Дифракция рентгеновских лучей

Рентгеновские лучи имеют длину волны в диапазоне м, поэтому для наблюдения дифракции рентгеновских лучей необходима периодическая структура с пространственным периодом ~м. Таким периодом обладает кристаллическая решетка. Если плоский пучок рентгеновских лучей падает на кристаллическую решетку, то после отражения от атомов, расположенных в смежных плоскостях решетки, лучи приобретут разность хода , равную сумме длин отрезков АВ и ВС (рис. 61.1). Из рисунка видно, что , где – период решетки; – угол скольжения. Если разность хода равна целому числу длин волн, то отраженные волны в результате интерференции усиливают друг друга, образуя дифракционный максимум в картине дифракции рентгеновских лучей на кристаллической решетке. Угол, под которым наблюдается дифракционный максимум порядка , определяется из условия максимумов и называется углом Брэгга:

. (61.1)

Это условие было получено английским физиком У. П. Брэггом и русским ученым Ю. В. Вульфом и в их честь названо условием Вульфа–Брэгга.

Дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке широко используется для анализа структуры кристаллических тел (рентгеноструктурный анализ). Кристалл облучается пучком рентгеновских лучей, и дифракционная картина регистрируется на фоточувствительной пластинке или люминесцирующем экране. Анализируя картину, можно определить вид кристаллической решетки и ее параметры. Вторым важным физическим применением дифракции рентгеновских лучей на кристаллической решетке является исследование спектрального состава рентгеновского излучения (рентгеновская спектроскопия). Определяя направления максимумов в дифракционной картине, получающейся при облучении кристалла с известной структурой, можно определить с помощью условия Вульфа–Брэгга спектральный состав излучения.