กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

ทฤษฎีพลศาสตร์ของการเลี้ยวเบน

ทฤษฎีพลศาสตร์ของการเลี้ยวเบนอธิบายถึงปฏิสัมพันธ์ของคลื่นกับโครงสร้างตาข่าย ปกติ สนามคลื่นที่กล่าวถึงกันโดยทั่วไปคือรังสีเอกซ์นิวตรอนหรืออิเล็กตรอนและโครงสร้างตาข่ายปกติคือโครงสร้าง...

ทฤษฎีพลศาสตร์ของการเลี้ยวเบน

รูปทรงเรขาคณิตของ Laue และ Bragg ด้านบนและด้านล่าง แตกต่างกันตามทฤษฎีพลศาสตร์ของการเลี้ยวเบน โดยลำแสงเลี้ยวเบนแบบ Bragg ออกจากพื้นผิวด้านหลังหรือด้านหน้าของผลึกตามลำดับ ( อ้างอิง )

ทฤษฎีพลศาสตร์ของการเลี้ยวเบนอธิบายถึงปฏิสัมพันธ์ของคลื่นกับโครงสร้างตาข่าย ปกติ สนามคลื่นที่กล่าวถึงกันโดยทั่วไปคือรังสีเอกซ์นิวตรอนหรืออิเล็กตรอนและโครงสร้างตาข่ายปกติคือโครงสร้างผลึก อะตอม หรือชั้นหลายชั้นขนาดนาโนเมตรหรือระบบที่จัดเรียงตัวเอง ในความหมายที่กว้างขึ้น การวิเคราะห์ที่คล้ายกันนี้เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ของแสงกับ วัสดุที่ มีช่องว่างแถบ แสง หรือปัญหาคลื่นที่เกี่ยวข้องในด้านเสียงส่วนต่อไปนี้จะกล่าวถึงการเลี้ยวเบนพลศาสตร์ของรังสีเอกซ์

ค่าการสะท้อนแสงสำหรับรูปทรงเรขาคณิตแบบ Laue และ Bragg ด้านบนและด้านล่าง ตามลำดับ ซึ่งประเมินโดยทฤษฎีพลวัตของการเลี้ยวเบนสำหรับกรณีที่ไม่มีการดูดกลืน จุดสูงสุดที่ราบเรียบในรูปทรงเรขาคณิตแบบ Bragg เรียกว่าที่ราบสูงดาร์วิน ( อ้างอิง )

หลักการ

ทฤษฎีพลศาสตร์ของการเลี้ยวเบนพิจารณาถึงสนามคลื่นในศักยภาพแบบคาบของผลึกและคำนึงถึงผลกระทบของการกระเจิงหลายครั้งทั้งหมด แตกต่างจากทฤษฎีจลนศาสตร์ของการเลี้ยวเบนซึ่งอธิบายตำแหน่งโดยประมาณของยอดการเลี้ยวเบนของแบร็กหรือเลาในปริภูมิผกผันทฤษฎีพลศาสตร์จะแก้ไขการหักเห รูปร่างและความกว้างของยอด การลดทอน และผลกระทบของการแทรกสอด การแสดงผลกราฟิกจะอธิบายในพื้นผิวการกระจายตัวรอบจุดแลตติซผกผันซึ่งเป็นไปตามเงื่อนไขขอบเขตที่ส่วนต่อประสานของผลึก

ผลลัพธ์

  • ศักยภาพของผลึกเพียงอย่างเดียวทำให้เกิดการหักเหและการสะท้อนแบบกระจกเงาของคลื่นที่ส่วนต่อประสานกับผลึก และให้ค่าดัชนีหักเหจากการสะท้อนแบบแบร็กก์ นอกจากนี้ยังแก้ไขการหักเหที่เงื่อนไขแบร็กก์ และการสะท้อนแบบแบร็กก์และแบบกระจกเงารวมกันในรูปทรงเรขาคณิตแบบตกกระทบเฉียงอีกด้วย
  • การสะท้อนแบบแบร็กก์ (Bragg reflection) คือการแยกตัวของพื้นผิวการกระจายตัวที่ขอบเขตของโซนบริลลูอิน (Brillouin zone)ในปริภูมิผกผัน (reciprocal space) จะมีช่องว่างระหว่างพื้นผิวการกระจายตัวซึ่งไม่อนุญาตให้คลื่นเดินทางผ่านได้ สำหรับผลึกที่ไม่ดูดกลืนแสง เส้นโค้งการสะท้อนจะแสดงช่วงของการสะท้อนทั้งหมดซึ่งเรียกว่าที่ราบสูงดาร์วิน (Darwin plateau ) เมื่อพิจารณาถึง พลังงานกลศาสตร์ควอนตัมของระบบแล้ว สิ่งนี้จะนำไปสู่ โครงสร้าง ช่องว่างแถบพลังงาน (band gap structure) ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับอิเล็กตรอน
  • เมื่อเกิดการเลี้ยวเบนแบบเลา (Laue diffraction) ความเข้มของแสงจะถูกถ่ายโอนจากลำแสงเลี้ยวเบนไปข้างหน้าไปยังลำแสงเลี้ยวเบนแบบแบร็ก (Bragg diffraction) จนกระทั่งหายไป ลำแสงเลี้ยวเบนนั้นเองจะตรงตามเงื่อนไขของแบร็กและถ่ายโอนความเข้มกลับไปยังทิศทางหลัก ช่วงเวลาการเดินทางไปกลับนี้เรียกว่าช่วงเวลาเพนเดลโลซุง(Pendellösung period)
  • ความยาวของการดับแสงมีความสัมพันธ์กับ คาบ เพนเดลโลซุงแม้ว่าผลึกจะมีความหนาเป็นอนันต์ แต่ปริมาตรของผลึกภายในความยาวของการดับแสงเท่านั้นที่มีส่วนสำคัญต่อการเลี้ยวเบนในเรขาคณิตแบบแบรกก์
  • ในเรขาคณิตแบบเลา (Laue geometry ) เส้นทางของลำแสงจะอยู่ภายในสามเหลี่ยมบอร์มันน์ (Borrmann triangle ) ส่วนริ้วคาโต (Kato fringes)คือรูปแบบความเข้มที่เกิดจากปรากฏการณ์เพนเดลลอซุง(Pendellösung effects) ที่พื้นผิวทางออกของผลึก
  • ปรากฏการณ์ การดูดกลืนที่ผิดปกติเกิดขึ้นเนื่องจาก รูปแบบ คลื่นนิ่งของสนามคลื่นสองสนาม การดูดกลืนจะแรงกว่าหากคลื่นนิ่งมีจุดปฏิบัพ (anti-node) อยู่บนระนาบของโครงสร้างผลึก กล่าวคือ บริเวณที่อะตอมดูดกลืนอยู่ และจะอ่อนกว่าหากจุดปฏิบัพเลื่อนไปมาระหว่างระนาบ คลื่นนิ่งจะเปลี่ยนจากสภาวะหนึ่งไปอีกสภาวะหนึ่งในแต่ละด้านของที่ราบสูงดาร์วินซึ่งทำให้ที่ราบสูงนั้นมีรูปร่างไม่สมมาตร

แอปพลิเคชัน

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • J. Als-Nielsen, D. McMorrow: องค์ประกอบของฟิสิกส์รังสีเอกซ์สมัยใหม่ ไวลีย์, 2001 (บทที่ 5: การเลี้ยวเบนโดยผลึกสมบูรณ์)
  • André Authier: ทฤษฎีพลวัตของการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ เอกสารทางวิชาการด้านผลึกศาสตร์ของ IUCr เล่มที่ 11 สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด (ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1 ปี 2001 / ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2 ปี 2003) ISBN 0-19-852892-2.
  • RW James: หลักการทางแสงของการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ เบลล์, 1948
  • ม. ฟอน เลาเอ: เรินต์เกนสตราห์ลอินเทอร์เฟเรนเซน. Akademische Verlagsanstalt, 1960 (ภาษาเยอรมัน)
  • ZG Pinsker: การกระเจิงแบบไดนามิกของรังสีเอกซ์ในผลึก. Springer, 1978.
  • บี.อี. วอร์เรน: การเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ แอดดิสัน-เวสลีย์, 1969 (บทที่ 14: ทฤษฎีผลึกสมบูรณ์)
  • WH Zachariasen: ทฤษฎีการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ในผลึก. Wiley, 1945.
  • Boris W. Batterman, Henderson Cole: การเลี้ยวเบนแบบไดนามิกของรังสีเอ็กซ์โดยผลึกที่สมบูรณ์แบบ บทวิจารณ์ฟิสิกส์สมัยใหม่ เล่มที่ 36 ฉบับที่ 3 หน้า 681-717 กรกฎาคม 1964
  • H. Rauch, D. Petrascheck, “Grundlagen für ein Laue-Nutroneninterferometer Teil 1: Dynamische Beugung”, AIAU 74405b, Atominstitut der Österreichischen Universitäten, (1976)
  • H. Rauch, D. Petrascheck, “การเลี้ยวเบนของนิวตรอนแบบไดนามิกและการประยุกต์ใช้” ใน “การเลี้ยวเบนของนิวตรอน”, H. Dachs, บรรณาธิการ (1978), Springer-Verlag: เบอร์ลิน ไฮเดลเบิร์ก นิวยอร์ก หน้า 303
  • ก.-ดี. Liss: "Strukturelle Charakterisierung und Optimierung der Beugungseigenschaften von Si(1-x)Ge(x) Gradientenkristallen, die aus der Gasphase gezogen wurden", วิทยานิพนธ์, Rheinisch Westfälische Technische Hochschule Aachen, (27 ตุลาคม 1994), โกศ:nbn:de:hbz:82-opus-2227

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Dynamical_theory_of_diffraction&oldid=1342581587 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ทฤษฎีพลศาสตร์ของการเลี้ยวเบน

ทฤษฎีพลศาสตร์ของการเลี้ยวเบนอธิบายถึงปฏิสัมพันธ์ของคลื่นกับโครงสร้างตาข่าย ปกติ สนามคลื่นที่กล่าวถึงกันโดยทั่วไปคือรังสีเอกซ์นิวตรอนหรืออิเล็กตรอนและโครงสร้างตาข่ายปกติคือโครงสร้าง...

หลักการ

ทฤษฎีพลศาสตร์ของการเลี้ยวเบนพิจารณาถึงสนามคลื่นในศักยภาพแบบคาบของผลึกและคำนึงถึงผลกระทบของการกระเจิงหลายครั้งทั้งหมด แตกต่างจาก ทฤษฎีจลนศาสตร์ของการเลี้ยวเบน ซึ่งอธิบายตำแหน่งโดยประมาณของยอดการเลี้ยวเบนของ แบร็ก หรือ เลา ใน ปริภูมิผกผัน...

ผลลัพธ์

ศักยภาพของผลึกเพียงอย่างเดียวทำให้เกิด การหักเห และ การสะท้อนแบบกระจกเงา ของคลื่นที่ส่วนต่อประสานกับผลึก และให้ ค่าดัชนีหักเห จากการสะท้อนแบบแบร็กก์ นอกจากนี้ยังแก้ไขการหักเหที่เงื่อนไขแบร็กก์...

แอปพลิเคชัน

การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ การเลี้ยวเบนของนิวตรอน การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอน และ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน การหาโครงสร้างใน ผลึกศาสตร์ การเลี้ยวเบนแบบตกกระทบเฉียง คลื่นนิ่งของรังสีเอกซ์ การแทรกสอดของ นิวตรอน และ รังสี เอ็กซ์ เลนส์ผลึกซินโครตรอน...