X射线衍射基本理论、衍射仪原理及数据分析方法.pptx

提纲;X射线基础;X光谱;A荧光作用，NaIl等物质发荧光 B电离作用 C折射率几乎为1 D表现出衍射现象 E穿透力强等等;X射线与物质相互作用;b、非相干散射 当X射线光量子冲击束缚力较小的电子或自由电子时，产生一种反冲电子，而入射X射线光置于自身则偏离入射方向(散射角为?)。散射X射线光量子的能量固部分转化为反冲电子的动能而降低波长增大。散射波的位向与入射波的位相之间不存在固定关及故这种散射波是不相干的，故称之为非相干散射或称康普顿－吴有训散射。 ;c、X射线的衰减 X射线穿透过物质时，其强度要衰减。衰减的程度随所穿过物质厚度的增加按指数规律减弱，即： I=I0e- ?lx 式中 I0和I分别为入射X射线强度和穿透过厚度为x的物质后的X射线强度；?l为衰减系数也称线吸收系数。 对于同一物质，线吸收系数正比于它的密度，为此引入质量吸收系数?m， ?m= ?l/?。 质量吸收系数 很大程度上取决于物质的化学成分和被吸收的入射x射线波长。; 当X射线透过多种元素组成的物质时，X射线的衰减情况受到组成该物质的所有元素的共同影响，由被照射物质原子本身的性质决定，而与这些原子间的结合方式无关。多种元素组成物质的质量吸收系数由下式表示： 式中 (?m)i为第i 种元素的质量吸收系数，wi为各元素的重量百分比，N表示该物质是由N 种元素组成的。;X射线与物质的相互作用;X射线衍射基本理论知识 X射线基础 晶体学基础 晶体的X射线衍射的方向和强度 衍射仪原理介绍 衍射数据处理方法（Jade软件简单功能介绍）;晶体学基础;晶体学基础;晶体结构与空间点阵;晶体学基础; 由晶胞参数a，b，c，α，β，γ表示， a，b，c 为六面体边长， α，β，γ 分别是bc ， ca , ab 所组成的夹角。;根据6个晶胞参数间的相互关系，可将全部空间点阵归属于7种类型，即7个晶系，总共可以有14种布拉菲点阵;;;;;;;32种点群;提纲; 晶体所产生的衍射花样都反映出晶体内部的原子分布规律。一个衍射花样的特征，可以认为由两个方面的内容组成： 一方面是衍射线在空间的分布规律（称之为衍射几何），衍射线的分布规律是晶胞???大小、形状和位向决定。 另一方面是衍射线束的强度，衍射线的强度则取决于原子的品种和它们在晶胞中的位置。;X射线衍射方向;设s0及s分别为入射线及任意方向上原子散射线单位矢量，a为点阵基矢，α1及β1分别为s0与a及s与a之夹角，则原子列中任意两相邻原子（A与B）散射线间光程差（△）为: △=AM-BN=acosβ1-acosα1 ;散射线干涉一致加强的条件为△=H?，即 △=a(cosβ1-cosα1)=H? 式中：H——衍射级数，可取任意整数。 此式表达了单一原子列衍射线方向（β1）与入射线波长（?）及方向（α1）和点阵常数的相互关系，称为一维劳埃方程。 亦可写为 a·(s-s0)=H? 所以衍射线方向由cosβ1=cos α1+Hλ/a决定。 ;;如右图所示，OA及OB为原子面的两个晶轴，其间夹角为γ，点阵常数为a和b，入射X射线以任意方向入射照到原子面上，并与OA和OB轴分别成α1α2的夹角。根据以上相同的原理，可以求得二维原子列的衍射条件为： a(cosβ1-cosα1)=H? b(cosβ2-cosα2)=K? 式中H、K为整数，称为衍射级数。;在右图中，如OA、OB和OC分别为三维晶体的三个晶轴，a、b、ｃ为其点阵常数，根据以上类似的方法，可以推出X射线通过三维晶体的衍射条件： a(cosβ1-cosα1)=H? b(cosβ2-cosα2)=K? c(cosβ3-cosα3)=L? 此方程组便是劳厄方程，H、K、L均为整数，称为衍射线干涉指数。;三方程同时满足：X轴、Y轴、Z轴为轴线的三个衍射圆锥相交，衍射方向是三圆锥公共交点的方向。;从劳厄方程看，给定一组H、K、L，结合晶体结构的约束方程，选择适当的λ或合适的入射方向S0，劳厄方程就有确定的解。 劳厄方程从理论上解决了X射线在晶体中衍射的方向。;布拉格定律;2d sin q = nl;一个电子所引起的散射X射线强度 ： 其中Ie为在与入射线成2θ方向，与电子相距R的一点，由一个电子所引起的散射X射线强度，这是非偏振X光的汤姆逊散射公式。;原子对X射线的衍射;原子对X射线的衍射;X射线的强度;或 X射线衍射中衍射线的强度等于振幅的平方。 即I=|F|2 一般情况下，F为复数，|F|2一般通过F表达式乘以其共轭复数的方法求得。 一般我们测定的是晶体中某个晶面