文档介绍：X射线衍射晶体结构分析实验报告
近代物理实验报告x射线衍射晶体结构分析
学院数理与信息工程学院班级物理091姓名陈孝章学号09180120时间 2011年11月06日
X射线衍射晶体结构分析
【摘要】本实验通过采用与X射线波长数量级接近的物质即晶体这个天然的光栅来作 狭缝，从而研究X射线衍射。由布拉格公式以及实验中采用的NaCl晶体的结构特点即可 在知道晶格常数条件下测量计算出X射线的波长。也可用它来测定各种晶体的晶格结构。
【关键词】X射线衍射晶体结构布拉格公式劳厄法
【引言】X射线是波长介于紫外线和丫射线间的电磁辐射。 琴于1895年发现，故又称伦琴射线。波长小于0. 1埃的称超硬X射线，〜1埃范围 内的称硬X射线，1〜10埃范围内的称软X射线。伦琴射线具有很高的穿透本领，能透过 许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材 料发生可见的荧光，使照相底片感光以及空气电离等效应，波长越短的X射线能量越大， 叫做硬X射线，波长长的X射线能量较低，称为软X射线。实验室中X射线由X射线管产 生，X射线管是具有阴极和阳极的真空管，阴极用餌丝制成，通电后可发射热电子，阳极
（就称靶极）用高熔点金属制成（一般用鸭，用于晶体结构分析的X射线管还可用铁、 铜、镰等材料）。用几万伏至几十万伏的高压加速电子，电子束轰击靶极，X射线从靶极 发出。电子轰击靶极时会产生高温，故靶极必须用水冷却，有时还将靶极设计成转动式 的。本实验通过对X射线衍射实验的研究来进一步认识其性质。
【正文】
1）布拉格公式：光波经过狭缝将产生衍射现象。狭缝的大小必须与光波的波长同数量 级或更小。对X射线，，要造出相应大小的狭缝观察X射 线的衍射，就相当困难。冯•劳厄首先建议用晶体这个天然的光栅来研究X射线的衍射， 因为晶体的晶格正好与X射线的波长属于同数量级。图4-3显示的是NaCl晶体中***离子 与钠离子的排列结构。当入射X射线与晶面相交6角时，假定晶面就是镜面（即布拉格 面，入射角与出射角相等），那末容易看出，图中两条射线1和2的光程差是AC DC,即 2dsin 。当它为波长的整数倍时（假定入射光为单色的，只有一种波长）
2dsin n , n 1,2, 布拉格公式
在9方向射出的X射线即得到衍射加强。
根据布拉格公式，即可以利用已知的晶体（d已知）通过测9角来研究未知X射线的波 长；也可以利用已知X射线（人已知）来测量未知晶体的晶面间距。
2） X射线的产生和X射线光谱
实验中通常使用X光管来产生X射线。在抽成真空的X光管内，当由热阴极发出的电子 经高压电场加速后，高速运动的电子轰击由金属做成的阳极靶时，靶就发射X射线。发射 出的X射线分为两类：（1）如果被靶阻挡的电子的能量不越过一定限度时，发射的是连 续光谱的辐射。这种辐射叫做轲致辐射；（2）当电子的能量超过一定的限度时，可以发 射一种不连续的、只有几条特殊的谱线组成的线状光谱，这种发射线状光谱的辐射叫做特 征辐射。连
续光谱的性质和靶材料无关，而特征光谱和靶材料有关，不同的材料有不同的特征光 谱，这就是为什么称之为“特征”的原因。
连续光谱
连续光谱又称为“白色” X射线，包含了从短波限入m开
始的