231. Rentgenowska analiza strukturalna (seminarium 3, rysunki na stronach 113-114)
Sieć krystaliczna działa na promieniowanie rentgenowskie tak, jak siatka interferencyjna na światło, ponieważ długość fal tego promieniowania ma taki rząd wielkości, jak długość stałych sieci. Ugięcie i interferencja promieniowania X na sieci krystalicznej prowadzi do powstania maksimów interferencyjnych. Dzięki położeniu przestrzennemu, liczbie oraz natężeniu tych maksimów można określić rozkład przestrzenny elementów budowy badanej sieci krystalicznej.
Metoda odbiciowa analizy rentgenograficznej Braggów:
Wiązka promieni rentgenowskich pada na kryształ przez otworek w przegrodzie ołowiowej. Promienie te, oddziałując z powłokami elektronowymi lub jądrami atomowymi, są źródłem wtórnego promieniowania elektromagnetycznego. Po odbiciu (ryc. 6.26 b) tego promieniowania od różnych warstw elementów strukturalnych sieci promienie interferują ze sobą (w zależności od relacji fazowych w pewnych kierunkach się wzmacniają, a w innych osłabiają).
Jedynie dla kątów padania α, które spełniają warunek Bragga (promienie odbite wzmacniają się w wyniku interferencji) promienie odbite mogą być zarejestrowane przez odpowiedni detektor promieniowania (komora jonizacyjna, licznik Geigera-Mullera, błona fotograficzna, licznik scyntylacyjny itp.).
Promienie P1 i P2 (ryc. 6.26 b) padające na sąsiadujące warstwy atomów W1 i W2 sieci krystalicznej mają w punktach A i C zgodne fazy. Fazy te nie muszą być zgodne w punktach A i D, ponieważ promień P2 ma do przebycia drogę dłuższą o d = CB + BD = 2CB od promienia P1. Ta różnica dróg (ryc. 6.26 c) jest równa:
d = 2a sin α a –odległość między rozpatrywanymi warstwami sieci krystalicznej
Promienie odbite mają fazy zgodne, jeżeli różnica dróg d, po których one docierają do detektora, jest całkowitą wielokrotnością długości fali λ promieniowania X, czyli gdy d = nλ, gdzie n jest liczbą naturalną, czyli:
nλ = 2a sin α, n = 0, 1, 2, 3, …
Obracając kryształ oraz przemieszczając odpowiednio detektor można znaleźć kąty α spełniające warunek Bragga, a znając długość fali λ promieni rentgenowskich można obliczyć odległość a. Można również uzyskać odbicia od innych warstw atomów i określić między tymi warstwami.