文档介绍：试验及应用背景介绍
试验目的和教学要求
试验原理
试验仪器和装置
试验内容及数据处理要求
留意事项
课堂思索
选做试验和有待深化探讨的课题
参考文献
试验后思索题
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试验及应用背景介绍
1913年，英国物理学家布拉格父子在探试验及应用背景介绍
试验目的和教学要求
试验原理
试验仪器和装置
试验内容及数据处理要求
留意事项
课堂思索
选做试验和有待深化探讨的课题
参考文献
试验后思索题
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试验及应用背景介绍
1913年，英国物理学家布拉格父子在探讨 X射线在晶面上的反射时，得到了著名的布拉格公式。
本试验用一束波长≈3cm的微波代替X射线，视察它照射到人工制作的晶体模型时的衍射现象，用来模拟X光在真实晶体上的布拉格衍射，并验证布拉格公式。
微波是一种特定波段的电磁波，有自己的特点。
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试验目的和教学要求
1. 了解微波特点，学****微波器件的运用。
2. 了解布拉格衍射原理，用模拟晶体使微
波发生布拉格衍射，验证布拉格公式，
相识微波的光学性质，学****X射线晶体 结构分析的基础学问，并测定微波波 长。
3. 通过微波的单缝衍射和迈克尔逊干涉实 验，加深理解。
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试验原理
晶体结构：
几个概念---晶体；晶格常数a；晶面以及相邻晶面的间距为d。
为了区分晶体中无限多族的平行晶面的方位，可用晶面指数(密勒指数)来描述，人们接受密勒指数标记法。晶面指数用
表示。利用密勒指数可以很便利地求得一族平行晶面间的间距
其中最重要也是最常用的有三种，分别称为（100）面，（110）面，（111）面。
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图6-26 晶体的晶格结构 图6-27 晶面
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布拉格衍射（布拉格公式的说明）：
探讨衍射问题最关切的问题是衍射强度分布的极值位置。晶体对电磁波的衍射是三维的衍射，分为点间干涉和面间干涉。
先找到晶面的点间干涉的0极主极大位置，这个二维点阵衍射的0极主极强方向应符合沿此方向全部衍射线间无光程差，也就是入射角等于衍（反）射角。
图6-28 晶格的点间干涉
图6-28 晶格的点间干涉
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面间干涉
晶体衍射的布拉格条件2dsin =kλ k=1,2,3…
假如按****惯运用的入射角 表示，布拉格条写为 2dcos =kλ k=1,2,3…
只要测得衍射极大的方向角 （或 ） ，并且知
波长λ，就可以从布拉格条件求出晶面间距d，
而确定晶格常数a。
图6-29 面间干涉
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试验仪器和装置
微波分光仪、
模拟晶体 a=4cm的立方点阵、单缝、反射板两块、分束板等。
图6-32 微波分光仪装置图
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试验内容及数据处理要求
1．用k=1,2的（100）和（110）晶面验证布拉格衍射公式（要先计算理论值）。
2 ．已知晶格常数a = ，利用k =1的（110）晶面测定波长；已知波长，利用k=1的（100）晶面测定晶格常数。
3．对微波单缝试验，要求用坐标纸画出衍射分
布曲线，利用左、右两侧的第一个衍射微小位置
和 的平均值和公式λ=asin ，求出微波的 波长，与依据公式λ = c/ f 算出的数值比较。
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微波单缝试验
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，应由B板的干涉微小时位置xn，列表作xn－n的关系图，求出微波波长，与理论值（λ= c/ f）进行比较 。
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留意事项
晶体中心与载物台中心要一样。接受喇叭和放射喇叭要水平正对，下边要水平，保证偏振化方向，保证接受微波强度最强。
检波器易坏，接受喇叭对放射喇叭时（保证入射角等于衍（反）射角，衍射强度最强处，微波强度不能超过微安表头的满量程。
放上晶体架，使架下面的某一刻度线（与所选的晶面的法线一样）盘上的刻线重合。（100）面的法线有刻线标记），其他面自己找。只要保证晶面的法线与度盘上的刻线重合即可，便于保证入射角等于衍（反）射角。
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信号源输出不稳定，也影响衍射强度的分布。
各组会相互干扰，也影响衍射强度的分布，最好错开。
因单逢本身对称性不好，所以接受对称测量求平均的方法求。
单缝衍射装置的一侧，贴有微波吸取材料，用以减弱衍射波在微波接受器和单缝装置的金属表面发生多次反射而影响零级极大衍射强度峰的峰形，所以放置时要留意。另外要留意运用衰减器调整灵敏度，保证测角精确。
晶体固态振荡器的开启见书。
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课堂思索
晶体的布拉格衍射与多缝光栅有什么区分？
什么