Міністерство освіти Республіки Білорусь
Установа освіти
" Брестський державний університет імені А.С. Пушкіна "
Фізичний факультет
Кафедра загальної фізики
Структурний аналіз системи
Виконав студент 3 курсу гр.
Науковий керівник:
Брест, 2010 р
Зміст
Введення
1. Рентгеноструктурний аналіз
2. Кристалічна структура і дифракція
3. Взаємодія рентгенівського випромінювання з речовиною
4. Методи рентгеноструктурного аналізу
4.1 Метод Лауе
4.2 Метод обертання монокристалу
4.3 Метод порошку
5. Комп'ютерні програми уточнення параметрів елементарної комірки
6. Структурні характеристики елементарних комірок системи речовин Gd x Bi 1 - x FeO 3
Висновок
Список використаної літератури
Програми
Введення
Предмет рентгенографії - рішення основного завдання структурного аналізу за допомогою розсіяння (дифракції) рентгенівського випромінювання. Основне завдання структурного аналізу - визначити невідому функцію мікрораспределенія речового об'єкта (кристала, аморфного тіла, рідини, газу). Явище розсіювання виробляє Фур'є-аналіз функції мікрораспределенія. При допомоги зворотної операції - фур'є-синтезу можна відновити шукану функцію мікрораспределенія. За допомогою структурного аналізу можна визначати:
а) періодичну атомну структуру кристала;
б) дефекти (динамічні і статичні) реальних кристалів;
в) ближній порядок в аморфних тілах і рідинах;
г) структуру газових молекул;
д) фазовий склад речовини.
Метою роботи є вивчення структурних характеристик елементарних комірок системи речовин Gd x Bi 1 - x FeO 3. Основні завдання, які вирішувалися в ході виконання роботи такі: літературний огляд по теми дослідження, вивчення основ методів рентгеноструктурного аналізу, пошук і вивчення програмних засобів для теоретичних розрахунків, обробка експериментальних рентгенограм Gd x Bi 1 - x FeO 3 теоретичний розрахунок рентгенограм, побудова елементарних осередків і уточнення їх параметрів.
1. Рентгеноструктурний аналіз
Рентгеноструктурний аналіз - метод дослідження атомно-молекулярної будови речовин, головним чином кристалів, заснований на вивченні дифракції, що виникає при взаємодії з досліджуваним зразком рентгенівського випромінювання довжини хвилі близько 0,1 нм.
Експериментальне дослідження розташування атомів в кристалах стало можливо лише після відкриття Рентгеном в 1895 рентгенівського випромінювання. Щоб перевірити, чи є це випромінювання дійсно одним з видів електромагнітного випромінювання, Лауе в 1912 порадив Фрідріху і Книппинг пропустити рентгенівський пучок через кристал і подивитися, чи виникне дифракційна картина. Досвід дав позитивний результат. В основі досвіду лежала аналогія з добре відомим явищем дифракції у звичайній оптиці. Коли пучок світла проходить через ряд малих отворів, віддалених один від одного на відстані, порівнянні з довжиною світлової хвилі, на екрані спостерігається інтерференційна (або, що в даному випадку те ж, дифракційна) картина з чергуються світлих і темних областей. Точно так само, коли рентгенівські промені, довжина хвилі яких порівнянна з відстанями між атомами кристала, розсіюються на цих атомах, на фотопластинці виникає дифракційна картина.
Суть явища дифракції пояснюється на рис.1, де зображені плоскі хвилі, що падають на ряд розсіюють центрів. Під дією падаючого пучка кожен такий центр випускає сферичні хвилі; ці хвилі інтерферують один з одним, що призводить до утворення хвильових фронтів, що поширюються не тільки в напрямку початкового падаючого пучка, але і в деяких інших напрямках. Так звана картина дифракції Лауе (лауеграмми), отримана при проходженні пучка рентгенівського випромінювання крізь тонку кристалічну платівку мінералу берилу, представлена ​​на рис.2.
В
Рис.1. Пояснення суті явища дифракції. br/>В
Рис.2. Лауеграмми берилу. br/>
Картина дифракції показує наявність обертальної осі симетрії 6-го порядку, що характерно для гексагональної кристалічної структури. Таким чином, ця картина несе важливу інформацію про структуру кристала, на якому відбувається дифракція, що і було, зокрема, предметом вишукувань У. Брегга та його сина У. Брегга.
На основі явища дифракції рентгенівського випромінювання батько і син Брегг створили надзвичайно цінний експериментальний метод рентгеноструктурного аналізу кристалів. Їх роботи знаменують собою початок розвитку основ сучасного рентге...
