Główny nauka

Kryształy prawa Bragga

Kryształy prawa Bragga
Kryształy prawa Bragga

Wideo: Te-Tris - Prawo do bragga 2024, Może

Wideo: Te-Tris - Prawo do bragga 2024, Może
Anonim

Prawo Bragga, w fizyce, relacja między odstępami płaszczyzn atomowych w kryształach a kątami padania, przy których płaszczyzny te wytwarzają najbardziej intensywne odbicia promieni elektromagnetycznych, takich jak promienie X i promieni gamma, oraz fale cząstek, takie jak te związane z elektronami i neutronami. Aby uzyskać maksymalną intensywność odbitych ciągów fal, muszą one pozostawać w fazie, aby wytworzyć konstruktywną interferencję, w której odpowiednie punkty fali (np. Jej grzbiety lub doliny) docierają do punktu jednocześnie. Prawo Bragga zostało po raz pierwszy sformułowane przez Lawrence'a Bragga, angielskiego fizyka.

Schemat pokazuje fale 1 i 2, w fazie ze sobą, odbijające się od atomów A i B kryształu, który ma odległość separacji d pomiędzy płaszczyznami atomowymi lub sieci. Kąt odbicia (spojrzenia)), jak pokazano eksperymentalnie, jest równy kątowi padania θ. Warunkiem pozostania dwóch fal w fazie po odbiciu obu jest to, aby długość ścieżki CBD była liczbą całkowitą (n) długości fali (λ) lub nλ. Ale z geometrii CB i BD są sobie równe i na odległość d razy sinus kąta odbitego θ lub d sin θ. Zatem nλ = 2d sin θ, co jest prawem Bragga. Jak można zobaczyć na schemacie, gdy n = 2, istnieje tylko jedna długość fali wzdłuż ścieżki CB; również kąt odbicia będzie mniejszy niż dla, powiedzmy, n = 3. Fale odbite pod kątem odpowiadającym n = 1 są uważane za znajdujące się w pierwszym rzędzie odbicia; kąt odpowiadający n = 2 jest drugim rzędem i tak dalej. Dla każdego innego kąta (odpowiadającego ułamkowi n) fale odbite będą poza fazą i wystąpią destrukcyjne zakłócenia, niszczące je.

Prawo Bragga jest przydatne do pomiaru długości fal i do określania odstępów sieci krystalicznej. Aby zmierzyć określoną długość fali, wiązka promieniowania i detektor są ustawione pod pewnym dowolnym kątem θ. Kąt jest następnie modyfikowany do momentu otrzymania silnego sygnału. Kąt Bragga, jak się go nazywa, podaje długość fali bezpośrednio z prawa Bragga. Jest to główny sposób wykonywania precyzyjnych pomiarów energii promieni X i niskoenergetycznych promieni gamma. Energie neutronów, które według teorii kwantowej mają atrybuty falowe, są często determinowane przez odbicie Bragga.