Hình 2.9: Nhi u x tia X
Khi chi u tia X vƠo v t răn tinh th ta thấy xuất hi n các tia nhi u x v i c ng đ khác nhau do b c sóng tia X có đ dƠi vƠo cỡ kho ng cách gi a các mặt ph ng nguyên tử trong v t rắn tinh th . Các h ng nƠy b kh ng ch b i b c sóng c a b c x t i vƠ b i b n chất c a m u tinh th . Đ nh lu t Bragg, đ ợc W.L.Bragg thi t l p năm 1913, th hi n m i quan h gi a b c sóng tia X vƠ kho ng cách gi a các mặt ph ng nguyên tử.
Đ d n t i đ nh lu t Bragg cần gi thuy t r ng mỗi mặt ph ng nguyên tử ph n x sóng t i đ c l p nh ph n x g ng. Các tia X không th c s b ph n x - chúng b tán x - song rất thu n ti n n u xem chúng lƠ ph n x , vƠ ng i ta th ng g i các mặt ph ng lƠ “ mặt ph n x “ vƠ tia nhi u x lƠ “ tia ph n x “ .
Gi sử có hai mặt ph ng nguyên tử song song A ậA ằ vƠ B ậBẲ có cùng chỉ s Millier h,k vƠ l vƠ cách nhau b i kho ng cách gi a các mặt ph ng nguyên tử dhkl. Đ đ n gi n, cho mặt ph ng tinh th c a các tơm tán x nguyên tử đ ợc thay th b ng mặt tinh th đóng vai trò nh mặt ph n x g ngđ i v i tia X t i.
20
Hình 2.10: Nguyên lý nhi u x theo đnh lu t Bragg
Gi sử hai tia 1 vƠ 2 đ n sắc, song song vƠ cùng pha v i b c sóng chi u vƠo hai mặt ph ng nƠy d i m t góc . Hai tia b tán x b i nguyên tử P vƠ Q vƠ cho hai tia ph n x 1Ẳ vƠ 2Ẳ cũng d i m t góc so v i các mặt ph ng nƠy, hình 2.10. S giao thoa c a tia X tán x 1Ẳ vƠ 2Ẳ x y ra n u hi u qu ng đ ng 1-P-1Ẳ vƠ 2-Q-2Ẳ , t c SQ + QT , b ng s nguyên lần b c sóng[2]. Nh v y đi u ki n nhi u x lƠ :
n = SQ + QT (2.1) n = 2dhkl sin (2.2)
Trong đó n = 1 , 2 , 3 . . . đ ợc g i lƠ b c ph n x .
Ph ng trình (2.1) chính lƠ đ nh lu t Bragg bi u th m i quan h đ n gi n gi a góc c a tia nhi u x v i b c sóng tia X t i vƠ kho ng cách gi a các mặt ph ng nguyên tử dhkl. N u đ nh lu t Bragg không đ ợc tho mƣn thì s giao thoa th c chất s không có vì c ng đ nhi u x thu đ ợc lƠ rất nh .
Trong hầu h t các tr ng hợp, b c ph n x th nhất đ ợc sử dụng, n = 1, do đó đ nh lu t Bragg đ ợc vi t nh sau :
= 2dhkl sin (2.3)
Khi n > 1, các ph n x đ ợc g i lƠ ph n x b c cao. Ta có th vi t ph ng trình (1.2) nh sau :
= 2(dhkl /n)sin (2.4)
Trong đó dhkl /n lƠ kho ng cách gi a các mặt ( nh nk nl ). Vì th có th xem ph n x b c cao lƠ ph n x b c nhất từ các mặt đặt t i kho ng cách b ng 1/n kho ng
21
cách d. B ng cách đặt dẲ = d/n vƠ thay vƠo ph ng trình (1.4) ta có th vi t đ nh lu t Bragg theo cách thông th ng lƠ :
= 2dẲ sin (2.5)
hoặc = 2d sin (2.6)