環保工程師基礎知識輔導:X射線衍射原理

2021-01-10 建設工程教育網

　　1913年英國物理學家布拉格父子（W.H.Bragg，W.L.Bragg）在勞厄發現的基礎上，不僅成功地測定了NaCl、KCl等的晶體結構，並提出了作為晶體衍射基礎的著名公式──布拉格方程：2d sinθ=nλ

　　式中λ為X射線的波長，n為任何正整數。

　　當X射線以掠角θ（入射角的餘角）入射到某一點陣晶格間距為d的晶面上時（圖1），在符合上式的條件下，將在反射方向上得到因疊加而加強的衍射線。布拉格方程簡潔直觀地表達了衍射所必須滿足的條件。當X射線波長λ已知時（選用固定波長的特徵X射線），採用細粉末或細粒多晶體的線狀樣品，可從一堆任意取向的晶體中，從每一θ角符合布拉格方程條件的反射面得到反射，測出θ後，利用布拉格方程即可確定點陣晶面間距、晶胞大小和類型；根據衍射線的強度，還可進一步確定晶胞內原子的排布。這便是X射線結構分析中的粉末法或德拜-謝樂（Debye—Scherrer）法（圖2a）的理論基礎。而在測定單晶取向的勞厄法中（圖2b）所用單晶樣品保持固定不變動（即θ不變），以輻射束的波長作為變量來保證晶體中一切晶面都滿足布拉格方程的條件，故選用連續X射線束。如果利用結構已知的晶體，則在測定出衍射線的方向θ後，便可計算X射線的波長，從而判定產生特徵X射線的元素。這便是X射線譜術，可用於分析金屬和合金的成分。

責任編輯：cj

相關焦點

  • 小課堂 | X射線衍射技術入門——XRD是如何工作的？
    X射線衍射（簡稱XRD）是一種分析技術，可提供有關晶體材料的結構和相ID的信息。XRD可用於識別單晶並揭示其結構。XRD在地質行業中非常好用，因為它可以用於識別混合物中存在的晶體，例如巖石中的礦物。對於具有可變分子式和結構的礦物（例如粘土），XRD是識別它們並確定其在樣品中比例的最佳方法。
  • 小課堂|X射線衍射技術入門——XRD是如何工作的?
    這篇文章將深入探討XRD背後的科學，解釋奧林巴斯可攜式XRD分析儀的工作原理。X射線衍射（XRD）背後的科學在XRD分析過程中，將X射線束射向樣品，並根據出射方向測量散射強度。按照慣例，入射光束方向和出射光束方向之間的角度稱為2θ或2-theta。
  • 藏文科普 | X射線衍射:當物理遇見生物
    實際上，如果沒有X射線的幫助，就沒有現代生物學的發展，人類的醫藥健康水平也要倒退幾十年。X射線究竟是如何發揮如此重要作用的呢？這種缺它不可的關鍵技術就是X射線衍射。　　自從倫琴於1895年發現了X射線之後，這種性質未知的神秘射線便成了科學界的新寵兒，吸引了眾多科學家投身這方面的研究。
  • X射線衍射方法測量殘餘應力的原理與方法
    2、X射線衍射法測量殘餘應力的發展X射線衍射法是一種無損性的測試方法，因此，對於測試脆性和不透明材料的殘餘應力是最常用的方法。20世紀初，人們就已經開始利用X射線來測定晶體的應力。後來日本成功設計出的X射線應力測定儀，對於殘餘應力測試技術的發展作了巨大貢獻。
  • 原位X射線衍射技術在材料研究中的應用
    目前最重要且常用的是原位X射線衍射結構表徵技術，即在樣品上加載溫度場、電場、力場、磁場等外場，或在樣品發生電催化、電化學、光催化等反應時採集X射線衍射信號，該技術可以應用在粉末衍射儀、單晶衍射儀、高分辨衍射儀、和二維衍射儀上，通過數據分析，就可以得到材料結構信息與溫度、力、電、磁等的關係，就可以得到電化學、電催化等反應的實時結構變化。
  • 國內首個X射線高壓衍射實驗室解決方案驗證實驗成功完成
    在中國科學院物理研究所、同步輻射光源高壓科學線站及x射線光學領域的多位專家指導下，北京眾星聯恆科技有限公司通過多方交流合作，逐步解決了高壓衍射實驗中的技術難點，取得了很好的初步實驗數據。項目專家和用戶對實驗結果表示高度認可，接下來即將全面實施基於金剛石對頂砧（dac）的x射線高壓衍射實驗室驗證實驗。
  • 勘察設計註冊環保工程師資格考試基礎考試大綱(一)
    勘察設計註冊環保工程師資格考試基礎考試大綱一、高等數學　　1.1  空間解析幾何　　向量代數   直線   平面   柱面   旋轉曲面   二次曲面   空間曲線　　1.7  向量分析　　1.8  線性代數　　行列式   矩陣   n維向量   線性方程組   矩陣的特徵值與特徵向量二次型二、普通物理　　2.1  熱學　　氣體狀態參量   平衡態   理想氣體狀態方程   理想氣體的壓力和溫度的統計解釋   能量按自由度均分原理
  • x射線衍射對焊縫的評估
    本文應用X射線應力儀測量了航空材料試樣焊縫區表面殘餘應力的線分布。 問題：焊接殘餘應力 某大學需要開發適用於普通航空航天材料的攪拌摩擦焊的改進參數。
  • 《晶態聚合物結構和X射線衍射(第二版)》出版
    一本較全面反映X射線在聚合物各領域應用的科學專著《晶態聚合物結構和X射線衍射（第二版）》近日由科學出版社出版，與讀者見面。隨著高分子科學與技術新理論、新方法和新儀器的創新發展及應讀者的要求，作者在2003年出版的《晶態聚合物結構和X射線衍射（第一版）》的基礎上，對該書進行了修改和補充，並邀請中國科學技術大學李良彬教授，撰寫了第十五章同步輻射X射線散射在聚合物材料研究中的應用，使該書的內容更加充實。
  • 電子衍射原理
    歷史 1927年，C.J.戴維孫和L.H.革末在觀察鎳單晶表面對能量為100電子伏的電子束進行散射時,發現了散射束強度隨空間分布的不連續性，即晶體對電子的衍射現象。幾乎與此同時，G.P.湯姆孫和A.裡德用能量為2萬電子伏的電子束透過多晶薄膜做實驗時,也觀察到衍射圖樣。電子衍射的發現證實了L.V.德布羅意提出的電子具有波動性的設想，構成了量子力學的實驗基礎。
  • 環保工程師知識點:X射線衍射取向分析
    此外，小角度散射用於研究電子濃度不均勻區的形狀和大小，X射線形貌術用於研究近完整晶體中的缺陷如位錯線等，也得到了重視。
  • X射線探傷原理詳解
    X射線探傷原理詳解 X射線探傷原理 通過實踐證明：X射線探傷應用在生產過程中，作為先進的檢測手段為產品品質的提高，起到了不可忽視的作用，使現場檢測從外觀目視提升到了內部探傷微觀檢測，使我公司的產品品質進人新的階段
  • 馬鹿茸的X射線衍射Fourier指紋圖譜鑑定
    首頁 » 馬鹿茸的X射線衍射Fourier指紋圖譜鑑定 馬鹿茸的X射線衍射Fourier指紋圖譜鑑定 來源：www.bioon.com 2006-12-17
  • X射線和Y射線的性質
    昨天我們了解了原子核結構方面的知識，你還記得多少？說實在的我覺得我都已經忘的差不多了，我相信你也和我一樣。有句老話眼過千遍不如手過一遍，如果我分享的知識對你有用，還是希望你動動筆記下來。閒話不多說了，下面看看我們今天的知識X射線和Y射線的性質。
  • X射線的魔力|與諾貝爾獎的不解之緣
    他和他的同事還從各種元素的標識X輻射整理出系統的規律，對原子的電子殼層的能量和輻射條件建立了完整的知識，同時也為與之有關的現象作出量子理論解釋建立了堅實的經驗基礎。卡爾.西格班在他的《倫琴射線譜學》一書中對這方面的成果作了全面總結，成為一部經典的科學著作。卡爾.西格班獲得了1924年的諾貝爾物理學獎，成為繼巴克拉之後，又一次因X射線學的貢獻而獲諾貝爾物理學獎的物理學家。
  • X射線衍射儀基本原理、構造及XRD用於合金結構確定
    前幾天，我們簡單地分享了下XRD的基本原理及如何採用Jade對XRD進行定性分析☞從理論到實際，一文帶你了解XRD能做什麼；衍射樣品製備以及基本操作
  • 為什麼說X射線是開啟現代生物學的鑰匙?
    撰文/葉盛（中國科學院生物物理研究所）本文節選自《知識就是力量》雜誌說起X射線，你肯定首先會想到它是一種穿透力強大的隱形射線實際上，如果沒有X射線的幫助，就沒有現代生物學的發展，人類的醫藥健康水平也要倒退幾十年。X射線究竟是如何發揮如此重要作用的呢？這種缺它不可的關鍵技術就是X射線衍射。
  • 上海光源與用戶合作在國際上首次實現非相干X射線衍射成像
    目前X射線晶體衍射結構分析手段只能對具有周期性結構的晶體實現原子級的三維顯微結構分析，而X射線相干衍射成像可以實現對非周期性結構物體具有原子級空間分辨能力，然而這種方法卻需要全相干X射線照明，存在較大的局限性。
  • 光學「鑷子」與X射線結合,可分析液體中的晶體!
    利用相干x射線衍射技術，科學家可以高精度地測量納米晶材料的表面形貌和應變。然而，進行這樣的測量需要精確控制微小晶體相對於入射x射線的位置和角度。傳統上，這意味著將晶體粘在表面上，從而使晶體變形，而改變其結構，並可能影響反應活性。阿貢傑出研究員琳達楊(Linda Young)表示：用光學鑷子，可以捕捉到溶液中單個粒子的原始狀態，並觀察它的結構演變。
  • 環保工程師基礎知識輔導:音速的計算
    在乾燥空氣中，音速的經驗公式是：　　音速u=331.3+（0.606c）m/s（c=攝氏氣溫）　　常溫下（15℃），音速為u=331.3+（0.606x15）= 340.4m/s，這就是為什麼都說音速是340m/s（1225km/h）的緣故。潮溼空氣的音速略有增加，但是幅度不到0.5%，大多數場合可以忽略不計。