文档介绍：微波布喇格衍射布喇格公式是 X 射线分析技术的理论基础,而 X 射线衍射分析技术不仅广泛地应用于晶体结构分析, 而且是研究材料性能及各种工艺过程( 如金属热处理的退火、淬火, 机械加工中的轧制、拉伸等) 对材料性能和结构的影响的重要手段。微波是波长在 1mm ~ 1m 之间的电磁波,相应的频率从 300GHz ~ 300MHz 。因为微波波长远比 X 射线波长(? 量级)要长,所以用微波进行衍射实验比用 X 射线更方便、更直观,而且更安全。本实验用微波在模拟晶体中的衍射非常直观地再现了 X 射线衍射分析技术原理。 实验目的(1) 学****晶体分析原理和技术; (2) 建立对布喇格公式的感性认识,加深对电磁波的波动性的理解。 实验内容(1) 验证布喇格公式; (2) 已知模拟晶体的晶格常数测定微波波长; (3) 用微波分光仪测量单缝衍射的光强分布,并作出单缝衍射光强与衍射角的关系曲线。已知微波的波长,通过单缝衍射求出单缝宽度。 实验原理 . 晶体学基本知识其组成粒子( 分子或原子等) 按一定周期性排列的规则结构的固体称为晶体。晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子,在空间有规则地作周期性的无限分布,这些点子的总体称为点阵。为了表明点阵的排列方式,在点阵中画出许多小的平行六面体,使它的八个顶角各位于点阵中的一个阵点上,这样的小平行六面体称为晶胞。整个晶体点阵可以看做是同一晶胞沿三个方向重复排列而成。晶胞的形状各有不同,由其三个相交边的边长 a、b、c 和它们之间的夹角, b c ??? ?, , c a ??? ?, , a b ??? ?六个参数来表示,如图 . 1 所示。这些参数称为晶格常数。依据晶格常数的特点把各种晶体分为七个晶系: 立方晶系 a b c ? ? 90 ? ??? ???六方晶系 a b c ? ? 90 ? ?? ??120 ???四方晶系 a b c ? ? 90 ? ??? ???三方晶系 a b c ? ? 90 ? ??? ???正交晶系 a b c ? ? 90 ? ??? ???单斜晶系 a b c ? ? 90 ? ?? ??90 ???三斜晶系 a b c ? ? 90 ? ??? ???不在同一直线上的任意三个点阵所决定的平面称为晶面。每个晶面上规则排列着大量阵点, 任何一个晶面平行、等距地重复排列, 就可以得出全部晶体点阵。这些彼此平行等距的晶面称为晶面族。晶面族中任意两个相邻晶面间的距离称为晶面距。晶面可以有不同的空间方向, 通常用晶面在三个方向轴上( 三个相交边方向) 截距数值的倒数的互质整数比来表示, 这三个互质整数称为晶面的密勒指数。例如,图 所示晶面在三个方向轴上的截距分别为2a,3b,6c ,其倒数的互质整数比为 cb a ???图 晶体点阵的排列 1 1 1 : : 3: 2:1 2 3 6 ? dd d?(100) (110) (1 1 1) (a)(b)(c) 图 晶面因此, 该晶面的密勒指数为(321)。同理,图 (a)、(b)和(c) 中各晶面族的密勒指数分别为(10 0)、(110)和(111)。