Formula Bragg. Sebaran dening pola spasial

Artikel punika dados rumus Bragg, sinau pinunjul kanggo donya modern. We njlèntrèhaké cara kanggo ngamati bahan kimia kang wis bisa digawe dening panemuan difraksi elektron ing benda padat.

Ilmu lan konflik

Kasunyatan sing beda generasi ora ngerti saben liyane, malah Turgenev wrote novel "bapa lan Sons." Lan bebener iki: kulawarga urip satus taun, anak ngormati para pinituwa sing, kabeh ndhukung saben liyane, lan banjur maneh - lan owah-owahan kabeh. Lan kabeh prakara sains. Ora wonder Gréja Katulik minangka pembangunan gantos saka kawruh alam sembarang pamindhahan bisa mimpin kanggo owah-owahan uncontrolled ing donya. Salah ditemokaké owah-owahan ing pemahaman kesehatan, lan saiki wong-wong lawas padha kaget katon mudhun, turunane wisuh tangan sadurunge mangan, lan sikatan sing. disapproving leh kang gedheg-gedheg: "Apa, aku urip uga tanpa iku, lan apa-apa nglairaké puluh anak. Lan kabeh iki kemurnian mung cilaka lan saking piawon. "

Salah siji hipotesis ing lokasi planet - lan saiki ing saben pojok, wong enom educated ngrembakaken satelit lan meteors, teleskop lan alam saking galaksi Bima Sakti, nalika generasi lawas saka displeasure: "Omongan kosong sembarang, apa iku nggunakake papan njaba lan lingkungan langit, apa prabédan, minangka puteran ing Mars lan Venus bakal pindhah kentang luwih iki thukul, iku bakal wis luwih migunani. "

A kecanggihan teknologi, bisa digawe dening kasunyatan sing difraksi dikenal papan grating - lan ing saben kanthong liyane smartphone. Sanalika wong lawas nggresah: "Boten apik ora iki pesen cepet, padha ora soko sing huruf iki." Nanging, minangka paradoks minangka muni, pamilik saka macem-macem Gadgets ndelok wong minangka jenis sing diwenehi, meh kaya air. Lan sawetara wong mikir babagan mekanisme saka karya lan cara gedhe tenan sing atine manungsa wis rampung kanggo sawetara loro utawa telung atus taun.

Ing esuke abad rong puloh

Ing pungkasan abad kaping, manungsa wis ngadhepi karo masalah saka kawruh kabeh acara mbukak. Sampeyan iki pitados bilih ing fisika kita wis ngerti kabeh, lan iku tetep mung kanggo mangerteni rincian. Nanging, panemon Planck kang quanta lan discontinuity microcosm negara secara harfiah Duwité gagasan sadurungé babagan struktur prakara.

Opening ambruk siji sawise liyane, peneliti snatched gagasan saka tangan saben liyane. Hipotesis njedhul, dites, rembugan, ditolak. Siji bab manawa nduweni atusan anyar, lan ana akèh wong gelem goleki jawaban.

Salah TCTerms nolèh sing wis diganti pemahaman donya, ana bukaan saka alam dual saka unsur dhasar. Tanpa iku, rumus Bragg ora bakal muncul. Dadi-disebut duality gelombang-partikel diterangno kok ing sawetara kasus, èlèktron dumadakan minangka awak gadhah massa (i.e. corpuscle, partikel), lan ing liyane - kaya gelombang ethereal. Ilmuwan wis dawa ndhukung, durung teka menyang kesimpulan - beda kuwi saka obyek microworld duwe loro.

Artikel iki nggambaraké hukum Bragg, kang tegese kita kasengsem ing gelombang saka unsur dhasar. Kanggo spesialis ing, pitakonan iki tansah ambigu, amarga ngatasi batesan saka urutan nanometer ing ukuran, kita kelangan cetha - awon efek prinsip Heisenberg. Nanging, kanggo paling tujuan kurang arupa panyerakan sing cekap atos. Mulane iku perlu kanggo miwiti kanggo nerangake sawetara fitur saka Kajaba lan ping ombak biasa, kang prasaja cukup kanggo mbayangno lan ngerti.

Ombak lan sinuses

Sawetara wong ing kanak-kanak ing tresna cabang iki aljabar minangka trigonometry. Sine lan cosine, tangent lan cotangent duwe sistem dhewe saka iku, ping, lan transformasi liyane. Mbok anak ora ngerti iki, supaya menarik kanggo sinau. Lan akeh wis kepingin weruh bab apa kabeh iki perlu, ing bagean saben dinten gesang kawruh iki bisa Applied.

Iku kabeh gumantung ing wong carane kepengin weruh. Sawetara wong lack kawruh kayata srengenge cemlorot sak dina lan rembulan ing wayah wengi, banyu udan, lan hard rock. Nanging ana uga wong-wong sing kasengsem, minangka disusun kabeh wong sumerep. Kanggo riset tireless lan jelas entuk manfaat paling saka sinau situs gelombang mbeber, cukup oddly, ing fisik saka unsur dhasar. Contone, difraksi elektron nggugu persis hukum iki.

Kanggo wiwitan, operate ing bayangan: nutup mripat lan supaya gelombang nindakake langsung piyambak.

Mbayangno sing furrow bulge sinusoid tanpa wates, bulge furrow. Boten ing ora diganti, ing kadohan saka ndhuwur siji dune liyane padha nang endi wae liya. Kamiringan saka garis nalika dadi saka maksimal kanggo minimal, padha kanggo saben bagean saka kurva. Yen ana sawetara loro gelombang sine podho rupo, banjur tugas dadi luwih rumit. Sebaran ing pola spasial iku langsung gumantung ing Kajaba saka sawetara ombak. Hukum interaksi gumantung marang sawetara faktor.

Pisanan - phase. Sing bagean kang tutul loro kurva. Yen maksimum match sing kanggo milimeter pungkasan, yen ngarepke karep saka kurva podho rupo - kabeh tokoh sing tikel, ing punuk loro kaping luwih, lan kothong - kaping pindho minangka jero. Yen ing nalisir - maksimal siji kurva tumiba ing paling liyane, ing ombak mbatalake saben liyane metu, kabeh getaran sing diowahi kanggo nul. Lan yen fase ora pas mung sebagéyan - sing, sing maksimum sak kurva tumiba ing munggah utawa tiba ing liyane, Gambar dadi cukup angel. Umumé, rumus dumadi saka amba Bragg mung, bakal dadi cetha mengko. Nanging, aturan saka interaksi antarane ombak kanggo éling rampung liyane kanthi.

Kapindho - amplitudo. Iki dhuwur saka punuk lan hollows. Yen dhuwur kurva sak sentimeter, lan liyane - loro, banjur padha kudu sijine mungguh. Sing, yen dhuwur gelombang maksimum loro cm tumiba strictly ing ombak karo dhuwur minimal siji centimeter, padha ora mbatalake saben liyane, nanging mung sudo dhuwur saka gelombang pisanan saka kerusuhan. Contone, difraksi elektron gumantung ing amplitudo oscillation, kang nemtokake energi.

Katelu - tingkat. iki kadohan antarane loro nilai podho saka kurva, kayata Maxima utawa minima. Yen jumlah sing beda, banjur ing sawetara titik loro kurva pucuk pas, mungguh, rampung lempitan. iki ora ono wektu sabanjuré njupuk Panggonan, maksimal final dadi murah lan murah. Banjur maksimal siji gelombang tumiba strictly ing paling liyane, menehi asil paling ing imposition iki. Asil, sing ngerti, uga banget Komplek, nanging mesti. Picture cepet utawa mengko maneh, lan maneh loro Maxima pas. Mangkono, aplikasi marang ombak karo jumlah beda njedhul anyar global amplitudo oscillation.

Papat - arah. Biasane, nalika ngelingi loro gelombang padha (ing ngono gelombang sine), kang pracaya sing lagi podo karo kanggo saben liyane otomatis. Nanging, ing donya nyata iku beda, arah bisa apa-apa ing papan telung dimensi. Mangkono, ditambahake menyang utawa netes bakal mung ombak lelungan podo. Yen padha ngalih ing ngelawan pituduh, ana interaksi antarane wong-wong mau. Hukum Bragg stands sabenere ing kasunyatan sing mung rohé podo sing kawangun.

Gangguan lan sebaran

Nanging, radiasi elektromagnetik - iku ora persis gelombang sine. Huygens 'negara asas sing saben titik medium sing wavefront wis ngrambah (utawa gangguan) minangka sumber sekunder ombak bundher. Mangkono, ing saben wayahe panyebaran, ngomong, dawa gelombang cahya ing kabeh kaping tumpang tindih. Iki gangguan.

Kedadean iki alesan sing cahya ing tartamtu, lan gelombang elektromagnetik umume bisa bend watara alangan. Kasunyatan terakhir diarani difraksi. Menawa ora ngelingi saka sekolah, kita bakal nuduhake yen loro slits ing layar peteng, murup karo cahya putih biasa ing Maxima rumit lan minima saka sistem iluminasi, IE ngudani ora bakal loro podho rupo, lan akeh lan werna-werna kakiyatan.

Yen Strip ora ngradiasi karo cahya, lan damel cukup elektron ono sesambungan karo badan (utawa, contone, partikel alpha), kita njaluk persis Gambar padha. Elektron sing diffracted lan ngganggu. Iku ing catetan sifat gelombang sing. Sampeyan kudu nyatet sing Bragg difraksi (asring diarani mung Bragg) kasusun ing semprotane kuwat saka ombak ing lattices mesti pas karo phase saka kedadean lan gelombang kasebar.

ngalangi

Kanthi tembung iki, saben kudu asosiasi dhewe. Nanging, ngalangi - cabang pesti fisika sing nyinaoni struktur lan sipat saka kristal, kaca tingal lan keramik. Ing ngisor iki nyatakake dikenal dening kasunyatan sing sepisan ilmuwan wis dikembangaké minangka basis saka analisis X-ray.

Mangkono, Crystal - iku sawijining negara bagéyan saka inti nalika inti atom Occupy posisi uga ditetepake ing papan relatif kanggo saben liyane, lan elektron bebas minangka kulit elektron sing rangkuman. Karakteristik utama saka awak ngalangi - periodicity. Yen maca sepisan iki kasengsem ing bidhang fisika utawi kimia, mbokmenawa njedhul munggah gambar ing sirahe saka pola kristal uyah (jeneng Mineral - halite, rumus NaCl).

Rong jinis atom sing kontak banget cedhak, mbentuk struktur cekap kandhel. Sodium lan wangun interleaved chloro ing kabeh telung dimensi saka pola kubik, pinggir kang jejeg kanggo saben liyane. Mangkono, periode (utawa unit sel) - kotak, endi telu vertex akehe atom saka siji spesies, ing liyane telu - liyane. Daya kanggo saben persagi kuwi, iku bisa diwenehi Crystal tanpa wates. Kabeh atom dumunung ing rong pangukuran periodik nggawe bidang crystallographic. Sing, unit sel telu dimensi, nanging siji partai, bola kakehan (ing ngono becik - nomer tanpa wates kaping), iku formulir lumahing kapisah ing kristal. lumahan iku supaya akeh lan lagi podo karo kanggo saben liyane.

The interplanar kadohan - lan Indikator penting sing nemtokaken, contone, stabilitas padat. Yen ing loro dimensi, kadohan iki cilik, lan katelu - gedhe, banjur inti punika siap exfoliates. Ngandharaken, contone, mica, kang diganti ing sadurungé kaca wong ing windows.

Kristal lan mineral

Nanging, rock uyah - conto banget prasaja: mung rong jinis atom lan simetri kubik cetha. Section Geology, kang diarani mineralogi, sinau ing awak kristal. peculiarity iku sing siji rumus kimia kalebu 10-11 spesies saka atom. Lan padha duwe struktur iku arang banget Komplek: tetrahedrons, persagi karo nyambungake vertex ing sudhut sing beda kanggo mbentuk saluran keropos saka wujud, cilik, catur Komplek utawa sambungan zigzag. Kaya, contone, struktur iku luar biasa ayu, cukup langka lan sejatine sifate Russian ornamental watu charoite. pola kain supaya nggoleki sing padha bisa nguripake sirah - Empu jeneng Mineral. Nanging malah ing struktur rumit saka podo saiki kanggo saben bidang crystallographic liyane.

Iki ngidini amarga ing ngarsane difraksi elektron ing pola kristal kanggo ngenali struktur.

Struktur lan elektron

Kanggo njlèntrèhaké cekap kangge cara sinau ing struktur saka prakara, adhedhasar difraksi elektron, siji bisa mbayangno sing bal di buwang nang kothak. Banjur count carane akeh bal gumregah maneh lan ing amba apa. Banjur, ing arah kang paling bal sehat, biji ing kothak wangun.

Mesthi, iki idea atos. Nanging miturut model Crude iki, arah kang nomer paling bal sehat - puncak difraksi. Mangkono, elektron (utawa sinar X) némbakaké lumahing Crystal. Sawetara wong sing "macet" ing prakara, nanging wong sing direkam. Menapa malih, padha sing dibayangke mung saka pesawat crystallographic. Wiwit bidang ora siji, nanging akèh mau, banjur ditambahake mung ombak dibayangke sing podo karo kanggo saben liyane (kita rembugan ndhuwur). Mangkono iku dijupuk sinyal menyang spektrum, ngendi kakiyatan bayangan gumantung ing amba saka kedadean sing ora dikarepke. puncak sebaran nuduhake ing ngarsane saka bidang ing sing amba sinau. Gambar asil analisa diwenehi struktur pas Crystal.

rumus

analisis wis digawa metu miturut hukum tartamtu. Lagi adhedhasar rumus Bragg. Nanging katon kaya iki:

2d sinθ = nλ, ngendi:

• d - let interplanar;
• θ - amba slip (amba congenital kanggo amba saka bayangan);
• n - urutan puncak difraksi (a ongko positif, i.e. 1, 2, 3 ...);
• λ - gelombang radiasi kedadean.

Minangka maca bisa ndeleng, amba ora dijupuk malah siji sing wis dijupuk langsung ing sinau lan tambahan thereto. Kita uga kudu nerangake bab nilai saka n, kang ngarujuk marang konsep "puncak difraksi." Campur tangan rumus uga ngandhut ongko positif sing nemtokaken urutan maksimum diamati.

The illuminance layar ing eksperimen loro-irisan, contone, gumantung ing prabédan path cosine. Wiwit cosine ing - fungsi periodik, sawise Layar peteng, ing ngono ora mung ing puncak utama, nanging uga sawetara liyane loreng Mesem ing sawijining pinggiran. We manggon ing donya becik, kang temen amenable kanggo rumus matematika, bands iki bakal nomer tanpa wates. Nanging, ing kasunyatan kawasan cahya diamati tansah winates lan gumantung ing dawa gelombang, jembaré irisan, lan jarak antarane padhang sumber.

Wiwit difraksi - akibat langsung saka sifat gelombang partikel cahya lan SD, i.e. apa lagi gangguan, banjur rumus klebu Bragg puncak difraksi supaya. Miturut cara, iki kasunyatan ndadekake banget angel ing petungan eksperimen pisanan. Ing wayahe, kabeh transformasi related kanggo reversals kapal mabur lan pitungan struktur optimal saka pola difraksi, rampung dening mesin. Padha ngetung persis kang puncaké fénoména kapisah, lan apa - kapindho utawa supaya katelu saka garis utama ing spektrum ing.

Sadurunge pitepangan saka komputer ing circulation karo antarmuka sing prasaja (relatif prasaja, wiwit kanggo macem-macem program petungan - durung pribadi canggih) iku kabeh rampung dening tangan. Lan senadyan brevity relatif kang wis persamaan Bragg, kasunyatan, kanggo nggawe manawa saka bebener nilai dijupuk, iku njupuk akèh wektu lan gaweyan. Ilmuwan wis dites lan retested - ora wormed kang cara kanggo ndeleng lokasi sembarang maksimum non-utama, kang bisa spoil petungan.

Teori lan laku

Apik ditemokaké, sampurna loro Wolfe lan Bragg marang ing tanganing manungsa iku alat indispensable kanggo nyinaoni didhelikake nganti struktur saka barang padhet. Nanging, kita ngerti, teori - bab sing apik, nanging ing laku iku tansah beda sethithik. Mung ndhuwur iku ana pitakonan saka kristal. Nanging téori sembarang referring kanggo cilik becik. Sing tanpa wates papan kekurangan-free kang struktur hukum Ambalan ora nerak.

Nanging, ing nyata, malah banget resik lan thukul ing laboratorium, cacat kristal materi lubèr. Antarane tatanan alam ketemu spesimené sampurna - sukses gedhe. Kahanan Bragg (ditulis dening rumus ndhuwur) kanggo satus persen saka kasus Applied kanggo Crystal nyata. Kanggo wong, ing kasus, ana kekurangan kuwi, minangka sawijining lumahan. Lan supaya sing maca ora galau budi saka sawetara saka statements: lumahing ora mung sumber cacat, nanging uga kekurangan.

Contone, energi saka ikatan kawangun ing kristal iku beda saka sing saka cahya saka zona wewatesan. Iki tegese iku perlu kanggo introduce jenis kemungkinan lan kesenjangan. Nalika experimenter ngicalaken elektron spektrum bayangan utawa X-ray saka awak ngalangi, padha nampa ora mung amba, lan amba kanthi kesalahan. Contone, θ = 25 ± 0,5 derajat. graph wis ditulis dening kasunyatan sing difraksi puncak (rumus kang rumus Bragg) mawa ukuran sing lan Strip, lan ora line lancip strictly sampurna ing panggonan Nilai.

Mitos lan kasalahan

Dadi dadi metu, kabeh gelar, ora bener?! Kanggo sawetara ombone. Nalika ngukur suhu dhewe lan golek 37 ing thermometer, iki ora tanggung akurat. suhu awak iku beda saka angka ketat. Nanging kanggo sampeyan ing bab utama sing dheweke iku edan sing lagi lara lan wektu kanggo dianggep. Lan sampeyan lan dhokter ora Matter sing nyatane thermometer nuduhake 37.029.

Lan ing ilmu - anggere kesalahan ora mungkasi kanggo nggawe Serat pesti, kang dijupuk menyang akun, nanging fokus ing wigati utami. Kajaba iku, statistik nuduhake: nganti kesalahan kurang saka limang persen, iku bisa nguciwakake. Asil dijupuk ing nyobi sing kondisi ngisor Bragg uga duwe kesalahan. Ilmuwan sing mengkono petungan, iku biasane dituduhake. Nanging, kanggo aplikasi tartamtu, ing tembung liyane, pangerten apa struktur kristal, kesalahan ora penting banget (anggere iku cilik).

Iku worth kang lagi nyimak sing saben piranti, malah ing baris sekolah, ana tansah kahanan sing durung mesthi. tokoh iki njupuk menyang akun pangukuran, lan yèn diperlokaké, klebu ing total asil kesalahan.