WSTĘP TEORETYCZNY

Dyfrakcja- promienie światła rozchodzą się po liniach prostych, lecz przechodząc przez małe otwory ulegają ugięciu, czyli dyfrakcji. Dyfrakcja, jako zjawisko typowe dla ruchu falowego, jest świadectwem falowej natury światła.

Ponieważ dyfrakcję można obserwować tylko wtedy, gdy rozmiary szczeliny są porównywalne z długością fali padającej na szczelinę, to dyfrakcja światła, ze względu na małą długość fal świetlnych, zachodzi tylko na bardzo małych szczelinach. Dla promieni rentgenowskich, które mają dużo krótszą falę, takimi szczelinami mogą być odstępy między atomami ciał stałych. Dzięki dyfrakcji tych promieni na sieci krystalicznej ciał stałych można badać ich strukturę wewnętrzną.

Promieniowanie rentgenowskie- w wielu krajach nazywane promieniowaniem X lub promieniami X jest to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, którego długość fali mieści się w zakresie od 10 pm do 10 nm. Zakres promieniowania rentgenowskiego znajduje się pomiędzy ultrafioletem i promieniowaniem gamma. Znanym skrótem nazwy jest promieniowanie rtg.

Równanie Bragga–Wulfa -równanie określające kierunki występowania maksimów natężenia promieniowania rentgenowskiego ulegającego dyfrakcji na płaszczyznach sieciowych kryształu.

Kiedy promieniowanie rentgenowskie pada na kryształ, na każdym jego atomie dochodzi do dyfrakcji. Warunek Bragga zakłada odbicie od płaszczyzn na których układają się atomy kryształu. Przy znanych odległościach międzypłaszczyznowych i długości fali prawo Bragga określa kąt, pod jakim musi padać fala, aby nastąpiła interferencja konstruktywna (wzmocnienie). Oznacza to, że promienie rentgenowskie padające na kryształ dają maksima promieniowania ugiętego tylko pod pewnymi kątami padania.

gdzie:

n – rząd ugięcia, liczba całkowita, ale nie dość duża, ze względu na to, że sinθ < 1;

λ – długość fali promieniowania rentgenowskiego, taka że: λ ≤ 2d;

d – odległość międzypłaszczyznowa – odległość między płaszczyznami na których zachodzi rozproszenie;

θ – kąt padania definiowany jako kąt między wiązką promieni pierwotnych, a płaszczyzną kryształu (inaczej niż w optyce).

CEL DOŚWIADCZENIA

Celem ćwiczenia była obserwacja oddziaływania wiązki elektronów z warstwą polikrystalicznego

grafitu i wyznaczenie na tej podstawie odległości płaszczyzn sieciowych grafitu.

PRZEBIEG ĆWICZENIA

Doświadczenie polegało na odpowiednim uruchomieniu aparatury, ustawiłyśmy napięcie anodowe na wartość 4,5 kV a następnie napięcie ogniskujące ustawiliśmy tak, aby okręgi na ekranie były wyraźne, ale niezbyt jaskrawe. Po Ustawieniu aparatury dokonałyśmy pomiarów średnic dwóch okręgów, które zaobserwowałyśmy. Kolejnych pomiarów średnic dokonywałyśmy zmieniając napięcie anodowe co 0,5kV aż do wartości 9kV. Uzyskane wartości przedstawiłyśmy w poniższych tabelach.

Tab

Tab

WNIOSKI

• Udało nam się obliczyć długość przestrzeni międzypłaszczyznowych w polikrystalicznym graficie.

• Wyniki mogą nieco odbiegać od wymiarów rzeczywistych ponieważ błędy w pomiarach mogą być spowodowane niedokładnością w odczytywaniu wyników lub mogą wynikać z niedokładności sprzętu pomiarowego.

• Biorąc pod uwagę wartość korelacji wydaje nam się, że pomiary wykonane są z dużą dokładnością.