi) DB+BC = 2 DB =2 dsinφ = nλ d - rastojanje između dve ravni u kristalnoj rešeci φ - ugao sjaja-dopuna upadnog ugla do π/2 n-ceo broj λ-talasna duž korišćenog x-zraka Oba talasa će se uzajamno pojačati i doći do interferencije ako je ova putna razlika = celobrojnom umnošku talasne dužine nλ 2 dsinφ = nλ sinφ = -nλ/2

Ako nisu ispunjeni uslovi koje traži Bregova formula, onda prilikom rasejanja zraka na kristalu, neće se na ploči dobiti maksimumi zacrnjenja-nego samo opšti fon Određivanjem veličine d-dobijamo veličinu ćelije kristalne rešetke a time razmak i veličinu njene strukturne jedinice Određivanje λ služi za karakterizaciju elemenata od kojih je izrađena AK u rendgenskoj cevi

Braggova formula povezuje 3 veličine: talasnu dužinu zračenja λ, konstantu kristalne rešetke d, ugao φ Merenjem ugla φ, možemo na osnovu poznate konstante rešetke d odrediti talasnu dužinu λ