布拉格衍射实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划布拉格衍射实验报告　　实验名称：X射线的布拉格衍射　　X射线的康普顿散射　　学院：班级：姓名：学号：　　一、实验目的　　1.了解X射线的布拉格衍射与康普顿散射的原理2.学会测量X射线特征谱线的波长3.学会测量康普顿位移　　二、实验仪器名称　　X光发射仪、NaCl单晶、LiF单晶、Zr，Cu滤波片　　三、实验原理　　射线衍射　　X射线衍射的基本原理：当一束单色X射线入射到晶体时，由于晶体是由原子规则排列成

2、的晶胞组成，这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有X射线衍射分析相同数量级，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关。布拉格方程的导出　　如图1，当X射线投射到晶体上时，可使晶体内部的平面点阵产生散射现象，全部散射线又干涉形成衍射条纹。设相邻散射平面点阵的间距为d，从两相邻平面点阵散射出来的X射线之间的光程差为2dsinθ，所以相干加强的条件为目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业

3、水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　2dsinθ=kλ(k=1,2,3,…)　　其中，λ为X射线的波长，θ为掠射角，k为干涉级数。上式为布拉格衍射公式，即微波布拉格衍射实验的基本公式。　　图1　　射线的康普顿散射　　康普顿效应：散射光中除了有原波长l0的x光外，还产生了波长l>l0的x光，其波长的增量随散射角的不同而变化。当X射线或伽马射线的光子跟物质相互作用，因失去能量而导致波长变长的现象。相应的还

4、存在逆康普顿效应——光子获得能量引起波长变短。　　康普顿频移公式的导出　　由光电效应可知，电子在原子中的束缚能只相当于紫外光子的能量，比X光子的能量小得多。于是，康普顿效应可看作X光子与自由电子的散射，电子在散射前静止。设光子在散射前后的能量和动量分别为p0,E0和p,E，电子在散射后获得动量pe和动能Ek，散射光子和电子动量入射光子动量的夹角分别为θ和φ。根据动量守恒和能量守恒可得　　22　　pe=p0+p2?2p0pcosθ(1)E0?E=Ek(2)　　由此可解得　　?λ=λ?λ0=λe1?cosθ(3)　　

5、λe=m目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　?　　ec　　=?(4)　　式(3)称为康普顿方程。?λ称为康普顿位移，λe称为电子的康普顿波长。　　X射线波长的测量　　已知一个铜滤波片的透射系数T与X射线的波长λ满足如下关系　　TCu=e　　?a　　nλ　　100pm　　(5)　　其中，a=，n=。　　由(5)式

6、可以看出，测出T就可以算出波长。本实验中，先测出没有滤波片时铝块的散射强度R0，再分别测出滤波片在铝块前后的散射强度R1和R2。由于射线很弱，所以必须考虑本底强度RI=0。则　　T1=　　R1?RR0?R　　1n　　1n目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　(6)(7)　　T2=R2?R0　　R?R　　容易得出　

7、　Δλ=100pm?　　四、实验数据处理　　和LiF晶体的布拉格衍射图　　lnR0?R?lnR2?R　　a　　?　　lnR0?R?lnR1?R　　a　　(8)　　图2NaCl晶体的布拉格衍射图图3LiF晶体的布拉格衍射图2.测量NaCl和LiF晶体的晶格常数实验数据记录如下表：　　表1　　已知Kα和Kβ射线的波长分别为和NaCL、LiF晶体的晶格常数　　表2　　作nλ?sinθ曲线：　　200目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全

8、感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　150　　nλ(pm)　　10050　　sinθ　　图4NaClnλ?sinθ曲线　　由origin拟合直线得直线斜率k1=　　200　　nλ(pm)　　150　　100　　sinθ　　图5LiFnλ?sinθ曲线　　由origin拟合直线得直线斜率k2