Оно што је дифракција Кс-зрака?

Овај чланак описује такву ствар као што је дифракција Кс-зрака. Он објашњава физичку основу овог феномена и његове примене.

Технологија развој нових материјала

Иновација, нанотехнологије - тренд савременог света. Вести пуне извештаја о револуционарних нових материјала. Али мало људи схвате шта је огроман истраживачки апарат потребно научницима да створе бар мали напредак у постојећим технологијама. Један од основних феномена које помажу људима у њему, - Кс зрака.

електромагнетног зрачења

За почетак, треба да се разјасни да такве електромагнетног зрачења. Било креће оптужен тело ствара око себе електромагнетно поље. Ова поља прожимају све око себе, чак и вакуум свемира није слободан од њих. Ако у том пољу, периодичне сметње које су способне за размножавање у простору, они се називају електромагнетно зрачење. Се користи за описивање концепата као што су таласна дужина, фреквенција и енергије. Шта енергија интуитивно јасна, а таласна дужина - растојање између идентичне фазе (нпр, између два суседна врхова). Што је већа таласна дужина (а тиме фреквенција), мање енергије. Подсетимо, ови концепти треба да опишу шта се дифракције рендгенских зрака кратко и јасно.

електромагнетног спектра

Све низ електромагнетних зрачења одговара на посебној скали. У зависности од таласне дужине, разликују (од најдуже до најкраћи):

• радио таласи;
• Терахертз ваве;
• инфрацрвени таласи;
• видљиве вавеленгтх;
• ултравиолет вавеленгтх;
• Кс-раи вавеленгтх;
• гама зрачење.

Дакле, ми смо заинтересовани за зрачење има веома малу таласну дужину и највећи енергије (тако да се понекад назива тешко). Дакле, долазимо до описа шта је дифракције Кс-зрака.

Порекло ренген

Што је већа енергија зрачења, теже је да се то вештачки. Ширења пожара, особа добија много инфрацрвеног зрачења, јер је преноси топлоту. Али да је постојао Кс-зрака на просторне структуре, потребно је много напорног рада. Дакле, ова врста електромагнетног зрачења ослобађа, уколико нокаутирати електрон из љуске атома, која је блиска сржи. Електрони се налазе изнад, настоје да попуни рупу, њихове транзиције и обезбеди рендген фотона. Такође, током тешког кочења од наелектрисаних честица са масом (нпр електрона) произведене од ових високо-енергетских зрака. Дакле, Кс-зрака на кристалну решетку је пропраћено трошковима на довољном количином енергије.

У индустријском нивоу, ово зрачење су:

1. Катода емитује електроне са високом енергијом.
2. Електронски суочава са аноде материјал.
3. Електрон драматично успорава (емитује к-зраке).
4. У другом случају, електрон куца одлаже честица са ниским орбита атом од анода материјала, који такође генерише Кс-зраци.

Он је такође неопходно да се схвати да, као и свака друга електромагнетно зрачење у Кс-Раи има свој домет. То иде ова радијација се користи довољно широко. Сви знају да је сломљена кост или формација у плућима тражи уз помоћ Кс-зрака.

кристална структура

Сада смо дошли близу ономе што је метод дифракције Кс-зрака. Да бисте то урадили, објасни структуру чврста. У науци, чврсто тело се зове супстанца у кристалном стању. Дрво, глина или стакло чврсти, али им недостаје главна ствар: периодични структуру. Али кристали имају ову невероватну имовину. Сам назив овог феномена садржи његову суштину. Прво морате да разумете да у атомима кристалним су чврсто. Контакт између њих имају одређени степен еластичности, али су превише јаки, тако да атоми може да се креће у оквиру решетке. Такве епизоде су могућа, али са веома јаком спољном утицају. На пример, ако је метална кристал да се савије, формирају се у поинт недостатке различитих типова: на неким местима атома оставља своје место, формирање позицију, у другом - да се помера у погрешном положају, формирајући увод кварова. У пута кристал губи танак кристалну структуру, веома је неисправан, лабава. Стога, снимак, који је некада унбент, боље је да се не користе, као метал изгубили своју имовину.

Уколико атоми чврсто повезани, не може поставити у односу на другу насумице као у течности. Они морају да се организују како би се смањили енергија њихове интеракције. Стога, атоми су распоређени у решетке. У сваком мрежи постоји минимум скуп атома распоређених у посебан начин у простору - се јединица ћелија кристала. Ако све то емитује, то јест, да комбинује ивице са међусобно кретање у свим правцима, добијамо читав кристал. Међутим, вреди запамтити да је ово - модел. Сваки прави кристал има недостатке, и потпуно тачан превод је готово немогуће остварити. Модерни елементи силицон меморије су близу идеалне кристале. Међутим, њихова производња захтева огромне количине енергије и других ресурса. У лабораторији, научници су посвећени структуре различитих типова, али као по правилу, трошкови њиховог стварања је превелика. Али, претпоставимо да су сви кристали су идеални: у било ком правцу исти атоми ће се налазити на истим удаљеностима једна од друге. Оваква структура се зове решетке.

Испитивање структуре кристала

То је због ове чињенице може бити Кс-зрака на кристалима. Периодична Структура кристала у њима ствара неким од равни у којој више атома него у другим правцима. Понекад су се дају решетке авион симетрију, понекад - заједнички распоред атома. Сваки авион је додељен своју ознаку. Размак између равни је веома мали: од ред неколико ангстрема (Рецалл ангстрема - је 10 ^-10 метара или 0,1 нм).

Међутим, авиони у једном смеру у било ком стварном кристала, чак и веома мали много. Кс-зрака као метод користи ову чињеницу: сви таласи који је променио правац авиона у једном смеру, сабирају се, дајући излазни сигнал је довољно јасан. Тако да научници могу да схватим шта се подручја налази унутар кристала ове авионе, и да суди о унутрашњој структури кристалне структуре. Међутим, само су подаци нису довољни. Поред угао нагиба, треба да знате удаљеност између авиона. Без тога, можете добити хиљаде различитих модела структуре, али не знам тачан одговор. О томе како научници уче о удаљености између авиона ће бити речи касније.

диффрацтион пхеноменон

Ми смо већ дали физичка основа онога Кс-зрака на просторни решетка кристала. Међутим, ми смо увек није објаснио суштину феномена дифракције. Тако, дифракција - савијања таласа (укључујући електромагнетних) препрека. Ова појава изгледа као кршење закона линеарних оптике, али није. Он је тесно повезан са сметњама и таласних особина, као што су фотони. Ако је светло пут вреди препрека, због дифракција фотони може да "види" иза угла. Колико се одступа од правца простирања светлости страигхт зависи од величине препрека. Што је мања препрека, мања треба да буде дужина електромагнетног таласа. Зато Кс-зрака на појединачним кристалима путем кратког таласа: растојање између равни је веома мали, оптичка фотони једноставно нису "пробије" између њих, и само утицати на површину.

Такав појам је истина, али у модерној науци се сматра сувише уска. Да прошири дефиницију, као и општих знања представљеним поступцима манифестације дифракције таласе.

1. Промене у просторном таласа структури. На пример, угао таласа ширења снопа ширења или девијацију таласног броја таласа у неком пожељном правцу. То је за ову класу феномена везаних савијање таласа препрека.
2. Екпансион таласи у спектру.
3. Промена поларизацију таласа.
4. Конверзија ваве пхасе струцтуре.

Феномен дифракције, заједно са уплитања одговоран за чињеницу да је правац светлосног снопа у уском јаз иза њега видимо не једног, већ неколико светлосних висине. Што више највише из средине јаза, то је већи ред. Такође, када исправна формулација експеримент сенка конвенционалног игла (наравно танак) је подељена у неколико бендова, где је игла управо посматраних максималну светлост, а не минимум.

формула Брагг

Већ смо поменули да се додаје коначна сигнал из свих рендгенским фотони које се огледају из равни са истим нагибом унутар кристала. Али прецизно израчунати структура омогућава још једну важну однос. Без било би бескорисно дифракција Кс-зрака. Брагг Формула изгледа овако: 2дсинƟ = нλ. Овде, д - растојање између авиона са истим углом нагиба, θ - слип угао (Брагг угао) или угао инциденције у авион, н - редослед врха дифракцијом, λ - таласна дужина. Будући да је познато како тачно Кс-Раи спектар користи за прикупљање података и угао под којим светлост пада је, ова формула омогућава да израчуна вредност д. Мало изнад ми је рекао да без ове информације прецизно добити структура материје је немогуће.

Модерн коришћење рендгенске дифракције

Поставља се питање: у којим случајевима треба ове анализе, научници нису баш били истражени целом свету структуру, а можда првенствено у производњи нових супстанци не укључују људе, какве резултате које ће? Четири одговора.

1. Да, знамо наша планета није довољно добро. Али, сваке године постоје нови минерали. Понекад су чак сугеришу структура неће радити без Кс-зрака.
2. Многи научници покушавају да побољшају својства постојећих материјала. Ове супстанце су подвргнути различитим врстама третмана (притисак, температуру, ласера и сл. Д.). Понекад у њиховој структури додати или уклонити елементе из њега. Разумети шта унутрашње реструктурирање у исто време дошло, ће к-зрака на кристалима.
3. За неке апликације (нпр, за ласерско активни медији, меморијске картице, оптички елементи од осматрачки систем) кристали мора тачно у складу. Стога њихова структура се тестира помоћу ове методе.
4. дифракција Кс-Раи - ово је једини начин да сазнамо колико и шта се десило у синтези фаза у мултикомпонентним системима. Примери таквих система могу послужити као елементима модерне керамичке технологије. Присуство нежељених фаза може да подразумева озбиљне последице.

спаце активности

Многи људи су питали: "Зашто имамо огроман опсерваторије у орбити Земље, зашто нам је потребна ровер, ако човечанство још увек не реши проблем сиромаштва и рата?"

Свако може пронаћи своје аргументе "за" и "против", али је очигледно да човечанство мора да је сан.

Стога, загледани у звезде, сада можемо са сигурношћу рећи да знамо о њима све више и више сваки дан.

Кс-зраке процеса који се дешавају у простору, не допире до површине наше планете, они су апсорбује у атмосфери. Али овај део електромагнетног спектра има доста података о високо енергетских феномена. Стога, алати, проучавајући Кс-Раи, треба ставити ван Земљине орбите. Постојећа станица тренутно студира следеће ставке:

• остаци супернова експлозије;
• центри галаксија;
• неутронске звезде;
• црне рупе;
• Судар масивних објеката (галаксија, групе галаксија).

Изненађујуће, за разне пројекте приступ овим станицама је на располагању студентима и чак ученика. Уче из дубоког свемира на рендген греда: дифракцијом, ометања, спектра постане предмет њиховог интересовања. А неки врло млади корисници опсерваторија простора заснованог да открића. Прецизна читалац може, наравно, тврде да они имају нешто једноставно је време слике у високој резолуцији да размотри и примети фине детаље. И наравно, значај открића, као по правилу, само да разуме озбиљан астроном. Али такви случајеви су инспиришу младе људе како би се осигурало да посвете своје животе за свемирска истраживања. А тај циљ вреди пратити.

Дакле, да се постигне Вилгелма Конрада Ронтген открио приступ звезданог знања и могућности да освоје друге планете.