电磁场与微波技术试验七.PDF

福建省精品课程 电磁场与微波技术实验七 布拉格衍射实验 厦门大学电磁场与微波技术实验课程组 2008.11.5 回顾——单缝衍射  当一平面波入射到一宽 度和波长可比拟的狭缝 −1 时，就要发生衍射的现 ϕ sin (λ a) 象。在缝后面出现的衍 射波。 −1 ϕ sin (3λ 2a) 一级极小值： −1 ϕ sin (λ a) 一级极大值： 单缝衍射波光强分布 实验目的  了解布拉格衍射测试的基本原理；  了解基本晶体的结构，测试不同晶面对电 磁波的反射现象；  观察晶格常数对波长的敏感性。 相关介绍 什么是晶体？ 具有空间点阵结构的固体就叫晶体。  固体可分为晶体、非晶体和准晶体三大类。 从外观很难区分一种固体属于哪一类别， 那么怎样辨别晶体？ 用X光技术对固体进行结构分析，以了解类 别、结构等信息 相关介绍—立方晶系 在立方晶系中，晶胞的晶轴长短 相等，并且晶轴互成直角。 晶轴 简单立方 晶格常数 体心立方 即：两相邻结点的距离。 －8 面心立方 约在10 厘米的数量级。 相关介绍  晶面定义：这里采用的是一种叫Miller方法 的晶面定义方法。就是用晶面（或者平面 点阵）在三个晶轴上的截数（相当于坐标） 的倒数的互质整数比来标记。  比如：某晶面的截数是2,2,3 ，那么1/2 : 1/2 : 1/3 = 3 : 3 : 2，该晶面指标就是332 。 (如果和任一个坐标轴平行，倒数记为0) 相关介绍  110晶面就是指平行于晶轴z，在x ，y轴截长相等 的晶面（相当于满足x ＋y ＝C的结点（x,y ）所构 成的面）  100晶面就是平行于y ，z两个晶轴，在x轴截长为 C的晶面。（相当于满足x=C 的结点（x,y ）所构 成的面）  111晶面就是在x,y,z三个晶轴上的截长都相等的 晶面。（相当于满足x+y+z=C 的结点（x,y ）所构 成的面） 实验原理  真实晶体具有自然外形和各向异性的性质， 其离子、原子或分子的空间点阵排列决定 了晶体的性质。  由于X射线的波长与晶体晶格属同一数量级， 因此可以利用X射线在晶体点阵上的衍射现 象来研究晶体点阵的间距和位置排列，以 达到对晶体结构的了解。 实验原理  本次实验用微波来等效代替X射线，用布 拉格晶体箱来模拟晶体。这样等效后，由 此观察从不同晶面上反射微波产生干涉应 满足的条件：布拉格方程。  微波入射到晶面满足布拉格方程： 其中,a为晶