基于光栅衍射缺级的晶体X射线衍射缺级问题研究

摘要

衍射是光的波动特性的一个重要表现，光栅衍射、晶格衍射是光衍射理论的一个重要应用，对于光栅衍射中的缺级现象一般物理教材只做了简单介绍：当光栅常数d与狭缝宽度α的比值为整数时，将产生缺级现象；而当其比值不为整数时的缺级现象未作介绍；另外，对晶体X射线衍射缺级是否存亦未见相关的任何报道。在此，本文将对这些问题作较全面的阐述。 本文从可见光的衍射现象出发，利用惠更斯原理对平面光栅单色光夫琅禾费衍射衍射的现象、衍射的强度及缺级现象进行了深入的理论分析和实验研究，对光栅衍射缺级不明显或消失的现象也作了一定的研究。晶体可以看成是三维光栅，具有周期性排列的格点对单色X射线的衍射同样具有特定的规律，与平面光栅对应，晶体对单色X射线的衍射在理论上讲也有可能出现缺级现象。本文主要就光栅衍射缺级和晶体X射线衍射缺级的现象、产生的根源及二者之间的区别和联系进行了理论分析，得出了以下结论： ①光栅衍射缺级现象出现的原因在于在光栅各条透光缝之间出现相互干涉极大的地方，各条透光缝单独存在时在该点正好出现单缝衍射极小。这种多缝间相互干涉受单缝衍射调制的结果使得光栅衍射屏上本应出现明纹处变成了暗纹，即出现了缺级现象。 ②导致光栅衍射缺级现象不明显或消失的原因是在于光栅的某些狭缝的缝宽不等，且光栅的光栅常数不是某些透光缝宽的整数倍这一条件；实验结果与计算机的模拟显示取得了完全的一致，证明了该结论的正确性； ③晶体X射线衍射缺级存在的可能性在于某些晶体材料晶胞的几何结构因子为零；尤其是在复式格子晶体或具有某种特殊缺陷的晶体中，这种情况存在的可能性更大； ④在复式格子晶体或具有某种特殊缺陷的晶体的X射线衍射图样中存在缺级是这方面实验研究的方向。 ⑤晶体X射线衍射可能存在缺级的结论在材料物相、材料结构类型和不完整性分析等方面具有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

1引言

2基本理论

3晶体X射线衍射的缺级现象及理论分析

4结论

致谢

参考文献

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