Đề tài tìm HIỂU PHƯƠNG PHÁP NHIỄU xạ TIA x

TRƯỜNG……………………… KHOA…………………… Đề tài " TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP NHIỄU XẠ TIA X " LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP NHIỄU XẠ TIA X: I- Tia X: Tia X xạ điện từ lượng cao, chúng có nặng lượng khoảng từ 200ev đến 1Mev hay bước sóng khoảng từ 10-8m đến 1011 m II- Cách tạo tia X: Tia X phát điện tử hạt mang điện khác bị hãm vật chắn xuất trình tương tác xạ với vật chất Thông thường để tạo tia X người ta sử dụng điện tử để gia tốc điện tử đòi hỏi điện nhỏ so với trường hợp dùng hạt mang điện khác Tia X tạo ống phát Rơn ghen thường làm thuỷ tinh hay thạch anh có độ chân khơng cao, có hai điện cực catốt vofram hay bạch kim phát điện tử anốt dạng đĩa nghiêng 450 so với tia tới ( xem hình vẽ H1 H2): H1: Hình vẽ mặt cắt cấu tạo ống phát tia X: H2: ống phát tia X: (vật thật) **TiĨu ln nµy dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lÝ ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 Các điện tử tạo nung nóng catot Giữa catot anot có điện áp cao nên điện tử tăng tốc với tốc độ lớn tới đập vào anot Nếu điện tử tới có lượng đủ lớn làm bứt điện tử lớp bên nguyên tử anot ngun tử trạng thái kích thích với lỗ trống lớp điện tử Khi lỗ trống lấp đầy điện tử lớp bên ngồi photon tia X với lượng hiệu mức lượng điện tử phát Nếu toàn lượng điện tử chuyển thành lượng photon tia X lượng photon tia X liên hệ với điện kích thích v theo hệ thức: E= hc = ev   hc ev Khi photon tia X có lượng lớn hay bước sóng ngắn là: swl = hc  Thực tế, khoảng 1% lượng tia điện tử chuyển thành tia X, phần lớn bị tiêu tán dạng nhiệt làm anot nóng lên- người ta phải làm nguội anot nước H3: hình vẽ phác họa chế xạ tia X cơng thức tính bước **TiĨu ln nµy dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lÝ ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc • - GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 Tớnh chất tia X: Khả xuyờn thấu lớn Gõy tượng phỏt quang số chất Làm đen phim ảnh, kớnh ảnh Ion húa cỏc chất khớ Tỏc dụng mạnh lờn thể sống, gõy hại cho sức khỏe **TiĨu ln nµy dïng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lí ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 H4: Giải bước sóng ( tương ứng với tần số) ánh sáng- Thang sóng điện từ III- Nhiễu xạ tia X: 1- Hiện tượng nhiễu xạ: Nhiễu xạ đặc tính chung sóng- tập hợp tán xạ đàn hồi ( sau tán xạ bước sóng khơng đổi) đặc biệt từ điểm khác tinh thể đảm bảo điều kiện tia trình giao thoa khuếch đại lên Nếu tia X chiếu vào nguyên tử làm điện tử dao động xung quanh vtcb chúng, điện tử bị hãm phát xạ tia X Quá trình hấp thụ tái phát xạ điện tử gọi tán xạ, hay nói cách khác photon tia X bị hấp thụ nguyên tử photon khác có lượng tạo Khi khơng có thay đổi lượng photon tới photon phát xạ tán xạ đàn hồi, ngược lại lượng photon tán xạ khơng đàn hồi Khi hai sóng rọi vào ngun tử ( có nhiều điện tử) mà chúng bị tán xạ điện tử theo hướng tới Hai sóng phản xạ theo hướng tới pha mặt phẳng tới chúng có qng đường trước sau tán xạ.Nếu cộng hai sóng sóng có bước sóng có biên độ gấp đơi Các sóng tán xạ theo hướng khác khơng pha mặt sóng hiệu quang trình khơng số ngun lần bước sóng Nếu ta cộng hai sóng biên độ nhỏ biên độ sóng tán xạ theo hướng tới **TiĨu ln dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành VËt lÝ ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 Như vậy, sóng tán xạ từ nguyên tử giao thoa với nhau, sóng pha xuất giao thoa tăng cường, lệch pha 1800 giao thoa triệt tiêu H5: Máy nhiễu xạ tia X: ( vật thật) H6: Cấu tạo máy phát nhiễu xạ tia X: **TiÓu luận dùng cho học viên Cao Học chuyên ngµnh VËt lÝ ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 2- Chỉ số Miller mặt tinh thể: Chỉ số Miller mặt phẳng tinh thể xác định nghịch đảo giao điểm phân số mặt tinh thể cắt trục tinh thể x,y z ba cạnh không song song ô Chỉ số Miller xác định sau: - Chọn mặt phẳng không qua gốc tọa độ (0,0,0) - Xác định tọa độ giao điểm mặt phẳng với trục x, y z ô đơn vị Tọa độ giao điểm phân số - Lấy nghịch đảo tọa độ giao điểm - Quy đồng phân số xác định tập nguyên nhỏ tử số Các số số Miller, kí hiệu h,k l Một số (hkl) biểu diễn kgông phải mặt phẳng mà biểu diễn họ mặt phẳng song song Trong cấu trúc tinh thể khoảng cách mặt phẳng song song gần có số Miller kí hiệu dhkl h,k,l số Miller mặt Từ hình học ta thấy khoảng cách dhkl mặt lân cận song song tinh thể lập phương là: d hkl = h2  k  l a2 **Tiểu luận dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lí ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 với a độ dài véc tơ sở mạng lập phương( gọi số mạng) Các mặt phẳng (hkl) (nh nk nl) , n số nguyên, song song nhau, khoảng cách mặt phẳng mặt phẳng (nh nk nl) 1/n khoảng cách mặt phẳng (hkl) 2- Định luật Bragg: Khi chiếu tia X vào vật rắn tinh thể xuất tia nhiễu xạ với cường độ hường khác Các hướng bị khống chế bước sóng xạ tới chất mẫu tinh thể Định luật Bragg thiết lập năm 1913 thể quan hệ bước sóng tia X khoảng cách mặt phẳng nguyên tử để xẩy tượng nhiễu xạ Giả sử có hai mặt phẳng nguyên tử song song AA’ BB’ có số Miller h,k,l cách khoảng cách nguyên tử dhkl Để đơn giản, cho mặt phẳng tinh thể tâm tán xạ nguyên tử thay mặt tinh thể đóng vai trị mặt phản xạ gương tia X tới Giả sử hai tia x đơn sắc,song song với bước sóng chiếu vào hai mặt phẳng góc Hai tia bị tán xạ nguyên tử P Q cho hai tia phản xạ 1’ 2’ góc so với mặt phẳng này(xem hình vẽ) Sự giao thoa tia X tán xạ 1’ 2’ xẩy hiệu quãng đường 1P1’ 2Q2’ tức đoạn SQ+QT số nguyên lần bước sóng Như điều kiện nhiễu xạ là: n = SQ+QT hay n = 2dhklsin với n= 1,2,3… gọi bậc phản xạ (1) Phương trình (1) định luật Bragg biểu thị quan hệ góc tia nhiễu xạ với bước sóng tia tới khoảng cách mặt phẳng nguyên tử dhkl để xẩy tượng nhiễu xạ tinh thể Nếu định luật Bragg không thảo mãn giao thoa thực chất khơng xẩy cường độ nhiễu xạ thu nh **Tiểu luận dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lí ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 H7: Mơ q trình tán xạ tia X mạng tinh thể VI- Mạng đảo: Khi nghiên cứu cấu trúc tinh thể phương pháp nhiễu xạ tia X tranh thu ảnh chùm tia bị tinh thể nhiễu xạ chữ ảnh chụp cách xếp nguyên tử tinh thể Bức tranh hình ảnh mạng đảo tinh thể từ ta phải suy mạng thuận( mạng thực) Liên hệ mạng thuận mạng đảo: G.R = số nguyên (2) Với R véctơ tịnh tiến mạng thuận , G véctơ mạng đảo Hoặc: gọi a,b,c a*,b*,c* véctơ đơn vị ô mạng thuận mạng đảo, ta có: a*.a = b*.b = c*.c = a*.b=b*.c=c*.a = (3) tức véc tơ a* vuông góc với b c; b* vng góc với a c; c* vng góc với a b Mạng đảo có tính chất quan trọng sau đây: - Mỗi nút mạng đảo tương ứng với mặt phẳng (hkl) tinh thể - Véc tơ mạng đảo ghkl = ha*+kb*+lc* vng góc với mặt phẳng mạng(hkl) mạng tinh thể ghkl = d hkl (4) - Mạng đảo mạng đảo mạng thực tinh thể cho Sự nhiễu xạ tia X dự đoán nhờ mạng đảo cách xây dựng hình cầu Ewald, dựa sở: Các điểm cuối hai véc tơ sóng tới k véc tơ sóng phản xạ k’ phải nằm hai nút mạng đảo (điều suy từ định luật Bragg) Hình cầu Ewald xây dựng sau: - Xuất phát từ điểm cuối k ,vẽ véc tơ k để tìm điểm đầu - Lấy điểm đầu k làm tâm,vẽ hình cầu bán kính k , hình cầu cắt mạng đảo nút mạng điểm cuối k’ Ta có phương trình: G = k’ – k (5) Đối với tinh thể cho trước,ta có nhận xét hình cầu Ewald sau: - Hình cầu Ewald cắt mạng đảo khơng điểm Điều tương ứng với phản xạ Bragg nhiều họ mặt phẳng chùm tia tới - Với lớn tương ứng với k nhỏ,ta có hình cầu Ewald có bán kính nhỏ Và rõ ràng không tồn nút mạng đảo nằm ngồi mặt cầu bán kính 2/ cắt mặt cầu Ewald, khơng thể xẩy tượng nhiễu xạ tia x , mặt cầu bán kính 2/ mặt cầu giới hạn **TiĨu ln nµy dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lÝ ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 Như vậy, cấu trúc tinh thể có hai mạng liên hợp với nó, mạng tinh thể(mạng thuận) mạng đảo ảnh nhiễu xạ tinh thể tranh mạng đảo tinh thể Hai mạng liên hệ với theo hệ thức (3) Do vậy, ta quay tinh thể giá đỡ ta quay mạng thực mạng đảo Các véc tơ mạng thực có thứ nguyên là: chiều dài, véc tơ mạng đảo có thứ nguyên là: 1/chiều dài V- Cường độ nhiễu xạ tia X: Nhiễu xạ tia X chứng tỏ khả ứng dụng hiệu phân tích vi cấu trúc vật liệu lẽ tính tốn vị trí cường độ tương đối tia nhiễu xạ với độ xác cao Do so sánh giá trị tính tốn với giá trị đo để xác định thông số mạng xác định loại mạng tinh thể Ngày dựa vào ảnh nhiễu xạ xác định hầu hết cấu trúc hợp chất Để tính tốn cường độ nhiễu xạ cách đơn giản ta cộng sóng hình sin với biên độ pha khác Quá trình xác định cường độ nhiễu xạ tia X tiến hành theo ba bước sau: - Nhiễu xạ tia X điện tử tự - Nhiễu xạ tia X nguyên tử - Nhiễu xạ tia X ô mạng a) Tán xạ điện tử: Thomson chứng minh công thức xác định ccường độ tán xạ tia x điện tử khoảng cách r kể từ điện tử có điện tích e khối lượng m là: I = I0 e4 sin22 2 r mc (6) Trong I0 cường độ tia X tới; c tốc độ ánh sáng; hướng tán xạ b) Tán xạ nguyên tử: Nguyên tử gồm có hạt nhân tích diện dương điện tử tích điện âm bao quanh Tia x bị tán xạ điện tử hạt nhân Tuy nhiên, phương trình (6) cho thấy khối lượng hạt nhân lớn gấp hàng nghìn lần khối lượng điện tử nên bỏ qua tán xạ tia tới hạt nhân Do tán xạ tồn phần ngun tử chủ yếu tán xạ tất điện tử riêng biệt Theo hướng thẳng tán xạ tổng tán xạ điện tử riêng biệt, nhiên điều khơng áp dụng cho hướng khác điện tử vị trí khác quanh hạt nhân sinh sóng tán xạ với pha khác giao thoa với Đại lượng thừa số tán xạ nguyên t f c s **Tiểu luận dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lí ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 dụng để mô tả hiệu suất tán xạ hướng riêng biệt xác định tỷ số sau: f = bien song tan xa boi mot nguyen tu bien song tan xa boi mot dientu (7) Giá trị f số điện tử nguyên tử = 0, hay f = Z nguyên tử số, song giá trị giảm tăng hay giảm c) Nhiễu xạ ô mạng bản: Bây ta xem xét ảnh hưởng vị trí nguyên tử đến biên độ sóng tán xạ Vì phần tử nhỏ lặp lại tuần hoàn tạo thành tinh thể nên bước cuối trình tự xác định cường độ tia nhiễu xạ Phương pháp tính tốn tương tự tán xạ điện tử vị tí khác nguyên tử song có khác pha nguyên tử vị trí khác  Cường độ nhiễu xạ: Cường độ chùm tia nhiễu xạ cho công thức: Với hàm súng chựm nhiễu xạ, cũn xỏc suất phản xạ tia X), cho bởi: thừa số cấu trỳc (hay cũn gọi đây, véctơ tỏn xạ chựm nhiễu xạ, vị trớ nguyờn tử thứ i ô đơn vị, cũn fi khả tán xạ ngun tử Tổng lấy tồn đơn vị PHẦN II: NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VẬT LIỆU: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH BẰNG TIA X NHIỄU XẠ TIA X PHÂN TÍCH CẤU TRÚC VẬT LIỆU HUỲNH QUANG TIA X XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NGUYÊN TỐ TRONG MẪU **TiÓu luËn dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành VËt lÝ ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc I- GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 Nhiễu xạ đơn tinh thể: Hai phương pháp để thực nhiễu xạ đơn tinh thể phương pháp ảnh Laue phương pháp xoay đơn tinh thể Để thỏa mãn điều kiện nhiễu xạ Bragg n = 2dhklsin , phương pháp xoay đơn tinh thể chùm tia x đơn sắc ( = const) chiếu lên đơn tinh thể quay( thay đổi) quanh phương tinh thể đó, phương pháp ảnh Luae chùm xạ với phổ liên tục ( thay đổi) rọi lên đơn tinh thể đứng yên ( =const) 1- Sau ta tìm hiểu ngun lí tạo ảnh nhiễu xạ số ứng dụng phương pháp ảnh Laue: Chùm tia X liên tục chiếu lên mẫu đơn tinh thể tia nhiễu xạ ghi nhân vết nhiễu xạ phim Bức xạ tia X liên tục cho giải bước sóng cần thiết chắn thỏa mãn định luật Bragg cho mặt phẳng H8: A-Một chùm tia X hội tụ chiếu lên mẫu vật nhiễu xạ B- Ph **Tiểu luận dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lí ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 H9: ảnh nhiễu xạ gồm loạt vết đặc trưng cho tính đối xứng tinh thể H10: ảnh nhiễu xạ đơn tinh th **Tiểu luận dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lí ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 vết Laue ương Trên ảnh Laue ta thấy vết nhiễu xạ phân bố theo đường cong dạng elip,parbon hay hypebon qua tâm ảnh Các đường cong gọi đường vùng đường cong chứa vết nhiễu xạ mặt thuộc vùng mặt phẳng tinh thể Có thể lí giải tượng nhờ khái niệm mạng đảo Như ta biết, vùng mặt phẳng gồm mặt tinh thể cắt theo giao tuyến chung gọi trục vùng véc tơ mạng đảo ghkl vng góc với mặt (hkl) tương ứng mạng tinh thể Như véc tơ ghkl phải vuông góc với trục vùng [uvw] Bởi véctơ ghkl hay pháp tuyến mặt phẳng thuộc vùng nằm mặt phẳng vng góc với trục [uvw] vùng Bằng phương pháp vẽ cầu Ewald dễ dàng thấy mặt phẳng pháp tuyến vùng cắt cầu Ewald theo đường tròn giao tuyến nút đảo nằm giao tuyến cho tia nhiễu xạ Như vậy, tia nhiễu xạ tạo nên hình trịn tia có trục trục vùng góc mở  ,  góc tạo tia X với trục vùng ( xem hình vẽ H11) Giao tuyến nón tia nhiễu xạ với phim dạng hình học đường vùng ảnh Laue Khi  < 450 đường vùng có dạng elíp, ảnh truyền qua mẫu mỏng Nếu  = 450 đường vùng parabon Khi  > 450 đường vùng có dạng hypebon  = 900 mặt nón trở thành mặt phẳng, đường vùng đường thẳng, ảnh Laue ngược trường hợp mẫu dày (xem hình vẽ H12) Bởi vậy, ảnh Laue tạo nên tập đường vùng phân bố vết nhiễu xạ vùng mặt phẳng tương ứng tinh thể Phương pháp ảnh Laue cho phép xác định hướng tính đối xứng ca tinh th **Tiểu luận dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lí ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 Ngày nay, phương pháp ghi ảnh nhiễu xạ phim không phổ biến kĩ thuật ghi cường độ với độ nhạy cao xác đựơc sử dụng rộng rãi để nghiên cứu đơn tinh thể,đó nhiễu xạ kế tia X Kỹ thuật phân tích đơn tinh thể nhiễu xạ kế vơ phức tạp, nhiên với trợ giúp máy tính nhiễu xạ kế tia X cho phép xác định tính đối xứng , định hướng tinh thể , hắng số mạng xác đặc trưng khác đơn tinh thể, kể chưa biết trước cấu trúc thông số ô 2- Phương pháp xoay đơn tinh thể: Giữa nguyên bước sóng thay đổi góc tới Phim đặt vào mặt buồng hình trụ cố định Một đơn tinh thể gắn quay đồng trục với buồng Chựm tia X đơn sắc tới bị nhiễu xạ trờn họ mặt nguyờn tử tinh thể với khoảng cỏch cỏc mặt d quỏ trỡnh quay xuất giỏ trị thỏa điều kiện Bragg H13: Máy nhiễu xạ phương pháp xoay đơn tinh thể cấu tạo bản: **Tiểu luận dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lí ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 Phæ nhiễu xạ phụ thuộc cường độ nhiễu xạ vào góc quay Thí dụ: phổ NaCl với catot Cu, góc quét từ 00 đến 900: H14: phổ nhiễu xạ đơn tinh thể theo tử song II- Phương pháp bột: Kỹ thuật nhiễu xạ tia X sử dụng phổ biến phương pháp bột hay phương pháp Debye Trong kỹ thuật này, mẫu tạo thành bột với mục đích có nhiều tinh thể có tính định hướng ngẫu nhiên để chắn có số lớn hạt có định hưóng thỏa mãn điều kiện nhiễu xạ Bragg H15: Cấu tạo máy nhiễu xạ tia x phương pháp bột **TiÓu luËn dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành VËt lÝ ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 H16: hình vẽ cấu tạo máy nhiễu xạ bột Bộ phận nhiễu xạ kế tia X là: Nguồn tia X, mẫu, detecto tia x Chúng đặt nằm chu vi vòng tròn( gọi vịng trịn tiêu tụ) Góc mặt phẳng mẫu tia x tới  - góc Bragg Góc phương chiếu tia x tia nhiễu xạ  Nguồn tia x giữ cố định detecto chuyển động suốt thang đo góc Bán kính vịng tiêu tụ khơng phải số mà tăng góc  giảm Thang quét  thường quay khoảng từ 300 đến 1400 , việc lựa chọn thang quét phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể vật liệu Mẫu tạo dạng lớp mỏng cỡ vài miligam bột tinh thể trải đế phẳng Tia x đơn sắc chiếu tới mẫu cường độ tia nhiễu xạ thu detecto Mẫu quay với tốc độ  detecto quay với tốc độ  , cường độ tia nhiễu xạ ghi tự động giấy, từ vẽ giản đồ nhiễu xạ mâu Kết hợp với định luật Bragg, ta suy cấu trúc thông số mạng cho pha chứa mẫu bột cường độ tia nhiễu xạ cho phép xác định phân bố vị trí nguyên tử tinh thể Phương pháp bột cho phép xác định thành phần hóa học nồng độ chất có mẫu Bởi chất có mẫu cho ảnh nhiễu xạ pha đặc trưng (cho hệ vạch nhiễu xạ tương ứng giản đồ nhiễu xạ) Nếu mẫu gồm nhiều pha (hỗn hợp) nghĩa gồm nhiều loại mạng giản đồ nhiễu xạ tồn đồng thời nhiều hệ vạch độc lập Phân tích vạch ta xác định pha có mẫu- sở để phân tích pha định tính **TiĨu ln nµy dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lÝ ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 H17: Phổ nhiễu xạ (pic nhiễu xạ) thu phương pháp bột Phương pháp phân tích pha định lượng tia x dựa sở phụ thuộc cường độ tia nhiễu xạ vào nồng độ Nếu biết quan hệ đo cường độ xác định nồng độ pha Các pha chưa biết vật liệu xác định cách so sánh số liệu nhận từ giản đồ nhiễu xạ tia x từ thực nghiệm với số liệu chuẩn sách tra cứu, từ ta tính đựơc tỷ lệ nồng độ chất hỗn hợp Đây ứng dụng tiêu biểu phương pháp bột để phân tích pha định lượng Thí dụ, thực nghiệm ta ghi phổ đặc trưng tia x kim loại 35kv: **Tiểu luận dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lí ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 H18: Đồ thị bước sóng nhiễu xạ kim loại Mo Bảng cho giá trị bước sóng đặc trưng số kim loại thường làm catot phân tích tia x: **TiĨu luận dùng cho học viên Cao Học chuyên ngµnh VËt lÝ ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 So sánh hai giá trị ta suy phổ ứng với kim loại Mo * H19: Cấu trúc tinh thể phổ nhiễu xạ tia x vật liệu LaOFeAs **TiĨu ln nµy dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lÝ ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 Xác định cấu trúc tinh thể lập phương: Việc xác định cấu trúc tinh thể quan trọng, từ cho phép ta hiểu tượng biến dạng đàn hồi, hình dạng hợp kim chuyển pha… Kỹ thuật nhiễu xạ tia x có khả xác định cấu trúc vật rắn kết tinh (ở xét trường hợp đơn giản tinh thể lập phương) Ta biết rằng, kích thước hình dạng đơn vị định vị trí góc cực đại giao thoa phổ giao thoa ( gọi pic nhiễu xạ) xắp xếp nguyên tử ô đơn vị định cường độ tương đối pic Như tính kích thước, hình dạng đơn vị từ vị trí góc pic xác định vị trí nguyên tử ô đơn vị từ cường độ pic nhiễu xạ mà khơng thơng qua phương pháp trực tiếp Việc xác định cấu trúc tinh thể chưa biết gồm bước sau: - Tính kích thước hình dạng đơn vị từ vị trí pic nhiễu xạ - Tính số nguyên tử thuộc đơn vị từ kích thước hình dạng ô đơn vị, thành phần hóa học mẫu mật độ đo - Suy vị trí ngun tử thuộc đơn vị từ cường độ pic nhiễu xạ 2- Xác định số cho giản đồ nhiễu xạ: Tức ghi số Miller xác cho pic giản đồ nhiễu xạ Ta biết rằng, khoảng cách mặt phẳng d, khoảng cách mặt lân cận tập (hkl) với thông số mạng a vật liệu có cấu trúc lập 1- h2  k  l  d a2 4sin  = 2 phương, xác định theo cơng thức sau: hợp với phương trinh Bragg ta có: Từ ta nhận đựơc: sin2 Ta thấy = h2  k  l  d a2 2 2 (h  k  l ) 4a 2 số cho ảnh nhiễu xạ sin2 4a với (h2+k2+l2) Kết tỷ lệ tăng mặt phẳng ứng với số Miller lớn tham gia nhiễu xạ Đối với hai mặt phẳng ta có hệ thức: sin 1 k12  h12  l12  sin  k2  h2  l2 , từ ta tính số ảnh nhiễu xạ (h2+k2+l2) cho mặt phẳng phản xạ Ta xác định số ảnh nhiễu xạ cách đo trực tiếp góc tính (h2+k2+l2) theo cơng thức 3- Nhận biết mng Bravais: **Tiểu luận dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lí ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477 Mạng Bravais nhận biết cách ghi cách hệ thống phản xạ có mặt khơng có mặt ảnh nhiễu xạ, từ nhờ phương pháp bột xác định giá trị: h2 + k2+ l2, giá trị tương ứng với (hkl) tương ứng với mạng tinh thể lập phương Ta có bảng sau: h2 + k2+ l2 hkl Mạng 100 LPĐG 110 LPĐG , LPTK 111 LPĐG, LPTM 200 LPĐG, LPTK, LPTM 210 LPĐG 211 LPĐG, LPTK LPĐG 220 LPĐG, LPTK, LPTM 300, 221 LPĐG 10 310 LPĐG, LPTK 11 311 LPĐG, LPTM 12 222 LPĐG, LPTK, LPTM 13 320 LPĐG 14 321 LPĐG, LPTK 15 LPĐG 16 400 LPĐG, LPTK ,LPTM 17 410 , 322 LPĐG 18 411, 330 LPĐG, LPTK 19 331 LPĐG, LPTM 20 420 LPĐG, LPTK, LPTM 21 421 LPĐG 22 332 LPĐG, LPTK 23 LPĐG 24 422 LPĐG, LPTK ,LPTM Nhận xét:- Mạng LPĐG tất (hkl) cho phản xạ; - Mạng LPTK cho phản xạ ứng với (h2 + k2+ l2) chẵn, không phản xạ lẻ - Mạng LPTM cho phản xạ h,k l chẵn lẻ, cịn lại khơng phản xạ 3- Tính thơng số mạng: Thơng số mạng a tính nhờ cơng thức: sin2 = 2 2 (h  k  l ) 4a **Tiểu luận dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lí ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr­êng THPT Nghi léc Từ suy ra: a = GV: Hå Phi C­êng tel: 01683.751.477  h2  k  l sin  nhờ phương pháp bột, ta xác định giá trị (h2 + k2+ l2) Cịn  bước sóng tia x cho trước,  góc quay hồn tồn đo nhờ thước đo góc CHƯƠNG III: KẾT LUẬN Ngày nay, với phát triển khoa học kỉ thuật người ta chế tạo máy nhiễu xạ tia x với độ phân giải cao xây dựng thư viện đồ sộ phổ nhiễu xạ hợp chất, hiểu cấu trúc vật liệu xâm nhập vào cấu trúc tinh vi mạng tinh thể, tạo vật liệu tốt đáp ứng yêu cầu lĩnh vực khác phục vụ đời sống người Vì vậy, việc nghiên cưu phương pháp nhiễu xạ tia x việc chế tạo máy nhiễu xạ đại quan trọng việc tạo vật liệu th gii hin **Tiểu luận dùng cho học viên Cao Học chuyên ngành Vật lí ** LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... trình x? ?c định cường độ nhiễu x? ?? tia X tiến hành theo ba bước sau: - Nhiễu x? ?? tia X điện tử tự - Nhiễu x? ?? tia X nguyên tử - Nhiễu x? ?? tia X ô mạng a) Tán x? ?? điện tử: Thomson chứng minh công thức x? ?c... =const) 1- Sau ta tìm hiểu ngun lí tạo ảnh nhiễu x? ?? số ứng dụng phương pháp ảnh Laue: Chùm tia X liên tục chiếu lên mẫu đơn tinh thể tia nhiễu x? ?? ghi nhân vết nhiễu x? ?? phim Bức x? ?? tia X liên tục cho... 01683.751.477 Nhiễu x? ?? đơn tinh thể: Hai phương pháp để thực nhiễu x? ?? đơn tinh thể phương pháp ảnh Laue phương pháp xoay đơn tinh thể Để thỏa mãn điều kiện nhiễu x? ?? Bragg n = 2dhklsin , phương pháp xoay