Dynamická teorie difrakce - Dynamical theory of diffraction

The dynamická teorie difrakce popisuje interakci vlny s pravidelnou mřížkou. Tradičně popsaná vlnová pole jsou Rentgenové záření, neutrony nebo elektrony a pravidelná mřížka, atomové krystalové struktury nebo vícevrstvé nebo samo uspořádané systémy v měřítku nanometrů. V širším smyslu podobné ošetření souvisí s interakcí světla s optickými pásmovými materiály nebo se souvisejícími vlnovými problémy v akustice.

Laueova a Braggova geometrie, nahoře a dole, na rozdíl od Dynamické teorie difrakce s Braggovým difrakčním paprskem opouštějícím zadní nebo přední povrch krystalu. (Čj. )
Odrazivosti pro Laueovu a Braggovu geometrii, nahoře a dole, v uvedeném pořadí, jak je hodnoceno dynamickou teorií difrakce pro případ bez absorpce. Plochý vrchol píku v Braggově geometrii je tzv Darwin Plateau. (Čj. )

Princip teorie

Dynamická teorie difrakce bere v úvahu vlnové pole v periodickém potenciálu krystalu a bere v úvahu všechny mnohonásobné rozptylové efekty. Na rozdíl od kinematická teorie difrakce který popisuje přibližnou polohu Bragg nebo Difrakce laue vrcholí vzájemný prostor, dynamická teorie koriguje lom, tvar a šířku vrcholů, účinky vymírání a interference. Grafická znázornění jsou popsána v disperzní povrchy kolem vzájemných mřížových bodů, které splňují okrajové podmínky na rozhraní krystalu.

Výsledky

  • Krystalický potenciál sám o sobě vede k lom světla a zrcadlový odraz vln na rozhraní s krystalem a dodává index lomu z Braggova odrazu. Rovněž opravuje lom světla při Braggově stavu a kombinuje Braggův a zrcadlový odraz v geometrii dopadu pastvy.
  • Braggův odraz je rozdělení povrchu rozptylu na hranici Brillouinova zóna ve vzájemném prostoru. Mezi rozptylovými povrchy je mezera, ve které nejsou povoleny žádné pohyblivé vlny. U neabsorpčního krystalu ukazuje odrazová křivka rozsah úplná reflexe, takzvaný Darwinská plošina. Pokud jde o kvantovou mechaniku energie systému, to vede k mezera v pásmu struktura, která je běžně známá pro elektrony.
  • Při Laueově difrakci se intenzita promíchává z dopředného difrakčního paprsku do Braggova difrakčního paprsku až do zániku. Samotný difrakční paprsek splňuje Braggovu podmínku a míchá intenzitu zpět do primárního směru. Toto zpáteční období se nazývá Pendellösung doba.
  • The extinkční délka souvisí s Pendellösung doba. I když je krystal nekonečně tlustý, pouze jeho objem v extinkční délce významně přispívá k difrakci v Braggova geometrie.
  • v Geometrie laue, paprskové cesty leží uvnitř Borrmannův trojúhelník. Kato třásně jsou vzorce intenzity kvůli Pendellösung účinky na výstupním povrchu krystalu.
  • Anomální absorpce účinky probíhají v důsledku a stojatá vlna vzory dvou vlnových polí. Absorpce je silnější, pokud má stojatá vlna své anti-uzly na mřížkových rovinách, tj. Kde jsou absorbující atomy, a slabší, pokud jsou anti-uzly posunuty mezi rovinami. Stojatá vlna se přesouvá z jedné podmínky do druhé na každé straně Darwinova plošina což dává druhému asymetrický tvar.

Aplikace

Viz také

Další čtení

  • J. Als-Nielsen, D. McMorrow: Prvky moderní rentgenové fyziky. Wiley, 2001 (kapitola 5: difrakce dokonalými krystaly).
  • André Authier: Dynamická teorie rentgenové difrakce. Monografie IUCr o krystalografii, č. 11. Oxford University Press (1. vydání 2001 / 2. vydání 2003). ISBN  0-19-852892-2.
  • R. W. James: Optické principy difrakce rentgenových paprsků. Bell., 1948.
  • M. von Laue: Röntgenstrahlinterferenzen. Akademische Verlagsanstalt, 1960 (německy).
  • Z. G. Pinsker: Dynamický rozptyl rentgenových paprsků v krystalech. Springer, 1978.
  • B. E. Warren: rentgenová difrakce. Addison-Wesley, 1969 (kapitola 14: teorie dokonalého krystalu).
  • W. H. Zachariasen: Teorie rentgenové difrakce v krystalech. Wiley, 1945.
  • Boris W. Batterman, Henderson Cole: Dynamická difrakce paprsků X dokonalými krystaly. Recenze moderní fyziky, sv. 36, č. 3, 681-717, červenec 1964.
  • H. Rauch, D. Petrascheck, „Grundlagen für ein Laue-Neutroneninterferometer Teil 1: Dynamische Beugung“, AIAU 74405b, Atominstitut der Österreichischen Universitäten, (1976)
  • H. Rauch, D. Petrascheck, „Dynamická neutronová difrakce a její aplikace“ v „Neutronové difrakci“, H. Dachs, redaktor. (1978), Springer-Verlag: Berlin Heidelberg New York. p. 303.
  • K.-D. Liss: „Strukturelle Charakterisierung und Optimierung der Beugungseigenschaften von Si (1-x) Ge (x) Gradientenkristallen, die aus der Gasphase gezogen wurden“, Dizertační práce, Rheinisch Westfälische Technische Hochschule Aachen, (27. října 1994), urn: nbn: de: hbz: 82-opus-2227