Dyfrakcja. Dyfrakcja to uginanie światła (albo innych fal) przez drobne obiekty (rozmiar porównywalny z długością fali) do obszaru cienia

Podobne dokumenty
Metody dyfrakcyjne do wyznaczania struktury krystalicznej materiałów

Wykład 17: Optyka falowa cz.1.

Wykład XIV. wiatła. Younga. Younga. Doświadczenie. Younga

G:\AA_Wyklad 2000\FIN\DOC\FRAUN1.doc. "Drgania i fale" ii rok FizykaBC. Dyfrakcja: Skalarna teoria dyfrakcji: ia λ

= sin. = 2Rsin. R = E m. = sin

OPTYKA FALOWA I (FTP2009L) Ćwiczenie 2. Dyfrakcja światła na szczelinach.

Wykład 16: Optyka falowa

przenikalność atmosfery ziemskiej typ promieniowania długość fali [m] ciało o skali zbliżonej do długości fal częstotliwość [Hz]

Optyka falowa. dr inż. Ireneusz Owczarek CMF PŁ 2012/13

Wykład 16: Optyka falowa

WSTĘP DO OPTYKI FOURIEROWSKIEJ

Interferencja. Dyfrakcja.

18 K A T E D R A F I ZYKI STOSOWAN E J

WŁASNOŚCI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH: INTERFERENCJA, DYFRAKCJA, POLARYZACJA

Strukturalne i termiczne metody charakteryzacji materiałów

Wykład 27 Dyfrakcja Fresnela i Fraunhofera

WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ

9. Optyka Interferencja w cienkich warstwach. λ λ

DYFRAKCJA NA POJEDYNCZEJ I PODWÓJNEJ SZCZELINIE

I.4 Promieniowanie rentgenowskie. Efekt Comptona. Otrzymywanie promieniowania X Pochłanianie X przez materię Efekt Comptona

Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

OPTYKA FALOWA. W zjawiskach takich jak interferencja, dyfrakcja i polaryzacja światło wykazuje naturę

WŁASNOŚCI FAL (c.d.)

Dyfrakcja. interferencja światła. dr inż. Romuald Kędzierski

Wykład III. Interferencja fal świetlnych i zasada Huygensa-Fresnela

ZADANIE 111 DOŚWIADCZENIE YOUNGA Z UŻYCIEM MIKROFAL

Problemy optyki falowej. Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła.

Wstęp do astrofizyki I

falowego widoczne w zmianach amplitudy i natęŝenia fal) w którym zachodzi

28 Optyka geometryczna i falowa

Zjawisko interferencji fal

Na ostatnim wykładzie

Wykład 17: Optyka falowa cz.2.

Monochromatyzacja promieniowania molibdenowej lampy rentgenowskiej

Ciała stałe. Ciała krystaliczne. Ciała amorficzne. Bardzo często mamy do czynienia z ciałami polikrystalicznymi, rzadko monokryształami.

Optyka. Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa

Zjawisko interferencji fal

BADANIE INTERFEROMETRU YOUNGA

Natęż. ężenie refleksu dyfrakcyjnego

Dyfrakcja rentgenowska (XRD) w analizie fazowej Wykład 2 i 3

Fizyka elektryczność i magnetyzm

Pomiar długości fali świetlnej i stałej siatki dyfrakcyjnej.

Interferencja i dyfrakcja

Badanie zjawisk optycznych przy użyciu zestawu Laser Kit

Oscylator wprowadza lokalne odkształcenie s ośrodka propagujące się zgodnie z równaniem. S 0 amplituda odkształcenia. f [Hz] -częstotliwość.

Interferencja i dyfrakcja

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

Laboratorium z Krystalografii. 2 godz.

Światło ma podwójną naturę:

Promieniowanie X. Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X

DYFRAKCYJNE METODY BADANIA STRUKTURY CIAŁ STAŁYCH

Dr Piotr Sitarek. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska

TECHNIKI OBSERWACYJNE ORAZ METODY REDUKCJI DANYCH

Rys. 1 Interferencja dwóch fal sferycznych w punkcie P.

Promieniowanie rentgenowskie. Podstawowe pojęcia krystalograficzne

Krystalografia. Dyfrakcja

Podstawy fizyki kwantowej

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Dyfrakcja na kryształach. Dyfrakcja na kryształach

Światło jako fala Fala elektromagnetyczna widmo promieniowania Czułość oka ludzkiego w zakresie widzialnym

Instrukcja do ćwiczenia. Analiza rentgenostrukturalna materiałów polikrystalicznych

Rodzaje fal. 1. Fale mechaniczne. 2. Fale elektromagnetyczne. 3. Fale materii. dyfrakcja elektronów

Wykład VI Dalekie pole


Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego

Prawo Bragga. Różnica dróg promieni 1 i 2 wynosi: s = CB + BD: CB = BD = d sinθ

Wstęp do astrofizyki I

Rentgenografia - teorie dyfrakcji

Mikroskop teoria Abbego

Ćwiczenie O3-A3 BADANIE DYFRAKCJI NA SZCZELINIE I SIAT- CE DYFRAKCYJNEJ Wstęp teoretyczny

Prawa optyki geometrycznej

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE

Ładunek elektryczny jest skwantowany

Fizyczne Metody Badań Materiałów 2

Dualizm korpuskularno falowy

Wykład FIZYKA II. 8. Optyka falowa

OPTYKA GEOMETRYCZNA I INSTRUMENTALNA

ELEMENTY OPTYKI Fale elektromagnetyczne Promieniowanie świetlne Odbicie światła Załamanie światła Dyspersja światła Polaryzacja światła Dwójłomność

Laboratorium TECHNIKI LASEROWEJ. Ćwiczenie 1. Modulator akustooptyczny

RENTGENOWSKA ANALIZA STRUKTURALNA

Metody Optyczne w Technice. Wykład 5 Interferometria laserowa

Zjawiska dyfrakcji. Propagacja dowolnych fal w przestrzeni

Fale materii. gdzie h= J s jest stałą Plancka.

FALOWE WŁASNOŚCI MIKROCZĄSTEK SPRAWDZANIE HIPOTEZY DE BROGLIE'A

Własności falowe materii

POMIAR DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ I SPEKTROMETRU

BADANIE I ACHROMATYZACJA PRĄŻKÓW INTERFERENCYJNYCH TWORZONYCH ZA POMOCĄ ZWIERCIADŁA LLOYDA

Podstawy fizyki sezon 2 8. Fale elektromagnetyczne

interferencja, dyspersja, dyfrakcja, okna transmisyjne Interferencja

10. Analiza dyfraktogramów proszkowych

Krystalografia. Wykład VIII

Metody badań monokryształów metoda Lauego

Laboratorium z Krystalografii. 2 godz.

Wyznaczanie rozmiarów przeszkód i szczelin za pomocą światła laserowego

Wykład 23. Dyfrakcja światła. WARIANT ROBOCZY Zasada Huygensa - Fresnela.

Laboratorium TECHNIKI LASEROWEJ. Ćwiczenie 4. Budowa spektrometru

Wprowadzenie do optyki (zjawisko załamania światła, dyfrakcji, interferencji, polaryzacji, laser) (ćw. 9, 10)

XXXI. FALE ELEKTROMAGNETYCZNE

Oscylator wprowadza lokalne odkształcenie s ośrodka propagujące się zgodnie z równaniem. S 0 amplituda odkształcenia. f [Hz] - częstotliwość.

Krystalografia. Dyfrakcja na monokryształach. Analiza dyfraktogramów

Transkrypt:

Dyfrakcja 1

Dyfrakcja Dyfrakcja to uginanie światła (albo innych fal) przez drobne obiekty (rozmiar porównywalny z długością fali) do obszaru cienia uginanie na szczelinie uginanie na krawędziach przedmiotów światło lasera po przejściu przez wąską szczelinę ( o zmiennej grubości) Kropka Fresnela uginanie na dysku o małej średnicy 2

Dyfrakcja Dyfrakcja to uginanie światła (albo innych fal) przez drobne obiekty (rozmiar porównywalny z długością fali) do obszaru cienia uginanie na szczelinie uginanie na krawędziach przedmiotów światło lasera po przejściu przez wąską szczelinę ( o zmiennej grubości) Kropka Fresnela uginanie na dysku o małej średnicy 3

Dyfrakcja 4

Dyfrakcja fal radiowych 5

Dyfrakcja na pojedynczej szczelinie Szukamy pozycji minimów dyfrakcyjnych (wygaszenia) Dzielimy szczelinę na dwie części, analizujemy promienie wychodzące z górnych części szczelin Różnica w przebytej drodze przez te dwa promienie musi być równa = / 2 Podobnie każdy promień z górnej części szczeliny będzie się wygaszał z analogicznym promieniem z dolnej części 6

7

Dyfrakcja na pojedynczej szczelinie Szukamy pozycji minimów dyfrakcyjnych (wygaszenia) Dzielimy szczelinę na dwie części, analizujemy promienie wychodzące z górnych części szczelin Różnica w przebytej drodze przez te dwa promienie musi być równa = / 2 Do analizy kolejnych minimów potrzeba podzielić szczelinę na 4, 6, 8 itd. części Formuła na pojawienie się m-tego minimum jest zatem następująca asinθ = mλ m = 1,2,3... a 4 sinθ = λ 2 a 6 sinθ = λ 2 a 8 sinθ = λ 2... 8

Intensywność fali po przejściu przez pojedynczą szczelinę Różnica faz dla dwóch sąsiadujących promieni Δφ = 2π λ Δxsinθ I θ = I m sinα α 2 jest różnicą faz pomiędzy dwoma promieniami wychodzącymi z krańców szczeliny α = φ 2 = πa λ sinθ Centralne maksimum Natężenie przy małym kącie obserwacji Pierwsze minimum 9 Dalsze kąty obserwacji

Intensywność fali po przejściu przez pojedynczą szczelinę jest różnicą faz pomiędzy dwoma promieniami wychodzącymi z krańców szczeliny Z zależności geometrycznych: E θ = 2Rsin 1 2 φ Δφ = 2π λ Δxsinθ E θ = E m 1 sin 1 2 φ 2 φ α = φ 2 = πa λ sinθ I θ E θ 2 I θ = I m sinα α 2 E m jest równe amplitudzie w środku obrazu dyfrakcyjnego, odpowiada też długości rozpatrywanego łuku 10

Intensywność fali po przejściu przez pojedynczą szczelinę I θ = I m sinα α 2 α = φ 2 = πa λ sinθ 11

Dyfrakcja na podwójnej szczelinie interferencja na podwójnej szczelinie I θ = I m cos 2 β sinα α 2 dyfrakcja na pojedynczej szczelnie β = πdsinθ λ α = πa λ sinθ 12

Dyfrakcja na podwójnej szczelinie interferencja na podwójnej szczelinie I θ = I m cos 2 β sinα α 2 dyfrakcja na pojedynczej szczelnie β = πdsinθ λ α = πa λ sinθ 13

Dyfrakcja na małym otworze o promieniu a Położenie pierwszego minimum: sinθ = 1.22 λ a 14

Siatka dyfrakcyjna 15

Siatka dyfrakcyjna Warunek maksimum interferencyjnych: dsinθ = mλ m = 0,1,2,... 16

Siatka dyfrakcyjna 17

Spektrometr 18

Szerokość połówkowa linii poszczególnych maksimów Siatka dyfrakcyjna Δθ h = λ cosθ 19

Dyfrakcja, siatka dyfrakcyjna

Dyfrakcyjna granica rozdzielczości Kryterium Rayleigha długość fali światła D- apertura otworu kołowego

Dyfrakcyjna granica rozdzielczości Kryterium Rayleigha długość fali światła D- apertura otworu kołowego

Wyznaczanie struktury ciał stałych metodami dyfrakcyjnymi Trzy podstawowe techniki: Dyfrakcja X-ray Dyfrakcja elektronów Dyfrakcja neutronów na monokrysztale na polikrysztale (metoda proszkowa) Na czym polega dyfrakcja X na krysztale Fale rentgenowskie (X-rays) przechodząc przez kryształ są uginane pod różnymi kątami: proces dyfrakcji i interferecji Fale rentgenowskie oddziałują z elektronami atomów kryształu, tzn. są rozpraszane przez chmury elektronów w atomach. 23

Kąty pod jakimi fale rentgenowskie są uginane zależą od odległości pomiędzy płaszczyznami wyznaczonymi przez atomy w krysztale. Fale uginane przez równoległe płaszczyzny ulegają wzmocnieniu gdy są w fazie. Wzmocnienie widoczne jest na kliszy w postaci kropek. polikryształ monokryształ 24

Dy 25

Dy Dyfrakcję promieniowania X na kryształach można tłumaczyć jako wynik interferencji promieniowania X odbijającego się jak w zwierciadle od układu płaszczyzn równoległych,przechodzących przez węzły sieci krystalicznej Warunek maksimum interferencyjnych Warunek Wulfa-Bragga: 2dsinθ = mλ gdzie d jest odległością między płaszczyznami 26

Detetkor rejstruje intensywność promieniowania w funkcji kąta obserwacji. Intensywność w funkcji kąta tworzy dwuwymiarowy obraz dyrakcyjny - dyfraktogram, który jest charakterystyczny, unikalny dla danego materiału. Każdy pik odpowiada ugięciu od konkretnej rodziny płaszczyzn (hkl). 27