Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочник по физике для инженеров и студентов" -> 180

Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. , Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике для инженеров и студентов — М.: Оникс, 2006. — 1056 c.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка): spravochnikpofizike2006.djvu
Предыдущая << 1 .. 174 175 176 177 178 179 < 180 > 181 182 183 184 185 186 .. 307 >> Следующая


4°. Второй, более простой метод расчета дифракции на кристаллической решетке основан на представлении кристалла в виде систем параллельных плоскостей. Каждая такая плоскость проходит через большое число

dj(cos а — cos а0) = тк, d2(cos P - cos P0) = пк, d3(cos Y - cos Y0) = iA..

к = -2
646

V.5. ДИФРАКЦИЯ СВЕТА

узлов решетки и называется сетчатой плоскостью. Предполагается, что сетчатые плоскости зеркально отражают падающие на них волны. Для возникновения дифракционных максимумов необходимо, чтобы волны, отражаемые всеми параллельными сетчатыми плоскостями, усиливали друг друга при интерференции. Это условие выполняется только при таких соотношениях между длиной X дифрагирующей волны и углом і ее падения на сетчатые плоскости, которые удовлетворяют формуле (условию) Вульфа—Брэгга:

2d sin 0 = kX,

где 0 = І — і — угол скольжения, d — расстояние между

двумя соседними сетчатыми плоскостями, k = 1, 2, ... — порядок отражения. Угол между направлением на дифракционный максимум и падающим лучом равен 20. Формула Вульфа—Брэгга согласуется с уравнениями Лауэ и может быть получена непосредственно из них.

5°. Согласно формуле Вульфа—Брэгга на пространственных решетках могут дифрагировать только такие волны, длина которых X < 2d. Следовательно, неравенство

d < ^ представляет собой условие оптической однородности кристалла для электромагнитных волн с длиной волны X. У кристаллических решеток d ~ (10'®—IO-10) м. Поэтому кристаллы оптически однородны для видимого и ультрафиолетового излучения1*. На кристаллических решетках дифрагируют рентгеновские и у-лучи, а также электроны, нейтроны и другие микрочастицы, длины волн де Бройля которых достаточно малы.

6°. Зная параметры решетки, можно по положению дифракционных максимумов определять длины X дифрагирующих волн, т. е. осуществлять спектральный анализ последних (например, рентгеновских лучей). Наоборот, зная длину волн, дифрагирующих на исследуемом образце, а также вид дифракционной картины,

1> Это верно только для идеального кристалла, расстояния между узлами которого строго одинаковы. Благодаря тепловому движению реальные кристаллы нельзя считать полностью оптически однородными даже для видимого света. Их оптическая неоднородность проявляется, например, в явлении молекулярного рассеяния света в кристаллах.
V.B.6. ДИФРАКЦИЯ РАДИОВОЛН

647

можно выяснить структуру этого образца (обратная задача). Методы исследования структуры вещества, основанные на дифракции рентгеновских лучей, электронов и нейтронов, называют соответственно рентгеноструктурным анализом, электронографией и нейтронографией.

Электронография широко применяется, в частности, для исследования структуры поверхностного слоя вещества. Это связано с тем, что, благодаря сильному взаимодействию электронов с веществом, глубина их проникновения в исследуемый образец порядка IO-5—IO"7 см.

Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом имеет электромагнитную природу. Амплитуда рассеяния рентгеновских лучей на электронных оболочках атомов возрастает с увеличением порядкового номера Z элемента.

Рассеяние нейтронов веществом обусловлено главным образом их взаимодействием с ядрами атомов (ядерное взаимодействие). Амплитуда рассеяния медленных нейтронов немонотонно изменяется с изменением Z и неодинакова для разных изотопов одного и того же элемента. Однако порядок ее величины во всех случаях один и тот же. Поэтому нейтронография обладает существенными преимуществами перед рентгеноструктурным анализом в тех случаях, когда вещество состоит из элементов с очень близкими или с очень сильно различающимися значениями Z (например, водородосодержащие вещества). Рассеяние нейтронов веществом может быть обусловлено также электромагнитным взаимодействием между магнитными моментами нейтронов и атомов вещества. Поэтому нейтронография применяется также для изучения магнитных материалов.

6. ДИФРАКЦИЯ РАДИОВОЛН

1°. Дифракция радиоволн рассматривается с помощью решения уравнений Максвелла при заданных условиях излучения радиоволн и при заданных граничных условиях на поверхности раздела Земля—атмосфера.

В задачах дифракции радиоволн атмосфера в первом приближении принимается однородной, с относительными диэлектрической и магнитной проницаемостями E = ц = 1. Рефракция радиоволн не учитывается.

2°. Рассматривают обычно дифракцию на поверхности Земли, принимаемой идеально шарообразной и од-
648

V.6. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

нородной по своим электрическим и магнитным свойствам, и дифракцию на рельефе поверхности Земли (горы, впадины и т. п.)

Дифракция на поверхности Земли соответствует заходу (приему) радиоволн в область геометрической тени за горизонтом, дифракция на рельефе поверхности Земли — огибанию радиоволнами препятствий, размеры которых сравнимы с длиной радиоволн или меньше ее.

Дифракция радиоволн на поверхности Земли обеспечивает возможность дальней радиосвязи на длинных волнах «земным лучом», огибающим поверхность Земли.

Глава 6 ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

Предыдущая << 1 .. 174 175 176 177 178 179 < 180 > 181 182 183 184 185 186 .. 307 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed