• 布拉格定律

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    布拉格定律

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    在物理學和化學中,布拉格定律、武爾夫-布拉格條件或勞厄-布拉格干涉,勞厄衍射的一種特殊情況,給出了晶格中波的相干散射角度。 它包括由晶格平面散射的波前的疊加,導致波長和散射角之間存在嚴格的關系,或者導致相對于晶格的波矢量傳輸。 這種定律最初是為晶體上的 X 射線制定的。 然而,它適用于各種量子束,包括原子距離的中子和電子波,以及人造周期性微尺度晶格的可見光。

    歷史

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    這些晶體在某些特定波長和入射角下會產生強烈的反射輻射峰值。 派生的布拉格定律是勞厄衍射的一種特殊解釋,布拉格斯通過從晶格平面反射波以幾何方式解釋相長的勞厄-布拉格干涉,使得路徑差成為入射波長的倍數。

    Lawrence Bragg 通過將晶體建模為一組由常數參數 d 分隔的離散平行平面來解釋此結果。 有人提出,如果入射 X 射線輻射在各個平面上的反射相長干涉,則會產生布拉格峰。

    布拉格衍射的概念同樣適用于中子衍射和電子衍射過程。 中子和 X 射線波長都與原子間距離 (~ 150 pm) 相當,因此是該長度尺度的優秀探針。

    布拉格條件

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    當與原子間距相當的波長 λ 的輻射被晶體系統的原子以鏡面方式(鏡面反射)散射并經歷相長干涉時,就會發生布拉格衍射。 對于結晶固體,波從由連續原子層之間的距離 d 分隔的晶格平面散射。 當散射波建設性地干涉時,它們保持同相。

    由于晶格的連續晶面 (h,k,l) 中反射的累積效應(如米勒符號所描述),相長干涉或相消干涉的效果會增強。 這導致布拉格定律,它描述了相長干涉xxx的 θ 條件:

    布拉格定律

    請注意,包括電子、質子和中子在內的運動粒子具有相關的波長,稱為德布羅意波長。 通過測量作為散射角函數的散射波強度獲得衍射圖案。 在散射角滿足布拉格條件的點處的衍射圖案中獲得非常強的強度,稱為布拉格峰。 如引言中所述,此條件是更一般的勞厄方程的特例,并且可以證明勞厄方程在附加假設下簡化為布拉格條件。

    晶格的布拉格衍射現象與薄膜干涉具有相似的特性,在周圍介質(如空氣)和干涉介質(如油)的折射率相等的極限條件下具有相同的條件。

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    1. 布拉格定律
    2. 歷史
    3. 布拉格條件

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