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微波布拉格Bragg衍射.docx

上传人:jiyudian11 2022/7/28 文件大小:84 KB

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微波布拉格Bragg衍射.docx

文档介绍

文档介绍:微波布拉格(Bragg)衍射
用微波代替X光波做布拉格衍射实验,使得了解晶格结构对波的衍射更为直观,而且 对晶体的各个不同平面族赋予了几何直观性。本实验仿照 X 射线通过晶体后的衍射,利用 微波观察“放大了的晶体”——模拟晶体对波的衍射,x y z 3 4 2
4 3 6
121212
=(436)
因此该平面的密勒指数(hkl)为(436)。它是表示与该平面平行的一族平面。
截距为x = 1,y = g,z = 8的平面,密勒指数为(100),如图3中的平面AAPC'和与
之平行的所有平面(俯视图见图2下同)。
图 2 晶面图 截距 x =1, y =1,z = 8的平面,密勒指数为(110), 如图3中ABB'C'平面及与之平行的所有平面。
1
截距x = 1, y = q, z = g的平面,密勒指数是(120), 如图3中之ADD C平面及与之平行的所有平面。 用同样方法可求得其它平面的密勒指数。
本实验只涉及空间点阵衍射的较简单分析,如前述,我们认为布拉格衍射来自通过原子
的平行平面,入射波被反射,正好象这些平面是一叠镜子(相互干涉要满足布拉格定律)。要 深入研究由晶体产生的X射线衍射现象,应参阅其他资料,实际上,X射线被原子中的电 子所散射。分析所产生的衍射图像,就能提供有关晶体中晶胞的资料,衍射图像强度的量度 可定出晶体内原子的配位。
3.晶体常数和平面族间距的关系
确定了晶面后,可进一步了解各晶面间距与品格常数之间的关系。在图2(b )中,设0 为某一个格点,晶胞的三个基矢沿坐标轴,它们的长度为a,b,c (即晶格常数)。若某一族晶 面的间距为d,而晶面的法线为n,那么晶面方程便是:
r -n =卩 d (2)
n(x,y,z)是晶面上任意点的位置矢量;卩是一个任意整数。再写出晶胞三个基矢(n,n,n) 末端的格点离原点的距离,可以引用密勒指数h、k、l表示为:
hd、 kd、 ld
这表示出沿晶胞三个不同方向的平面:
a-n = hd、b -n = kd、 c -n = Id

a cos(a,n) = hd (3a)
< b cos(n,n) = kd (3b)
c cos(n,n) = Idd (3c)
由布拉格定律得到晶面间距 d , 对于不同的晶格平面便能确定角度 (na,nn) 、 (b,b)、(c,n)这样便可以求出晶格常数a、b、c的数值。
例如对于(100)面来说,即h = 1, k = l = 0,且a// n。由(3 a)式知a = d,对于简立 方晶体有a = b = c。
对于(110)面, h=k =1,l =0从图3见到
(a -n) = 45。、(n -n) = 45。、(n -n) = 90。
由式(3a )及(3b )知a = b。
对于(120) 面, h = 1, k = 2, l = 0,从图 3 可确定:
(a-n) = 。、(n -n) = 。、(c -n) = 90。 因为我们这里讨论的是简立方晶体,所以晶格常数对三个晶面都相同。 二、实验装置及实验内容
我们所研究的平面族仅限于平行于z轴的那些平面(如图3所示的那些平面)。分析已 知波长的单色波对晶体某一个平面族所产生的衍射,便能得到反射