Дифракция рентгеновских лучей

Дифракция света наблюдается не только на плоской одномерной решетке (штрихи нанесены перпендикулярно некоторой прямой линии), но и на двумерной решетке (штрихи нанесены во взаимно перпендикулярных направлениях в одной и той же плоскости). Большой интерес представляет также дифракция на пространственных решетках, обнаруживающих периодичность по трём направлениям, не лежащим в одной плоскости.

Такими структурами являются кристаллические тела. Но так как период d~10^-10 м, то в видимом свете наблюдать дифракцию на кристаллах нельзя, так как не выполняется условие d > l.

Это условие выполняется только для рентгеновских лучей. Впервые дифракцию рентгеновских лучей наблюдали в 1913 г. Лауэ с сотрудниками.

Русский ученый Вульф и английские отец и сын Брэгги независимо друг от друга предложили простой метод расчета дифракционной картины от кристаллической решетки. Этот метод основан на интерференции отраженных от атомных слоев плоских вторичных волн, которые будут усиливать друг друга в определенных направлениях

, – формула Вульфа-Брэггов (3.15)

– угол скольжения, d – период идентичности кристалла в направлении, перпендикулярном слоям.

В результате на фотопластине получается картина в виде точек, взаимное расположение которых отражает симметрию кристалла. По расстоянию между пятнышками и их интенсивности определяют расположение атомов.

По дифракционной картине от различно направленных в кристалле атомных слоев можно выяснить его структуру. Атомные слои, густо населенные атомами, дают более интенсивные максимумы.

Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах используется:

1. Для определения спектрального состава рентгеновских лучей на кристаллах с известной кристаллической структурой (рентгеновская спектроскопия)

2. Для рентгеноструктурного анализа (определения структуры кристаллов)

Понятие о голографии

Голография (переводится как «полная запись») – это система методов записи и воспроизведения структуры световой волны, отраженной предметом на фотопластинке. При освещении голограммы пучком света зафиксированная на ней волна восстанавливается почти в первоначальном виде (зрительное впечатление такое же, как и от реального предмета).

Идея голографии принадлежит Габору (1947 г). Первая голограмма была получена в 1963 г. американцами Лейтом и Упатниексом. Денисюк предложил метод, позволяющий на толстослойной эмульсии зафиксировать цветную голограмму.

Основное требование при голографии – высокая когерентность световых лучей, которая достигается при использовании лазерных лучей. На тонкослойной эмульсии получение голограмм заключается в разделении расширенного лазерного пучка с помощью линз на две части: одна часть, отразившись от зеркала 3, образует опорный пучок 1, падающий на фотопластинку, другая часть образует предметный пучок 2, отразившись от предмета. Опорная и предметная волны, являясь когерентными и, накладываясь друг на друга, образуют на фотопластинке интерференционную картину. Для восстановления голограмма освещается опорным пучком 1. В результате дифракции света получается копия предметной волны, образующая объемное, мнимое изображение предмета.

Обычно пользуются мнимым голографическим изображением, которое по зрительному восприятию создает полную иллюзию существования реального предмета. Рассматривая из разных положений объемное изображение предмета, даваемое голограммой, можно увидеть более удаленные предметы, закрытые более близкими.

Применения голографии разнообразны, но наиболее важными, приобретающими все большее значение, являются запись и хранение информации. Существуют голографическое кино, телевидение, микроскоп, контроль качества обработки изделий.