화학식 브래그. 공간 격자에 의해 회절

이 문서는 공식 브래그을 제시, 현대 세계에 대한 중요성을 공부했다. 우리는 고체의 전자 회절의 발견에 의해 가능하게 된 물질을 조사하는 방법을 설명한다.

과학 충돌

다른 세대가 서로를 이해하지 못할 사실, 심지어 Turgenev 소설 "아버지와 아들."썼다 그리고 진실은 이것이다 : 가족이 백 년이, 아이들이 장로를 존중 살고, 모두 다음 다시 서로 등을 지원 - 모든 것을 변경됩니다. 그리고 과학의 모든 문제. 어떤 움직임의 자연 지식의 반대로 개발과 같은 의심 할 여지 가톨릭 교회는 세계에서 제어되지 않는 변화로 이어질 수 없었다. 하나 개의 발견은 위생에 대한 인식을 변경하고 지금은 노인이 내려다보고 놀랐다, 그들의 자손 먹고, 그들의 양치질하기 전에 손을 씻는다. 할머니의 비난하는 그들의 머리를 흔들 "왜, 우리는 그것없이 잘 살고, 아무것도 스무 아이를 낳았다 없습니다. 그리고이 모든 것은 당신의 순도는 해가 악한 하나입니다. "

한 행성의 위치에 대한 가설 - 구석 구석에 지금, 위성과 유성, 망원경과 은하수의 본질을 논의 젊은 교양있는 사람들 동안 불만의 이전 세대 : 차이가 회전으로, 무엇을 외부 공간과 천구를 사용하는 것입니다 무엇을 "넌센스있는, 화성과 금성 더 나은 감자를 갈 것이라고는 더 유용했을 것이다, 성장했다. "

이 알려진 회절 격자 공간 사실에 의해 가능하게 획기적인 기술 - 다른 모든 주머니에 스마트 폰이다. 동시에 노인은 불평 : "좋은 것도, 이러한 빠른 메시지하지 않습니다 그들은 그이 편지 일 수 없습니다." 소리가 나는 역설적으로 그러나, 다양한 기기의 소유자는 거의 공기처럼, 주어진의 종류로 인식. 그리고 소수의 사람들은 자신의 작품의 메커니즘과 인간의 마음이 약 2 삼백 년 동안 수행 한 거대한 방법에 대해 생각합니다.

20 세기의 새벽

19 세기 후반에, 인류는 열려있는 모든 이벤트의 지식의 문제에 직면한다. 그것은 물리학에서 우리는 이미 모든 것을 알고 있다고 생각되었고, 그것은 단지 세부 사항을 찾을 남아있다. 그러나 플랑크의 양자 및 불연속 소우주 상태의 발견은 말 그대로 물질의 구조에 대한 이전의 아이디어를 전복.

오프닝은 다른 후, 연구진은 서로의 손에서 아이디어를 납치 한 하락했다. 가설은, 논의, 테스트 일어나 거부했다. 한 가지 확실한 새로운 수백 양산하고 답을 찾아 기꺼이 많은 사람들이 있었다.

세계의 인식을 변경 한 터닝 포인트 중 하나는 기본 입자의 이중 자연의 개방이었다. 그게 없으면, 공식 브래그는 등장하지 않을 것입니다. 에테르 물결처럼 - 소위 파장 입자 이원성은 일부 경우에, 전자는 질량을 갖는 몸체로 (즉, 소체, 입자)를 작동하는 이유를 설명하고, 다른있다. 과학자들은 오랫동안 주장, 아직 결론에 도달하지 않은 - 미생물의 객체의 서로 다른 특성을 모두 가지고있다.

이 문서는 우리가 기본 입자의 파동 특성에 관심이 있다는 것을 의미 브래그의 법칙을 설명합니다. 크기가 나노 미터의 문턱을 극복, 우리가 확신을 잃어 버려 전문가를 들어,이 질문은 항상 모호 - 효과 하이젠 베르크의 원칙에 온다. 그러나, 대부분의 목적은 충분히 거친 근사 없다. 따라서 상상하고 이해하기 간단하다 보통 파도의 덧셈과 뺄셈의 일부 기능을 설명하기 시작하는 것이 필요하다.

파도 부비동

어린 시절에 사람들은 거의 삼각 함수와 같은 대수의 분기를 사랑했다. 사인과 코사인, 탄젠트와 코탄젠트는 덧셈, 뺄셈, 그리고 다른 변환 자신의 시스템을 가지고있다. 아마도 아이들은 공부를 너무 흥미, 이것을 이해하지 않습니다. 그리고 많은 사람들이이 모든이 지식을 적용 할 수있는 일상 생활의 어떤 부분에 필요하다 할 이유에 대해 궁금해했다.

그것은 모든 방법 호기심 사람에 따라 달라집니다. 어떤 사람들은 태양이 밤에 날과 달 동안 빛나는 같은 지식 부족, 물, 젖은, 그리고 하드 록. 그러나 사람이보고 배열 모두 같은 관심이있는 사람들도있다. 지칠 줄 모르는 연구를 들면, 이상하게도, 기본 입자의 물리 추출물의 파동 특성을 공부에서 가장 혜택을 설명하고. 예를 들어, 전자 회절 정확히이 법을 순종.

처음에는, 상상력에서 작동 : 눈을 감고 파도가 자신을 멀리 운반 할 수 있습니다.

무한 정현파 팽창 고랑, 부푼 고랑을 상상해보십시오. 거기에 아무것도 다른 한 모래 언덕의 상단에서의 거리가 다른 곳과 동일, 변경하지 않습니다. 이 최소로부터 최대가는 선의 경사, 커브의 각 부분에 대해 동일하다. 두 개의 동일한 사인파의 숫자가있는 경우, 다음 작업은 더 복잡해진다. 공간 격자의 회절 파의 여러 첨가에 직접 의존한다. 상호 작용의 법은 여러 가지 요인에 따라 달라집니다.

첫 번째 - 상. 즉, 어떤 부분은 두 곡선을 터치. 곡선의 경사 각도가 동일한 경우 마지막 밀리미터 그들의 경기의 최대, 경우 - 두 배 깊은 - 모든 수치는 두 배로의 혹이 두 배 높은, 중공이다. 반대로 경우 - 한 곡선의 최대 적어도 또 다른 폭포, 파도가 서로 상쇄 모든 진동 0으로 변환됩니다. 위상이 부분적으로 만 일치하지 않는 경우 - 즉, 하나 개의 곡선의 최대 다른 상승 또는 가을에 내리는 그림이 매우 어려워진다. 나중에 명확하게되므로 일반적으로, 공식, 브래그 각도 만 구성되어있다. 그러나 파도 사이의 상호 작용의 규칙은 더 완전하게 결론을 실현할 수 있도록 도와줍니다.

둘째 - 진폭. 이 혹과 구렁의 높이입니다. 일cm, 다른 하나의 곡선 높이 경우 -이, 그들은 각각 넣어해야합니다. 이cm 최대 파고 하나 센티미터 최소 높이 파도 엄격 떨어지면 즉, 그들은 서로 상쇄 있지만 교란 제 물결의 높이를 감소하지된다. 예를 들어, 전자의 회절 에너지를 결정하는 진동의 진폭에 의존한다.

셋째 - 속도. 이러한 최대치 또는 최소치와 곡선의 두 개의 동일한 지점 사이의 거리. 주파수가 다른 경우, 어떤 시점에서 피크가 일치 개의 곡선은 각각 완전히 접혀. 이것은 더 이상 다음 기간 않습니다 발생, 최종 최대 더 낮은된다. 이어서 하나의 파의 최대 값이 부과 최저 결과를주는 적어도 엄격의 다른 빠진다. 아시다시피 결과는 또한 매우 복잡하지만, 주기적이다. 조만간 다시 그림을, 다시이 최대 값이 일치. 따라서, 서로 다른 주파수를 갖는 파에 따라 애플리케이션은 새로운 가변 진폭의 진동을 발생한다.

넷째 - 방향. (이 경우에는 정현파)에 두 개의 유사한 파장을 고려할 때, 일반적으로, 자동적으로 그들이 서로 평행 한 것으로 생각된다. 그러나, 상황이 다른 현실 세계에서, 방향은 내 것이 될 수있는 3 차원 공간. 따라서, 추가 또는 만 파도 평행 이동 감산한다. 그들이 반대 방향으로 이동하는 경우, 그들 사이의 상호 작용이 없다. 법률 브래그는 병렬 빔 형성된다는 사실에 정확하게 의미합니다.

간섭과 회절

그러나, 전자기 방사선은 - 정확히 사인파 없습니다. 매체의 각 점에 도달 파면 (또는 잡음) 가진다 호이겐스 원리 상태 구면파의 2 원이다. 따라서, 확산 말할 매 순간 모든 시간에 빛의 파장이 중첩된다. 이 간섭이다.

이 현상은 일반적으로 수있는 특정 빛, 전자파 장애물 주위에 구부릴 수있는 이유입니다. 후자의 사실을 회절이라고합니다. 독자가 학교에서 그것을 기억하지 않을 경우, 우리는 복잡 최대 및 조명 시스템의 최소 점에서 통상의 흰색 빛으로 조명 어두운 화면에서 두 개의 슬릿, 스트립은 두 개의 동일한, 많은 그리고 다양한 강도되지 않습니다 즉 것을 보여 드리겠습니다.

스트립은 광을 조사하고, (알파 입자, 예를 들면, 또는) 신체 확실히 전자 도배되어 있지 않으면, 우리는 똑같은 화상을 얻는다. 전자는 회절과 간섭된다. 그것은이 자신의 파동 특성을 나타내입니다. 이 주기적 격자는 입사광의 위상과 일치 산란파에 (종종 단순히 브래그 함) 브래그 회절 파의 강한 산란으로 이루어지는 것을 주목해야한다.

고체

이 구절을 통해, 각각 자신의 연결을 가질 수있다. 그러나, 고체 - 구조 및 결정, 유리 및 세라믹의 성질을 연구 물리 일정한 지점. 아래에 언급 된 과학자 일단 X 선 분석의 기초를 개발 한 사실 만 알려져있다.

따라서, 결정 - 원자핵들이 서로에 대하여 공간의 잘 정의 된 위치를 점유 할 때, 물질의 상태이고, 상기 전자 껍질 같은 자유 전자가 요약되어있다. 솔리드 바디의 주요 특징 - 주기성. 리더 일단 물리 또는 화학에 관심이 있다면, 아마도 자신의 머리의 이미지를 팝업 결정 격자의 염 (- 암염 화학식 염화나트륨 광물 명)의.

원자의 두 종류가 충분히 치밀한 구조를 형성하는 매우 밀착된다. 입방 격자의 모든 입체적 나트륨 및 인터리빙 클로로 폼, 측면은 서로 직교한다. 따라서, 기간 (또는 단위 셀) - 다른 - 세 꼭지점 한 종의 원자를, 다른 세를 구성하는 상기 큐브. 서로 같은 큐브 전하, 무한 결정을 얻을 수있다. 모든 원자는 주기적으로 결정면을 두 개의 측정 내에 위치하고 있습니다. 그것은 결정의 한면을 형성 - 즉, (무한 횟수 이상적인 경우) 단위 입체의 셀하지만 일방 반복 여러 번이다. 이 표면은 많은 그리고 그들은 서로 평행하다.

면간 거리 - 예를 들어, 고체 상태 안정성을 지정하는 중요한 지표. 두 차원에서,이 거리를 작게하고, 제 경우 - A는, 그 물질은 용이하게 벗겨 크다. 이 창에서 이전 사람들이 유리를 교체 예를 들어, 운모, 들어 설명합니다.

수정 및 미네랄

그러나, 소금 바위 - 아주 간단한 예 : 원자와 명확한 입방 대칭의 두 종류. 공부, 광물학라고 지질학, 제 크리스탈 몸을. 그들의 특질은 하나의 화학식은 원자의 10 ~ 11 종을 포함하고 있다는 점이다. 그들은 구조가 매우 복잡 가지고 사면체가 서로 다른 각도로 연결 큐브 정점은 다른 모양, 아일렛 복잡한 체스 또는 지그재그 연결 다공성 채널을 형성한다. 이러한 예를 들어, 구조는 매우 아름답고, 매우 희귀하고 순수 러시아어 장식입니다 돌 charoite은. 미네랄의 - 따라서 이름들이 머리를 켤 수 있다는 그의 보라색 패턴이 너무 잘. 그러나 심지어 서로 결정면에 평행 본 복잡한 구조이다.

이는 이들 구조를 식별하기 위해 결정 격자의 회절 된 전자의 존재를 허용한다.

구조 및 전자

적절하게 전자의 회절에 따라 물질의 구조를 공부하는 방법을 설명하기 위해, 하나는 볼이 상자 안에 thrown 것을 상상할 수있다. 그런 다음 다시 어떤 각도로 튕겨 얼마나 많은 공을 계산합니다. 다음에, 공의 대부분이 튀는 방향은 상자 형태 판정.

물론,이 거친 생각입니다. 그러나 조 모델에 따라 방향이되는 볼의 최대 수가 튀는 - 회절 피크. 따라서, 결정의 표면 포격 전자 (또는 X 선). 그들 중 일부는 문제에 "붙어"하지만 다른 사람이 기록됩니다. 또한 그것들은 오직 결정면에서 반영됩니다. 평면이 아니다 있지만 많은, 첨가 이후에만 반사파 (위에서 논의 됨) 서로 평행하다. 따라서,이 신호로 얻어진 스펙트럼, 반사 강도가 입사각에 의존한다. 회절 피크는 조사 각도 평면의 존재를 나타낸다. 얻어진 화상은 액정의 정확한 구조를 획득하기 위해 분석된다.

공식

분석은 특정 법률에 따라 수행된다. 그들은 공식 브래그을 기반으로합니다. 그것은 다음과 같습니다 :

2D sinθ = nλ :

• D - 면간 간격;
• θ - 슬립 각 (반사각을 보완 각도);
• N - 회절 피크의 순서 (양의 정수, 즉, 1, 2, 3, ...);
• λ - 입사 방사선의 파장.

독자가 볼 수있는 바와 같이, 각도는 이에 추가 연구에서 직접 수득 된 경우에도 하나를 수행하지 않는다. 우리는 또한의 개념을 의미 n의 값에 대해 설명해야한다 "회절 피크입니다." 간섭 공식 관찰되는 최대의 순서를 지정하는 양의 정수를 포함한다.

두 슬릿 실험 화면의 조도는, 예를 들어, 코사인 경로 차에 의존한다. 코사인 이후 - 주기적으로 기능, 어두운 화면 다음에,이 경우 주요 피크, 그러나 그것의 측면에 더 또한 약간 희미한 줄무늬뿐만 아니라있다. 우리는 수학 공식을 완전히 의무가 이상적인 세계에 살고,이 밴드는 무한한 것입니다. 그러나, 실제로 관측 광 영역의 수는 항상 한정 상기에 따라 파장 소스 밝기 사이의 슬릿 폭과 거리.

회절 때문에 - 라이트와 소립자의 파장 특성의 직접적인 결과, 즉 그들이 간섭 여부 다음 수식 브래그 회절 피크를 포함한다. 그런데,이 사실은 첫 번째 실험의 계산에 매우 어렵습니다. 이 순간, 평면 역전 회절 패턴으로부터 최적의 구조의 계산에 관련된 모든 변형은 기계에 의해 수행. 두 번째 또는 스펙트럼의 주요 라인의 3 차 - 그들은 피크가 분리 현상, 그리고 무엇을 정확하게 계산합니다.

이 모든 손에 의해 수행되었다 - (아직 정교한 도구 계산 프로그램의 다양한 때문에, 비교적 간단한) 간단한 인터페이스와 순환에있는 컴퓨터의 도입에 앞서. 그리고 얻은 값의 진실을 확인하기 위해, 브래그, 사실의 방정식을 가지고있는 상대적으로 짧음에도 불구하고, 그것은 시간과 노력을 많이했다. 과학자들은 시험 및 재시험 한 - 볼 수있는 자신의 길을 wormed 수없는 경우 계산을 망칠 수있는 비 주요 최대.

이론과 실천

멋진 발견, 완벽한 울프와 브래그 모두 인간의 손에 준 고체의 구조까지 숨겨의 연구를위한 필수적인 도구이다. 우리가 아는 한 그러나 이론은 - 좋은 점은 있지만, 실제로는 항상 약간 다릅니다. 그냥 위가 결정의 문제였다. 그러나 어떤 이론은 이상적인 경우를 참조한다. 즉 반복 법률의 구조에 위반되지 않는 무한 결함이없는 공간입니다.

그러나, 매우 깨끗하고 실험실에서 재배 실제, 결정 성 물질 결함이 많다. 큰 성공 - 자연 형성 중 완벽한 표본을 발견했다. 사례 백 명은 퍼센트 (상기 화학식에 의해 표현되는) 브래그 조건은 실제의 결정에 적용. 이를 위해, 임의의 경우에, 표면과 같은 결함이있다. 그리고 독자가 문장의 일부의 부조리를 혼동하지 않습니다 보자 표면 결함의 원인뿐만 아니라, 결함뿐만 아니라.

예를 들어, 결정 내에 형성된 결합의 에너지는 경계 존의 값과 상이하다. 확률과 간격의 종류를 도입 할 필요가 있다는 것을 의미한다. 실험자 고체 본체로부터 전자 반사 스펙트럼 또는 X 선을 제거 할 때, 즉, 그들은 각도 및 오차 각도뿐만 아니라 수신한다. 예를 들면, θ는 25 ± 0.5도 =. 그래프는 회절 피크 (수식있는 브래그 방정식)의 값 대신에 엄격 완벽가는 선 폭을 가지며 스트립이며, 그리고 사실에 의해 표현된다.

신화와 오류

그래서 그것은 밝혀, 모든 제목, 사실이 아니다?! 어느 정도. 당신은 온도를 직접 측정하고 온도계 (37)를 찾을 때, 이것은 완전히 정확하지 않습니다. 당신의 몸 온도는 엄격한 값 다르다. 하지만 그녀는 미친 당신을위한 중요한 것은 것을 당신은 아픈 그리고 처리 할 시간이있다. 그리고 당신과 당신의 의사는 사실 온도계가 37,029을 보여 주었다 중요하지 않습니다.

그리고 과학 - 한 오류가 명확한 결론을 만들기 위해 중지하지 않는 한, 그것은 고려하지만, 초점은 차 중요성이다. 또한, 통계는 보여 오류가 5 % 미만이 될 때까지,이 무시 될 수 있습니다. 실험에서 얻어진 결과는 다음되는 브래그 조건은 에러가있다. 계산을하고있는 과학자들은, 그것은 일반적으로 표시됩니다. 그러나, 특정 응용 프로그램에 대한, 즉, 결정의 어떤 구조의 이해, 오류가 (한이 작은으로) 매우 중요하지 않습니다.

그것은 불확실성이 항상 존재, 심지어 학교 선에서, 각 장치에 있음을 주목할 필요가있다. 필요한 경우,이 도면은 전체 오차 결과에 포함 된, 고려 측정 소요.