Fizika-2 fənnindən kollokvium suallarının cavabları
Yüklə 1,74 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
19. Rentgen şüalarının difraksiyası. Görünən şüalar kimi rentgen şüaları da dalğa təbiətinə malik olub bütöv və xətti spektrlər verirlər. Birinci dəfə Lauye 1912-ci ildə kristalın təbii fəza qəfəsindən difraksiya qəfəsi kimi istifadə edərək rentgen şüalarının difraksiyasını müşahidə etməyin mümkün olması ideyasını irəli sürdükdə rentgen şüalarının dalğa təbiəti bilavasitə isbat edilmişdir. Kristallardan istifadə etmədən rentgen şüalarının interferensiya hadisələrinin bilavasitə müşahidələri isə birinci dəfə yalnız 1930-cu ildə sovet fiziki V.P.Linnik tərəfındən həyata keçirilmişdir. V.P.Linnik öz işlərindən birində görünən şüalar üçün Lloydın apardığı təcrübə ilə analoji olan təcrübəni rentgen şüaları üçün aparmışdır. Bu rentgen şüaları üçün bərk cisimlərin sındırma əmsalının vahiddən bir qədər az olması və düşmə bucağı çox kiçik olduqda hava bərk cisim hüdudunda tam daxili qayıtmaya uğraması nəticəsində mümkün olmuşdur. Çox nazik rentgen şüalar dəstəsi qismən şüşə lövhənin səthindən tam daxili qayıtmaya uğramış, qismən də ondan düz keçmişdir. Dəstələr (düz keçən və qayıdan) bir-birinin üzərinə düşərək, bir sıra interferensiya zolaqları vermişdir ki, onların da fotoşəkli alınmışdır. Rentgen şüalarının spektrini öyrənmək üçün rentgen spektroqraflarından istifadə olunur. Bu spektroqrafda difraksiya qəfəsi rolunu kristalın fəza qəfəsi oynayır. Təbii kristallar üçölçülü difraksiya qəfəsinə ən yaxşı nümunədir: kristal atomları fəzanın bütün 3 istiqaməti üzrə bir-birindən eyni məsafədə yerləşərək düzgün düzülüş əmələ gətirirlər. Belə qəfəsdə yarığın eni atomların arasındakı məsafəyə, qəfəs sabiti isə, iki qonşu atomun mərkəzləri arasındakı məsafəyə – kristalın perioduna bərabərdir. Kristalın üzərinə işıq və ya hər hansı başqa elektromaqnit dalğası düşdükdə, onun atomlarından hər biri Hüygens prinsipinə görə ikinci dalğalar şüalandırır. İkinci dalğalar həm bir-biri ilə, həm də ilkin dalğalarla toplanaraq interferensiya etdiklərindən yekun dalğanın yayılma istiqaməti əvvəlkindən fərqlənir. Ona görə də elektromaqnit dalğaları kristaldaıı keçərək difraksiya edir. Hesablamalar göstərir ki, bütün kristallarda atomlararası məsafənin tərtibi 10 -10
m-dir. Ona görə də görünən işığın kristal cisimlərdə difraksiyası baş vermir. Difraksiya baş verməsi üçün kristal üzərinə düşən dalğa uzunluğunun tərtibi 10 -10 m-dən kiçik olmalıdır. Rentgen şüalarının dalğa uzunluğu 8·10 -8 –10 -14 m diapazonda dəyişdiyindən onlar üçün həmin tələb ödənilir. Rentgen şüaları üçün difraksiya qəfəsi kimi təbii kristallardan istifadə etmək ideyasını ilk dəfə Lauye ver- mişdir. B.Fridirik və P.Knippinq tərəfındən bu ideya təcrübədə təsdiq edilmişdir ki, rentgen şüaları daş düz kristalından keçərkən difraksiya hadisəsi baş vermişdir. Heysler borusunda katod şüalarının yaratdığı işıqlan- manı tədqiq edən Rentgen 1895-ci ildə aşkara çıxarmışdır ki, həmin şüalarla yanaşı gözlə görünməyən şüalar da buraxılır. Təbiəti məlum olmayan bu şüaları Rentgen «X» şüaları adlandırır. Rentgen şüalarının dalğa uzunluğu 10 -10
m-ə yaxın olduğundan belə qısa dalğaların difraksiyasını müşahidə etmək üçün qəfəs hazırlamaq qeyri-mümkündür. Bu cür qısa dalğaların difraksiyasını müşahidə etmək üçün Lauye müəyyən etmişdir ki, rentgen şüaları üçün kristal özünü qəfəs kimi aparır. Kristal daxilində atomlar paralel müstəvilər üzərində yerləşmiş olur. Tutaq ki, üzərində atomlar yerləşmiş AA və
BB müstəviləri iki qonşu paralel müstəvilərdir (şəkil 49). Bu müstəvilərdəki
və
D atomlarından əks olunan S 1 və S 2 şüalarının yollar fərqi = ED+DM=2CD sin və ya
= 2
d sin
(4.16). C və
D nöqtələrindən çıxan rəqslərin bir-birini güclən-dirməsi üçün =2k
/ /2=k
və ona görə də 2
sin
şərti ödənil-məlidir. Bu düsturu bir-birindən asılı olmayaraq Vulf və Breqq vermişdir. və -nın qiymətini bilərək kristal atomları arasındakı məsafəni, yəni qəfəs sabitini (periodunu) hesablamaq olar. Vulf-Breqq düsturu göstərir ki, verilən dalğa uzunluğu üçün rentgen şüalarının kristalda difraksiyası o zaman mümkündür ki, bu şüalar 2
sin
=k tənliyi ilə təyin olunan bucaq altına düşsün.
Kristalda difraksiya etmiş şüaların interferensiya maksimumuna uyğun və -nın qiymətini bilərək, kristal atomları arasındakı
məsafəni hesablamaq olar. Rentgen şüalarının difraksiyasının kəşfi bu şüaların elektromaqnit təbiətliliyini və kristalın atom quruluşunun dövriliyini təsdiq etdi. Bu kəşf maddə quruluşunun rentgen şüaları ilə analizi metodunun yaranmasına səbəb oldu. Kristallar vasitəsilə alınan difraksiyadan nəinki rentgen şüalarının dalğa uzunluğunu ölçmək üçün istifadə oluna bilər, həm də məlum dalğa uzunluqlu şüalardan istifadə olunduqda kristalın quruluşunu təyin etmək üçün yarar. Bu və ya digər kristal vasitəsilə difraksiya mənzərələrinin şəklini ətraflı öyrənmək onlara uyğun olan qəfəslərin həndəsi növünü müəyyənləşdirməyə imkan verir. Rentgen sturuktur təhlil həm kristalloqrafıyada və həm də texnikada geniş tətbiq olunur. Bu üsul texnikada (polad, rəngli metallar qatışığı və sairə kimi) materialların xassələrini öyrənmək üçün mühüm üsuldur.
Yüklə 1,74 Mb. Dostları ilə paylaş:
|