布拉格衍射測定X射線波長和晶格常數(shù)實驗報告模板

布拉格衍射測定X射線波長和晶格常數(shù)一、實驗?zāi)康尿炞C布拉格定理；測定樣品晶體晶格常數(shù)。二、實驗原理X射線的基本性質(zhì)較之可見光它的波長更短，約10nm~0.01nm。X射線具有光所具有的一切性質(zhì)：反射、折射、偏振等，但物理現(xiàn)象卻有很大差異。在實驗室中，X射線由X射線管產(chǎn)生，X射線管具有陰極和陽極的真空石英管。經(jīng)過X射線管射出的X射線分為兩種，連續(xù)光譜和標(biāo)識光譜。布拉格反射光波經(jīng)過狹縫將產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，為此，狹縫的大小必須與光波的波長同數(shù)量級或更小對于X射線，由于它的波長數(shù)量級在0.2nm，要產(chǎn)生相應(yīng)大小的狹縫以觀察X射線的衍射就相當(dāng)困難。所以，馮勞厄建議用晶體這個天然的光柵來研究X射線的衍射。由圖3可知，當(dāng)入射X射線與晶面相交e角時，假定晶面就是鏡面（即布拉格面，入射角與出射角相等），那么容易看出，圖中兩條射線1和2的程差是AC+DC，即2dsine。當(dāng)它為波長的整數(shù)倍時（假定入射光為單色的，只有一種波長）：2dsine=n入，n=1,2,…入射姑線反射射線\透射射線/鬧面為nP因此，根據(jù)布拉格公式，即可以利用已知的晶體入射姑線反射射線\透射射線/鬧面為nP因此，根據(jù)布拉格公式，即可以利用已知的晶體（d已知）通過測e角來研究未知x射線的波長，也可以利用已知x射線（入已知）來測量未知晶體的晶面間距。三、實驗儀器旳控區(qū)X光管實驗區(qū)oocooB3此區(qū)內(nèi)所有操作必須

帶上手套進行??！旳控區(qū)X光管實驗區(qū)oocooB3此區(qū)內(nèi)所有操作必須

帶上手套進行！！□Q0I 0圖4X射線實臉儀四、實驗內(nèi)容與步驟I.布拉格反射實驗：可測X射線波長和測定樣品的晶格常數(shù)。（1）實驗儀器的機械調(diào)零由于布拉格反射實驗是通過測定不同角度下的反射強度來確定衍射峰所在位置，因此在實驗時首先要確定0角度所在位置，即靶臺和傳感器的初始0位。雖然儀器有一個初始0位，但該0位是手動確定的，有一定偏差，因此每次進行布拉格反射實驗前應(yīng)進行機械調(diào)零工作。機械調(diào)零的主要原理描述如下：已知標(biāo)準(zhǔn)單晶的布拉格反射譜及各級衍射角度，通過調(diào)節(jié)物靶（target）、傳感器（sensor）位置，尋找一級衍射計數(shù)率最大的位置，并與標(biāo)準(zhǔn)單晶的一級衍射峰角度91比較，反向旋轉(zhuǎn)91角度，即為0角度所在位置。本實驗中我們采用NaCl單晶作為標(biāo)準(zhǔn)樣品來進行機械調(diào)零，其一級衍射峰角度ei為7.2。，具體步驟描述如下：a） 將標(biāo)準(zhǔn)NaCl單晶樣品固定在物靶臺上，設(shè)置管高壓為U=35.0KV,管電流為1=1.00mA；b） 在耦合模式（按下監(jiān)控區(qū)的Coupled鍵，紅燈亮起：耦合模式下可同時轉(zhuǎn)動傳感器和物靶，傳感器轉(zhuǎn)動的角度是物靶的兩倍）下，用ADJUST旋紐設(shè)置物靶角度（即液晶顯示器上的顯示數(shù)字）為91；c） 按下管高壓按鈕“HVon/off”，打開管高壓，產(chǎn)生X射線；d） 按下“SENSOR”鍵（紅燈亮起），手動旋轉(zhuǎn)'ADJUST”，尋找一級反射Ka的計數(shù)率最大的位置；e） 按下“TARGET”鍵，在物靶掃描模式下，手動旋轉(zhuǎn)'ADJUST”，尋找一級反射Ka的計數(shù)率最大位置；f） 重復(fù)d）和c）,尋找到計數(shù)率的最大位置；g） 按下“COUPLED”鍵，物靶反向旋轉(zhuǎn)91（可能此時顯示器上的角度為負值）；h） 此時同時按下“TARGET”、“COUPLED”、“B-LIMITS”，此時的位置即為測量系統(tǒng)的零點位置，系統(tǒng)強制歸零了；啟動軟件“X-rayApparatus”，設(shè)置X光管的高壓U=35.0KV，電流I=1.00mA,測量時間，角步幅AB=0.1。，按下“COUPLED”鍵，再按B鍵，設(shè)置下限為4.0°，上限角為24°；按下“SCAN”鍵，進行自動掃描，檢查Ka的位置是否為計數(shù)率最大的位置,如不是，再次重復(fù)上述的調(diào)零。已知NaCl晶體的晶格常數(shù)(a0=564.02pm)，測定X光波長將NaCl標(biāo)準(zhǔn)單晶片固定在靶臺上，啟動軟件“X-rayApparatus”按或F4鍵清屏；設(shè)置X光管的高壓U=35.0KV，電流I=1.00mA,測量時間At=10s,角步幅AB=0.1。，按COUPLED鍵，再按B鍵，設(shè)置下限角為4.0°，上限角為24°；按SCAN鍵進行自動掃描；掃描完畢后，按或F2鍵