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”一模拟晶体对波的衍射，并用这 0从图3见到
C
3 3\ / u /3 3\ / u z3 3\ r\r\
a・ n) = 45。、( b ・ n) = 45。、( c ・ n) = 90。
由式(3 a )及(3b )知a = b。
对于(120)面，h = 1,k = 2,l = 0，从图3可确定：
C
3 3\ rc /c /3 3\ cr ur z3 3\ r\r\
a・ n) = 。、 (b・ 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，便能得到反射波强度随衍射角。变化的函数；图4所示为（100）面的（/〜。）理论曲线。在实验装置中的“简单立方模拟晶体”的“晶体格常数”不会做得十分准确，这样会使衍射本底噪音加大。尤其在（100 ）面的第一个衍射极
图4 i-e曲线
大值（。角小时）附近会出现类似的极大值。测量各个不同晶面族的最大衍射强度所对应的衍射角°,，可以按照图5装置，首先测量发射波长人，再直接量得晶面间距刁，应用布拉格公式计算出°,,这样，能为测量（/〜° ）曲线提供方便。用图5装置测量波长是基于如下理由：从喇叭口波导发射端④发射的电磁波，入射到几倍于波长距离远的铝平板②上又被反射，在空间形成驻波。喇叭口波导。是接收器件，有晶体检波器②与它连接，检波电流由微安表读出。这样，只要在导轨①上移动接收器@，便能检测电磁场的驻波分布籍以测得发射的微波波长人。
收系统组成。装在发射喇叭④上的是反射式调速管k，它能产生波长为3cm的微波。模拟简
立方晶体⑥是“放大了的”晶格结构，它的阵列结构用直径为10mm的铜球、每个球间距约为4cm、装在一个20X20X20cm3的泡沫塑料容器中，模拟立方晶体安放在分光计平台②中
心的一个泡沫塑料垫上。平台下端是大型刻度园盘①，它刻有00 — 3600的等等分度，作为衍射读数之用。接收喇叭@与一只3公分波导检波器0相连接，微安表用来检测检波电流。这里使用的微安表是多量程的，各个量程的电阻均不相同，使用时应合理选择，速调管电源箱供给速调管直流工作电压。
三、实验内容
测定各个平面族的I〜°曲线时，事先考虑选择微安表哪一量程为合适，选择时要照顾到测量精度和适当减低衍射本底噪音。根据驻波测量微波波长。根据实验数据计算（100）、（110）、（120）的晶格常数，与直接测量的晶格常数比较，并算出百分误差。
（1）测量各个平面族的I〜°曲线，得到如下数据。
衍射角（度）
I (100) /(网)
I (110) /(网)
1(120)/ (")
0
82
84
52
5
16
71
34
10
2
14
2
15
32
4
3
20
69
2
4
25