晶体分析管x射线衍射原理

　　x射线结晶学是一种根据晶体分析管发射的Ｘ射线对晶体穿透时会形成不同形式的弹性散射;即x射线有相同的能量,因此相同的波长,传入晶体的x射线,只有改变了方向。相比之下,非弹性散射能量转移的发生在从传入的x射线晶体。这样的非弹性散射减少了能量(或增加波长)即将离开的光束。非弹性散射等探测是有用的物质,但不是在决定中散射的分布,这是x射线结晶学的目标。

　　晶体的原子规则排列,x射线可以被认为是一波又一波的电磁辐射。原子散射x射线波,主要通过原子的电子。就像海浪的灯塔产生二次循环波来自灯塔,所以x射线引人注目的一个电子产生二次电子发出的球面波。这种现象被称为弹性散射和电子(或灯塔)称为散射体。一个常规数组中球面波的散射产生一个常规数组中。

　　由于晶体衍射实际上是晶体中每个原子的电子密度对晶体分析管X射线的衍射的叠加，衍射数据反映的是电子密度进行傅立叶变换的结果，用结构因子来表示。通过对结构因子进行反傅立叶变换，就可以获得晶体中电子密度的分布。而结构因子是与波动方程相关的，计算结构因子需要获得波动方程中的三个参数，即波的振幅、频率和相位。

　　在获得单晶之后，就需要进行衍射实验，即用X射线打到晶体上，产生衍射，并记录衍射数据。X射线的来源主要有两种，一种是在常用X射线仪上使用的，通过高能电子流轰击铜靶，产生多个特征波长的X射线，其中使用的CuKα的波长为1.5418；另一种就是利用同步辐射所产生的X射线，其波长可以变化。同步辐射X射线可以分为角散同步辐射和能散同步辐射两种，角散同步辐射的实验原理与通常的X射线衍射仪是一样的，不过波长更低，能量更高；而能散使用白光入射，即入射光具有连续波长，收集的衍射信号是在固定角度进行的，它的分辨率较角散同步辐射低，技术要求也较低。现在国内的北京同步辐射实验站已经升级成了角散的。

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