एक्स-रे diffraction काय आहे?

हा लेख क्ष-किरण diffraction जसे गोष्ट वर्णन. या इंद्रियगोचर आणि त्याचे अर्ज भौतिक आधार स्पष्ट करते.

नवीन साहित्य तंत्रज्ञान विकास

नवीन उपक्रम नॅनोटेक्नॉलॉजी - आधुनिक जगातील एक कल. नवीन चळवळीच्या साहित्य अहवाल पूर्ण बातम्या. पण काही लोक काय एक प्रचंड संशोधन उपकरणे शास्त्रज्ञ विद्यमान तंत्रज्ञान किमान एक लहान सुधारणा तयार करणे आवश्यक आहे लक्षात आले. त्यावर लोकांना मदत की मूलभूत घटना, - क्ष-किरण diffraction.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक किरणे

सुरू करण्यासाठी, अशा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक किरणे स्पष्ट केले पाहिजे. कोणतीही हलवून आरोप शरीर स्वतः सुमारे एक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड तयार करते. हे फील्ड सर्व सुमारे व्यापणे, अगदी खोल जागा व्हॅक्यूम त्यांना मुक्त नाही. अशा क्षेत्रात, की नियतकालिक न लागणे जागेत सुरु करण्यास सक्षम आहेत, तर त्यांना इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक किरणे म्हटले जाते. जसे तरंगलांबी, वारंवारता आणि त्याच्या ऊर्जा संकल्पना वर्णन करण्यासाठी वापरले जाते. काय ऊर्जा आपसूकच स्पष्ट, आणि तरंगलांबी - एकसारखे टप्प्याटप्प्याने अंतर (उदा दोन समीप शिखरे दरम्यान). उच्च तरंगलांबी (आणि त्यामुळे वारंवारता), कमी ऊर्जा. आठवणे, या संकल्पना काय एक्स-रे diffraction थोडक्यात आणि स्पष्टपणे करणे आवश्यक आहे.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमचा

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक किरण सर्व विविध विशेष प्रमाणात बसेल. wavelength आधारीत, वेगळे (प्रदीर्घ पासून कमीत कमी करण्यासाठी):

• रेडिओ लहरी;
• terahertz लाट;
• इन्फ्रारेड लाटा;
• दृश्यमान तरंगलांबी;
• अतिनील तरंगलांबी;
• क्ष-किरण तरंगलांबी;
• गॅमा किरणे.

त्यामुळे आम्ही किरणे रूची आहे एक अतिशय लहान wavelength आणि सर्वाधिक ऊर्जा आहे (त्यामुळे तो कधी कधी कठीण असे म्हणतात). त्यामुळे, आम्ही काय क्ष-किरण diffraction वर्णन येतात.

क्ष-किरण मूळ

उच्च किरणे ऊर्जा, अजून तो कृत्रिमरित्या मिळविण्यासाठी आहे. आग पसरवणे, त्या व्यक्तीला ती उष्णता हस्तांतरित आहे कारण, अवरक्त किरणे भरपूर प्राप्त. पण अवकाशीय रचना एक एक्स-रे diffraction आली की, ते हार्ड काम भरपूर आवश्यक आहे. त्यामुळे, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक किरणे या प्रकारची एक अणू च्या शेल, कोर जवळ आहे जे एक इलेक्ट्रॉन बाहेर धावांची मजल मारली तर, दिली जाते. इलेक्ट्रॉन, वरील स्थित आहेत भोक, त्यांच्या संक्रमणे भरा आणि एक्स-रे फोटॉन प्रदान करण्याचा प्रयत्न करतात. तसेच एक वजन (उदा इलेक्ट्रॉन) या उच्च ऊर्जा किरण निर्मिती येत आरोप कण जड ब्रेकींग अंतर्गत. त्यामुळे, क्रिस्टल खिडकी वर एक्स-किरण diffraction ऊर्जा मोठ्या पुरेशी रक्कम खर्च दाखल्याची पूर्तता आहे.

एक औद्योगिक प्रमाणात, असे किरणे आहेत:

1. कॅथोड उच्च ऊर्जा इलेक्ट्रॉन emits.
2. इलेक्ट्रॉनिक धनाग्र साहित्य चेहरे.
3. इलेक्ट्रॉन नाटकीय हळु (तो क्ष-किरण emits).
4. दुसर्या प्रकरणात, इलेक्ट्रॉन धनाग्र साहित्य, तसेच क्ष-किरण निर्माण जे अणू कमी कक्षा सह कण retarding दार वाजवतो.

हे एक्स-रे कोणत्याही इतर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक किरणे त्याच्या स्वत: च्या श्रेणी आहे असे समजून घेणे, आवश्यक आहे. या किरणे मोठ्या प्रमाणावर पुरेशी वापरली जाते नाही. प्रत्येकजण फुफ्फुसांमध्ये हाड मोडले किंवा निर्मिती क्ष-किरण मदतीने शोधत आहे हे माहीत आहे.

क्रिस्टल स्ट्रक्चर

आता आम्ही एक्स-रे diffraction एक पद्धत आहे काय जवळ येऊ आहे. हे करण्यासाठी, घन रचना स्पष्ट करतात. विज्ञान, एक घन शरीर एक स्फटिकासारखे राज्यात एक पदार्थ म्हणतात. लाकूड, चिकणमाती किंवा घन काच, पण ते मुख्य गोष्टीची उणीव आहे: एक नियतकालिक रचना. पण क्रिस्टल्स हे आश्चर्यकारक मालमत्ता आहे. या इंद्रियगोचर फार नाव त्याचे सार आहे. प्रथम आपण क्रिस्टल अणू घट्टपणे निश्चित समजून घेणे आवश्यक आहे. त्यांना दरम्यान संपर्क लवचिकता एक विशिष्ट पदवी आहे, पण तो म्हणून अणू खिडकी आत हलवू शकता ते खूप मजबूत आहेत. अशा भाग शक्य आहेत, पण एक फार मजबूत बाह्य परिणाम आहे. उदाहरणार्थ, वाकणे धातू क्रिस्टल तर, विविध प्रकारच्या बिंदू दोष स्थापना आहेत: अणू त्याचे आसन नाही काही ठिकाणी, जागा लागत, इतर - ते चुकीचे स्थितीत हलविले आहे एक दोष परिचय लागत. पट क्रिस्टल सडपातळ क्रिस्टल रचना हरले, हे सैल फार सदोष आहे. त्यामुळे वापर एकदा unbent, ते चांगले आहे, जे क्लिप, नाही, धातू त्यांचे गुणधर्म मिळवला.

अणू कडकपणे निश्चित केले जातात, तर त्यांना पातळ पदार्थांचे म्हणून यादृच्छिक एकमेकांना सापेक्ष केले जाऊ शकत नाही. त्यांच्या संवाद ऊर्जा कमी करण्यासाठी म्हणून ते स्वत: ला आयोजित करणे आवश्यक आहे. त्यामुळे, अणू एक खिडकी मध्ये आयोजित केले जातात. क्रिस्टल एक युनिट सेल - अॅरेंच्या प्रत्येक जागा, मध्ये एक विशेष प्रकारे व्यवस्था अणू किमान संच सादर आहे. ते सर्व प्रसारित असेल, तर ते, धार एकमेकांशी कोणत्याही दिशेने हलवून एकत्र आम्ही संपूर्ण क्रिस्टल करा. एक मॉडेल - तथापि, हे आहे की लक्षात वाचतो आहे. कोणतीही वास्तविक क्रिस्टल दोष आहे, आणि पूर्णपणे अचूक अनुवाद साध्य करण्यासाठी जवळजवळ अशक्य आहे. आधुनिक सिलिकॉन स्मृती घटक आदर्श क्रिस्टल्स बंद आहेत. तथापि, त्यांच्या उत्पादन ऊर्जा आणि इतर स्त्रोत प्रचंड प्रमाणात आवश्यक आहे. प्रयोगशाळा, शास्त्रज्ञ विविध प्रकारच्या वचनबद्ध संरचना आहेत, पण एक नियम म्हणून, त्यांना तयार खर्च खूप छान आहे. पण सर्व क्रिस्टल्स आदर्श आहेत असे गृहीत धरते द्या: कोणत्याही दिशेने त्याच अणू एकमेकांना समान अंतर येथे जाईल. अशा रचना एक खिडकी म्हणतात.

क्रिस्टल्स रचना अन्वेषण

या खरं क्रिस्टल्स वर एक्स-किरण diffraction असू शकतो. क्रिस्टल्स नियतकालिक रचना त्यांना निर्माण विमान काही ज्यामध्ये इतर दिशानिर्देश पेक्षा अधिक अणू. अणू म्युच्युअल व्यवस्था - कधी कधी या खिडकी विमान सममिती, कधी कधी दिले आहेत. प्रत्येक विमान त्याच्या नाव नियुक्त केला आहे. विमाने अंतर फार लहान आहे: अनेक angstroms क्रम (आठवणे angstroms - 10 ^-10 मीटर किंवा 0.1 nanometer आहे).

तथापि, कोणत्याही वास्तविक क्रिस्टल एक दिशेने विमाने, अगदी एक अतिशय लहान भरपूर. आउटपुट सिग्नल पुरेशी स्पष्ट आहे देणे, एका दिशेने विमाने दिशा बदलली की सर्व लाटा, अप summed आहेत: एक पद्धत म्हणून एक्स-किरण diffraction हे खरं वापरते. त्यामुळे शास्त्रज्ञ भागात या विमाने क्रिस्टल आत स्थित आहेत काय, आणि क्रिस्टल रचना अंतर्गत रचना त्यावर आहेत ठरवू शकतो. तथापि, केवळ डेटा पुरेसे नाही. कल कोन व्यतिरिक्त, विमाने अंतर माहित असणे आवश्यक आहे. ते न करता, आपण रचना विविध मॉडेल हजारो मिळवू शकता, पण अचूक उत्तर माहीत नाही. शास्त्रज्ञ विमाने अंतर जाणून कसे खाली चर्चा केली जाईल.

diffraction इंद्रियगोचर

आम्ही आधीच क्रिस्टल्स अवकाशीय खिडकी काय क्ष-किरण diffraction भौतिक आधार दिला आहे. तथापि, आम्ही अद्याप diffraction च्या अपूर्व सार स्पष्ट नाही. त्यामुळे diffraction - लाटा अडथळे (इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक समावेश) एक वाकलेली. या इंद्रियगोचर रेषेचा दर्शन कायदे उल्लंघन असल्याचे दिसते, पण तो नाही. हे लक्षपूर्वक हस्तक्षेप आणि लहर गुणधर्म अशा फोटॉन म्हणून, कनेक्ट केलेले नाही. प्रकाश मार्ग कारण फोटॉन या diffraction, एक अडथळा वाचतो करू शकता कोपरा सुमारे "पाहू". किती लांब प्रकाश वंशवृध्दी सरळ दिशेने ढळणे करण्यासाठी अडथळे आकार अवलंबून असते. लहान अडथळा, लहान इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाट लांबी असावी. विमाने अंतर खूप लहान, ऑप्टिकल फोटॉन फक्त शकत नाहीत त्यांना दरम्यान "माध्यमातून मिळवा" आहे, आणि फक्त पृष्ठभाग परावर्तीत: अशा लहान रेडिओ लहरी वापरून एकच क्रिस्टल्स वर एक्स-किरण diffraction का आहे.

अशा कल्पना खरे आहे, पण तो आधुनिक विज्ञान खूप अरुंद मानली जाते. त्याच्या व्याख्या, तसेच सामान्य ज्ञान उपस्थित पद्धती रूपे diffraction लाटा पाठविणे.

1. अवकाशीय लाट रचना बदल. उदाहरणार्थ, काही प्राधान्य दिशेने तुळई प्रसार किंवा लाटा लाट संख्या विचलनाच्या लाट विस्तार कोन. हे अडथळे लाटा वाकलेली संबंधित घटना या वर्गात आहे.
2. स्पेक्ट्रम मध्ये विस्तार लाटा.
3. लाटा ध्रुवीकरण बदलणे.
4. रुपांतरण लाट टप्प्यात रचना.

diffraction च्या अपूर्व, एकत्र हस्तक्षेप की या मागे एक अरुंद अंतर प्रकाश तुळई दिशा आम्ही एक पाहू, पण अनेक प्रकाश फॅ जबाबदार आहे. अंतर च्या मधल्या बाहेर सर्वात पुढे उच्च ऑर्डर. तसेच, परंपरागत शिवणकाम सुई (नैसर्गिकरित्या पातळ) योग्य स्पष्ट व स्वच्छ मांडणी प्रयोग सावली अनेक बँड, सुई नक्की साजरा ज्यात जास्तीत जास्त प्रकाश, नाही किमान विभागली आहे तेव्हा.

फॉर्म्युला ब्रॅग

आम्ही आधीच अंतिम सिग्नल क्रिस्टल एकच उतार असलेल्या विमाने परावर्तीत होतात की सर्व क्ष-किरण फोटॉन जोडले जाईल हे नमूद केले आहे. पण तंतोतंत गणना रचना आणखी एक महत्त्वाचे प्रमाण परवानगी देते. तो निरुपयोगी क्ष-किरण diffraction होईल न करता. 2dsinƟ = nλ: ब्रॅग सूत्र हे असे दिसते. येथे, डी - कल समान कोन विमाने अंतर, θ - स्लिप कोन (ब्रॅग कोन), किंवा विमान घटना कोन, n - diffraction पीक क्रम, λ - तरंगलांबी. तो एक्स-रे स्पेक्ट्रम डेटा संपादन आणि ज्या प्रकाश आहे पडला कोन वापरले नक्की कसे ओळखले जाते असल्याने, हे सूत्र आपण ड मूल्य गणना करण्यास अनुमती देते. आम्ही ही माहिती न अचूकपणे बाब रचना अशक्य आहे प्राप्त किंचित वर.

क्ष-किरण diffraction आधुनिक वापर

प्रश्न अ: काय प्रकरणे हे विश्लेषण आवश्यक आहे, शास्त्रज्ञ खरोखर जगातील सर्व रचना उत्खनन केले गेले नाही, आणि कदाचित प्रामुख्याने नवीन पदार्थ उत्पादन लोक लागत नाही, परिणाम ते होईल काय? अशा चार प्रतिसाद.

1. होय, आम्ही आमच्या ग्रह पुरेशी आहे मला माहीत आहे. पण प्रत्येक वर्षी नवीन खनिजे आहेत. कधी कधी ते अगदी रचना क्ष-किरण कार्य करणार नाही सूचित.
2. अनेक शास्त्रज्ञ विद्यमान साहित्य गुणधर्म सुधारण्यासाठी प्रयत्न करीत आहेत. हे पदार्थ उपचार विविध प्रकारच्या (प्रेशर, तापमान, lasers आणि सारखे. डी) कामा आहेत. कधी कधी त्यांच्या रचना मध्ये जोडण्यासाठी किंवा घटक काढून टाकण्यासाठी. एकाच वेळी अंतर्गत पुनर्रचना घडली काय, स्फटिक वर एक्स-किरण diffraction जाईल.
3. काही अनुप्रयोग (उदा, लेसर सक्रिय मीडिया, मेमरी कार्ड, निरीक्षण प्रणाली ऑप्टिकल घटकांचे) क्रिस्टल्स अचूकपणे पालन करणे आवश्यक आहे. त्यामुळे त्यांची रचना ही पद्धत वापरून चाचणी केली आहे.
4. क्ष-किरण diffraction - या multicomponent प्रणाली मध्ये संश्लेषण टप्प्याटप्प्याने झाले किती आणि काय शोधण्यासाठी एकमेव मार्ग आहे. अशा प्रणाली उदाहरणे आधुनिक कुंभारकामविषयक तंत्रज्ञान घटक म्हणून काम करू शकतात. अनिष्ट टप्प्याटप्प्याने उपस्थिती गंभीर परिणाम लादणे शकते.

जागा उपक्रम

अनेक लोक विचारले आहेत: "आम्ही पृथ्वी भ्रमण एक प्रचंड वेधशाळा आहे का, का आम्ही भटक्या, माणुसकीच्या अजूनही गरिबी आणि युद्ध समस्या सोडविण्यास नाही तर गरज आहे?"

प्रत्येकजण "साठी" आणि "तो" त्यांच्या वितर्क शोधू शकता, पण ते स्पष्ट आहे मानवजात एक स्वप्न असणे आवश्यक आहे.

त्यामुळे तारे बघत, आम्ही आता आम्ही अधिक आणि अधिक दररोज त्यांना माहीत आहे की, खात्रीनिशी म्हणू शकतो.

जागा येणार्या प्रक्रिया क्ष-किरण, आमच्या ग्रह पृष्ठभाग पोहोचू शकत नाही, ते वातावरण द्वारे गढून गेलेला. पण इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमचा हा भाग उच्च ऊर्जा घटना डेटा भरपूर आहे. म्हणून, साधने, क्ष-किरण अभ्यास, पृथ्वी कक्षा पलीकडे ठेवले पाहिजे. विद्यमान स्टेशन सध्या खालील आयटम अभ्यास:

• स्फोट पावणारा तारा स्फोट अवशेष;
• आकाशगंगा केंद्रे;
• न्यूट्रॉन तारे;
• काळा राहील;
• भव्य वस्तू (आकाशगंगा, आकाशगंगा गट) टक्कर.

आश्चर्याची गोष्ट, विविध हे स्टेशन प्रवेश विद्यार्थी आणि अगदी शाळांमध्ये उपलब्ध आहे. ते क्ष-किरण तुळ्या खोल जागा येत अभ्यास: diffraction, हस्तक्षेप, स्पेक्ट्रम त्यांच्या व्याज विषय होतात. आणि जागा आधारित observatories काही फार तरुण वापरकर्ते शोध करा. सावध वाचक शकते, अर्थातच, ते फक्त विचार आणि सूक्ष्म तपशील लक्षात उच्च निर्णय वेळ प्रतिमा आहे काहीतरी की भांडणे. आणि अर्थातच, शोध महत्त्व, एक नियम म्हणून, फक्त गंभीर खगोलशास्त्रज्ञ समजून घ्या. पण अशा परिस्थितीत अंतराळ संशोधनात त्यांचे जीवन अर्पण याची खात्री करण्यासाठी तरुण लोक प्रेरणा देत आहेत. आणि हे लक्ष्य अनुसरण वाचतो आहे.

त्यामुळे, साध्य करण्यासाठी Vilgelma Konrada क्ष-तार्यांचा ज्ञान आणि इतर ग्रहांच्या काबीज संधी प्रवेश शोधला.