第三篇 X射线衍射强度.pdf

第三章 X射线衍射强度 1.引言 2.结构因子 3.多晶体的衍射强度 制作：艾云龙 2010-3-9 1.引言 布拉格方程解决了衍射方向问题，它反映了晶胞的大小及 形状； 晶体种类不仅取决于晶格常数，更重要的是取决于原子种 类及原子在晶胞中的位置； 原子种类及原子在晶胞中的位置不同反映到衍射结果上， 表现为反射线（衍射线）的有无或强度大小，即衍射强度。 X射线衍射强度在衍射仪花样上反映的是衍射峰的高低（或 衍射峰所包围的面积）； 在照相底片上反映为黑度。一般用相对强度来表示。 影响衍射强度的因素很多，讨论这一问题必须一步步进行： 一个电子 一个原子 一个晶胞 粉末多晶体。 制作：艾云龙 2010-3-9 2.结构因子 结构因子 （structure factor）:晶体结构对衍射强 的影响因子。 定量表征原子排布以及原子种类对衍射强度影响规律 的参数。 系统消光：原子在晶体中位置不同或原子种类不同而 引起的某些方向上衍射线消失的现象。 根据系统消光结果以及通过测定X射线强度的变化可 推断出原子在晶体中的位置。 制作：艾云龙 2010-3-9 2.结构因子 1）一个电子对X射线的散射 讨论对象及结论： 一束X射线沿OX方向传播，O 点碰到电子发生散射，那么距O点 距离OP＝R、OX与OP夹角为2θ的P 点的散射强度为： 1e4 cos 2+ 2 θ ⋅ I I ⋅ p 2 0 4 4 2 m C R 公式讨论 推导过程 制作：艾云龙 2010-3-9 2.结构因子 1）一个电子对X射线的散 公式讨论： 一束X射线经电子散射后，其散射强度在空间各个方向上是不 同的：沿原X射线方向上散射强度（2θ＝0或2θ＝π时）比垂直原入 射方向的强度（2θ＝π/2时）大一倍。 若只考虑电子本身的散射本领，即 单位立方体里对应的散射能量，OP＝R ＝1， 则有公式： 4 2 1 cos 2 e + θ ⋅I I ⋅ e 0 2 4 m C 2 制作：艾云龙 2010-3-9 2.结构因子 1）一个电子对X射线的散 推导过程： （1）强度为I 且偏振化了的X射线作用于一个电荷为e、质量为m 0 的自由电子上，那么在与偏振方向夹角为α、距电子R远处，散射 强度Ie为： 4 e 2 ⋅ I I ⋅ sin α e 0 P 2 4 2 m c R （2）