Debye-Scherrer-Verfahren < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:08 So 23.11.2014 | | Autor: | Paivren |
Hallo Leute,
habe eine Frage zur Röntgenbeugung an Kristallpulvern mit dem Debye-Scherrer-Verfahren.
Und zwar ist mir nicht ganz klar, wieso die Beugungsmuster kozentrische Kreise sind.
https://www.physik.kit.edu/Studium/F-Praktika/Downloads/Strukturbestimmung.pdf
Hier steht, dass man sich aufgrund der zufälligen Anordnung der Netzebenen in dem Pulver die reziproken Gittervektoren als Kugelschalen vorstellen kann.
Aber woher weiß man, dass es wirklich Kugelschalen sind... kann doch sein, dass sie zwar ziemlich ungeordnet, aber noch mit einem eventuell diskreteren Muster verteilt sind...
Gruß
Paivren
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 21:18 So 23.11.2014 | | Autor: | chrisno |
Zur Herleitung gehst Du davon aus, dass eine Gleichverteilung vorliegt. In der Praxis musst Du nach Möglichkeit testen, ob eine ausreichende Gleichverteilung gegeben ist. Um die Mittelung zu verbessern, wird, wenn möglich, die Probe währen der Messung rotiert.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:33 So 23.11.2014 | | Autor: | Paivren |
Hallo Chrisno,
danke erstmal.
Ein einzige Beugungsring bezieht sich auf die Beugung an EINER Netzebene? Und die anderen Ringe? Stehen die für andere Ebenen der gleichen Netzebenenschar oder sind das andere Scharen, für die die Laue-Bedingung erfüllt ist?
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Es ist wie beim Regenbogen, den du auch (halb-)kreisförmig siehst.
Stell dir vor, auf dem Tisch liegt ein Spiegel. Jemand leuchtet immer auf den selben Punkt dieses Spiegels mit einer Taschenlampe, wobei er den Winkel zuerst flach und dann immer steiler macht. An der gegenüberliegenden Wand und dann an der Zimmerdecke wandert der reflektierte Fleck auf einer Geraden nach oben.
Wären auf dem Spiegel nun die Atome wie im Versuch, gäbe es zwischendurch Interferenzen. Der reflektierte Fleck ist fast immer ausgeschaltet, nur bei ganz bestimmten Winkeln tritt er auf. Stelle dir nun vor, du nimmst ganz viele kleine quadratische Spiegelscherben, legst sie alle so auf den Tisch, dass eine Kante in deine Blickrichtung und die Nachbarkante quer zur Blickrichtung zeigt. Jetzt kippst du alle Scherben beliebig um diese Nachbarkanten, so dass sie alle irgendwie zu dir hinkippen. Wenn du nun alle aus der selben Richtung (flach)beleuchtest, werden diese - wenn "alle" Winkel vorkommen, einen Strich an der Wand und an der Decke bilden. Wären es aber wieder die Atomgitter, so würde sich fast der ganze Strich weginterferieren, nur ein Punktmuster bliebe übrig. Die Punkte lägen aber alle auf einer Linie.
So weit hast du das ja alles selber schon verstanden. Jetzt stell dir aber mal vor, jemand setzt den Tisch auf einen Besenstiel, der genau in Richtung des Lichtstrahls von dir weg zeigt, hebt diesen an und dreht (kippt) den Tisch ganz langsam auf dem Besenstiel nach rechts. Dann drehen sich alle Punkte an der Wand und an der Decke auch nach rechts auf einem kreis. Und wenn du den ganzen Tisch rotieren lässt, rotieren auch die Punkte auf einem Kreis durch den Raum.
Beim Debeye-Scherrer-Verfahren werden die Kristalle so pulverisiert, dass ihre verschiedenen Ebenen in alle Richtungen - auch räumlich - gekippt sind. Wären es kleine Spiegel und würdes du Licht darauf senden, würde dies in den ganzen Raum reflektiert, weil alle Winkel in alle Richtungen dabei wären. Bei den Atomen bleiben dann aber nur die oben geschilderten Ringe übrig.
Ist dir das nun klar geworden?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 00:15 Mo 24.11.2014 | | Autor: | Paivren |
Hallo,
danke für Deine Antwort.
Kann es mir dadurch etwas besser vorstellen.
Ich würde es allerdings nochmal gerne in der Netzebenen-Begrifflichkeit erklären.
Im Grunde genommen ist die Laue-Bedingung einfach für eine der Ebenen erfüllt. Wir sehen einen Interferenzpunkt. Nun sind wegen der Pulverform in unmittelbarer Nähe ähnliche Ebenen zu finden, die aber alle um winzig kleine Winkel senkrecht zum Strahleinfall gedreht sind. Hat man alle Winkel zwischen 0 und [mm] 2\pi, [/mm] so ergibt sich ein Ringmuster.
Andere Ringmuster entstehen dann, wenn es um Netzebenen geht, bei denen der andere Winkel (nicht der von gerade) mit dem Lichtstrahl ein anderer ist.
So richtig?
Gruß
Paivren
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(Antwort) fertig | | Datum: | 09:18 Mo 24.11.2014 | | Autor: | chrisno |
So wie ich es lese, verstehst Du es richtig.
Jede Netzebenenschar erzeugt einen "Reflex" in Form eines Kegels. In der passend aufgestellten Schnittebene ergibt das einen Kreis. Zu jedem Netzebenenabstand gehört ein Kreisradius. Je nach Symmetrie des Kristalls können also auch mehrere Netzebenen in den gleichen Beugungskegel strahlen. Dies ist ein gewisser Nachteil gegenüber der Einkristall-Methode.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 18:20 Mo 24.11.2014 | | Autor: | Paivren |
Alles klar,
dann danke ich euch Zweien für die Antworten.
Gruß
Paivren
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