3.3. Рентгеноструктурный анализ. Голограммы

С помощью дифракции рентгеновского излучения на кристаллах осуществляется их рентгеноструктурный анализ, т.е. изучение строения кристаллических решеток и определение межплоскостных расстояний. Полученные в разделе 3.2 соотношения используются при изучении монокристаллов, а соответствующие изображения называются лауэграммой. Для изучения кристаллической структуры поликристаллических тел (порошков) используются методы Дебая – Шерера и Вульфа – Брэгга. В первом случае на образец падает узкий пучок рентгеновского излучения, а на экране наблюдается кон-центрические интерференционные кольца с центром в О^|. Для м аксимума N - порядка, r_N = tg2_N,

где - расстояние от образца до эк -

рана. Измерив r, можно из r_N = = tg2_N = tg{2 arc sin } рассчитать величину d.

Метод Вульфа – Брегга. В этом случае дифракция – это результат отражения рентге -

новского излучения от сис-

темы параллельных "сет -

чатых" плоскостей крис -

талла (АА^| и ВВ^|). В этих плоскостях расположены атомы кристалла. Выпол -

няется принцип Гюйгенса-Френеля. Оптическая раз -

ность хода

, где  - угол скольжения.

Тогда или

. Здесь n = 1, 2, 3, 4.

Отсюда, зная n - порядок максимума,  и  можно вычислить величину межатомного расстояния (d). Для твердых тел, сплавов, химических соединений и др. веществ существуют специальные таблицы значений d.

Фотографический метод получения изображений реальных объектов основан на регистрации с помощью фотопленки различий в интенсивности света, рассеиваемого разными элементами (малы -

ми) поверхности. Негатив и фотография – приближенные, двумерные изображения 3-х мерного объекта. Об объеме можно косвенно судить по величине светотени. В 1948 году Д. Габор (англ.) предложил новый метод получения объемного изображения объекта. Суть метода:

а) получение. В этом случае регистрируются не только амплитуды (I), но и фазы двух волн: 1 - опорная волна, получается при отражении от зеркала и имеет фиксированные А и . От того же источника S после отражения от объекта возникает сигнальная волна (2). Возникающая на экране интерференционная картина (после проявления фотопленки) называется голограммой.

б) Восстановление объекта. Голограмму просвечивают как диапозитив той же опорной (1) волной. Ориентация голограммы должна быть сохранена. Волна 1 дифрагирует на голограмме в результате чего возникают два изображения: мнимое - в том месте, где при снятии находился объект, действительное - расположенное по другую сторону от голограммы. Обычно используется мнимое голографическое изображение, которое по зрительному восприятию тождественно объекту и является объемным, изменяющимся от угла зрения наблюдателя.

37