1、17 晶体晶体x光衍射光衍射 一一.概述概述 入射入射x光子和晶体的束缚较弱的核外光子和晶体的束缚较弱的核外电子相互作用电子相互作用。入射。入射X光子使晶体中的光子使晶体中的电子产生强迫振动，进而发出次级球面电子产生强迫振动，进而发出次级球面波。波。次级球面波的波长与入射光的相同，方次级球面波的波长与入射光的相同，方向可以不同。不同电子发的球面波间可向可以不同。不同电子发的球面波间可以满足相干条件。以满足相干条件。X光子的波长和原子的尺寸相当，原子光子的波长和原子的尺寸相当，原子不同部位产生的散射光之间存在相位差。不同部位产生的散射光之间存在相位差。在观察点在观察点B接收到的接收到的X光是晶体
2、中各处电光是晶体中各处电子发出的散射波的子发出的散射波的几何叠加几何叠加.23 Ap使使P点附近的电子点附近的电子(r,t)d强迫振动，向强迫振动，向外辐射球面波，在观察点外辐射球面波，在观察点B处散射波为：处散射波为：C为与材料吸收有关的系数。当场点足够远为与材料吸收有关的系数。当场点足够远时，时，Rr,|R-r|R|。把把Ap代入，并对整个晶体积分，得到代入，并对整个晶体积分，得到B点总的散射波点总的散射波 若电荷分布与时间无关若电荷分布与时间无关(r,t)(r)(数密度数密度）散射波中散射波中 0弹性散射弹性散射 0非弹性散射非弹性散射设设Skk0 称为散射矢量称为散射矢量则散射强度则散
3、射强度二决定散射的诸因素二决定散射的诸因素散射可分为三个层次来理解：散射可分为三个层次来理解：（1）原子的散射；原子的散射；（2）原胞内不同原子间散射波的干涉（几原胞内不同原子间散射波的干涉（几 何和）；何和）；（3）原胞间散射波的干涉（几何和）原胞间散射波的干涉（几何和）.（1）式中 45（一）原子散射因子（一）原子散射因子 物理意义物理意义原子内所有电子散射波的几何和原子内所有电子散射波的几何和与与原子散射中心处一个电子散射波之比。原子散射中心处一个电子散射波之比。（参见（参见fd课件）课件）（二）几何结构因子（二）几何结构因子一个原胞内所有原子散射可表述为一个原胞内所有原子散射可表述为物
4、理意义原胞内所有原子散射波的几何和原胞内所有原子散射波的几何和与与原胞散射中心处一个电子散射波之比。原胞散射中心处一个电子散射波之比。（三）总散射效果是各原胞散射的几（三）总散射效果是各原胞散射的几 何和何和 三三 衍射极大的条件（必要条件）衍射极大的条件（必要条件）F F是原胞散射波之间的相位因子是原胞散射波之间的相位因子 当SGh时 即当 kk0SGh 时 所有原胞间的散射光均所有原胞间的散射光均满足相位相同的加强条满足相位相同的加强条件，产生衍射极大件，产生衍射极大 衍射三角形（倒空间衍射方程）衍射三角形（倒空间衍射方程）请从该衍射三角形请从该衍射三角形 推出正空间衍射方推出正空间衍射方程程 布拉格公式布拉格公式2dsin=n三消光条件三消光条件 各种衍射方法及相应的反射球参见动画。各种衍射方法及相应的反射球参见动画。转动单晶法见转动单晶法见fd课件课件作业 9,10,12，11#讨论：散射矢量S G的情况。
