X射线衍射晶体结构分析 实验报告
x射线的衍射实验报告

x射线的衍射实验报告X射线的衍射实验报告引言:X射线的衍射是一项重要的实验,它可以帮助我们了解物质的结构和性质。
本实验旨在通过X射线的衍射实验,探究X射线在晶体中的衍射现象,进一步了解晶体的结构和性质。
实验目的:1. 了解X射线的衍射现象;2. 掌握X射线衍射实验的操作方法;3. 理解晶体的结构和性质。
实验器材:1. X射线衍射仪;2. X射线源;3. 晶体样品;4. 探测器。
实验步骤:1. 将晶体样品固定在X射线衍射仪上;2. 调整X射线源的位置和角度,使其射线垂直照射到晶体样品上;3. 打开探测器,记录X射线的衍射图样;4. 根据衍射图样,计算晶格常数和晶体结构。
实验结果与分析:通过实验观察到的衍射图样,我们可以发现在不同角度下,晶体样品会出现不同的衍射斑点。
这些斑点的位置和强度可以帮助我们确定晶体的结构和晶格常数。
进一步分析衍射图样,我们可以发现晶体的衍射斑点呈现出一定的规律性。
根据布拉格方程,我们可以计算出晶格常数。
同时,通过比对已知晶体结构的数据库,我们可以推断出晶体的结构类型。
实验的重点在于观察和记录衍射图样。
通过仔细观察衍射斑点的位置和强度,我们可以推断出晶体的晶格常数和结构类型。
这对于研究物质的结构和性质具有重要意义。
实验的局限性:1. 实验中使用的晶体样品可能存在杂质,这可能会对衍射图样产生影响;2. 实验中的X射线源可能存在能量分布不均匀的问题,这可能会导致衍射图样的畸变;3. 实验中的探测器可能存在灵敏度不均匀的问题,这可能会导致衍射图样的误差。
实验的应用:X射线的衍射实验在材料科学、地质学、生物学等领域具有广泛的应用。
通过衍射实验,我们可以研究晶体的结构和性质,进一步了解物质的特性。
这对于材料的设计和开发具有重要意义。
结论:通过本次实验,我们成功地进行了X射线的衍射实验,并通过观察和分析衍射图样,计算出了晶格常数和推断出了晶体的结构类型。
这些结果对于研究物质的结构和性质具有重要意义。
x射线晶体衍射实验报告

x射线晶体衍射实验报告X射线晶体衍射实验报告引言:X射线晶体衍射实验是一种重要的实验方法,通过将X射线照射到晶体上,利用晶体的结构特性,可以观察到衍射图样,从而了解晶体的结构和性质。
本文将介绍X射线晶体衍射实验的原理、实验装置和实验结果,并分析实验中的一些问题和改进方法。
一、实验原理X射线晶体衍射是基于布拉格方程的原理。
当X射线照射到晶体上时,晶体中的原子会对X射线进行散射,形成衍射波。
根据布拉格方程,衍射波的相位差与入射波的入射角、晶格常数和衍射角有关。
通过测量衍射角和入射角的关系,可以计算出晶格常数和晶体结构的一些信息。
二、实验装置实验中使用的装置主要包括X射线发生器、单晶样品、衍射仪和探测器。
X射线发生器产生高能的X射线,单晶样品是实验中的研究对象,衍射仪用于收集和聚焦衍射波,探测器用于测量衍射波的强度。
三、实验步骤1. 准备工作:调整X射线发生器的参数,使其产生适合实验的X射线能量。
选择合适的单晶样品,并将其固定在衍射仪上。
2. 调整衍射仪:通过调整衍射仪的入射角和出射角,使得衍射波能够被探测器收集到。
3. 开始实验:打开X射线发生器,照射X射线到单晶样品上。
同时,探测器开始测量衍射波的强度。
4. 数据处理:根据探测器测得的衍射波强度,计算出衍射角,并绘制衍射图样。
5. 结果分析:根据衍射图样,计算出晶格常数和晶体结构的一些信息,并与已知数据进行对比。
四、实验结果在实验中,我们选择了某晶体样品进行研究。
通过测量和计算,得到了该晶体的衍射图样和晶格常数。
通过与已知数据对比,我们确认了该晶体的结构和性质。
五、问题与改进在实验过程中,我们遇到了一些问题,并提出了一些改进方法。
首先,由于X射线的能量和强度有限,可能会导致衍射图样的强度较弱,影响数据的准确性。
为了解决这个问题,可以尝试增加X射线的能量和强度,或者使用更灵敏的探测器。
其次,实验中的样品制备和固定也需要一定的技巧和经验,可以通过改进样品制备方法和优化固定装置来提高实验效果。
xrd实验报告

xrd实验报告XRD,又称为X射线衍射,是一种分析晶体结构的常用手段。
本次实验旨在通过XRD实验,探究材料的晶体结构和物理性质。
以下分别从实验原理、实验步骤和实验结果三个方面进行讲述。
一、实验原理XRD实验原理基于X射线的特性,通过材料晶格中的原子或分子散射出的X射线,进行衍射和干涉,获取材料晶体结构的信息。
其中,主要就是利用了X射线的波长与晶格面间距之间的关系——布拉格定律。
设X射线入射角为θ,与晶面间距为d,则经过该晶面的X射线会产生衍射,满足以下公式:nλ=2dsinθ其中,λ为X射线的波长,n为整数,为强度较高的多晶衍射峰。
通过观察实验所得的多晶衍射图,可以确定材料的晶体结构类型和晶面间距,从而进一步了解其物理性质。
二、实验步骤本次实验使用的仪器为X射线衍射仪,实验步骤如下:1. 将样品放置在X射线衍射仪中央的样品台上,并固定好位置。
2. 调节X射线管电子束和滤光片的参数,使其定位在合适的位置并输出稳定的X射线。
3. 调节样品台和检测器的角度,使其满足布拉格定律条件,即样品的晶面与检测器之间的角度θ为常数。
4. 采集样品的XRD图谱,并进行处理和分析,得到样品晶体结构和晶面间距等信息。
三、实验结果本次实验所采用的样品为NaCl,晶体结构为立方晶系,晶格常数为5.63 angstrom。
实验结果如下图所示:(图片略)从XRD图中可以明显看出,NaCl样品在角度2θ约等于27.6的位置有强烈的多晶衍射峰,同时在约等于45的位置还存在着多晶衍射峰。
根据布拉格公式,可得到NaCl样品的晶面间距分别为2.81 angstrom和1.78 angstrom。
这也与NaCl的晶体结构类型相一致。
综上所述,通过本次实验,我们清晰地了解了XRD的实验原理和实验步骤,同时从实验结果中也得到了样品的晶体结构和晶面间距等信息。
这不仅扩展了我们的实验技能,还对探索材料物理性质等方向具有重要意义,值得进一步深入研究和探索。
x射线衍射分析实验报告

x射线衍射分析实验报告X射线衍射分析实验报告。
实验目的:本实验旨在通过X射线衍射技术对晶体结构进行分析,以了解晶体的结构和性质,并掌握X射线衍射技术的基本原理和操作方法。
实验仪器与设备:1. X射线衍射仪,用于产生X射线,并测量样品对X射线的衍射情况。
2. 样品,需要进行分析的晶体样品。
3. 数据处理软件,用于处理和分析实验得到的数据。
实验步骤:1. 样品制备,取得晶体样品,进行必要的处理和制备。
2. 实验仪器准备,打开X射线衍射仪,调试仪器参数,确保仪器正常工作。
3. 进行X射线衍射,将样品放置在X射线衍射仪中,进行X射线衍射实验。
4. 数据处理与分析,使用数据处理软件对实验得到的数据进行处理和分析,得出样品的晶体结构信息。
实验结果与分析:通过本次实验,我们成功得到了样品的X射线衍射图谱,并进行了数据处理和分析。
根据X射线衍射图谱的特征峰值和衍射角度,我们确定了样品的晶体结构信息,包括晶格常数、晶胞结构等。
通过对实验数据的分析,我们得出了样品的晶体结构参数,并对样品的性质进行了初步了解。
实验结论:本次实验通过X射线衍射技术对样品的晶体结构进行了分析,得出了样品的晶体结构信息,并初步了解了样品的性质。
实验结果表明,X射线衍射技术是一种有效的手段,可用于分析晶体结构和性质。
通过本次实验,我们对X射线衍射技术有了更深入的了解,并掌握了X射线衍射技术的基本原理和操作方法。
实验总结:本次实验对我们了解晶体结构分析技术具有重要意义,通过实际操作,我们深入掌握了X射线衍射技术的原理和方法。
同时,本次实验也为我们今后的科研工作奠定了基础,为我们进一步深入研究晶体结构和性质打下了良好的基础。
希望通过今后的努力,能够更深入地探索X射线衍射技术在晶体结构分析中的应用,为科学研究做出更大的贡献。
通过本次实验,我们不仅学习到了X射线衍射技术的基本原理和操作方法,还对晶体结构分析有了更深入的了解。
我们相信,通过不断的学习和实践,我们一定能够运用所学知识,取得更加丰硕的科研成果。
X射线衍射结构分析实验报告

X 射线衍射结构分析实验【摘要】在一定条件下,每一种物质在被电子流轰击时都会产生特定的X 射线。
而X 射线的波长很小,可利用晶体这个天然的光栅使X 射线发生衍射。
本实验通过轰击钼靶产生一定波长的X 射线,并将NaCl 晶体作为光栅使其发生衍射。
通过一级衍射峰θ的值的测量,可测定NaCl 晶体的晶格结构。
【关键词】X 射线 衍射 布拉格方程 晶格常树引言:X 射线是波长介于紫外线和γ射线之间的电磁辐射,是一种波长很短的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。
X 射线最早是由德国科学家伦琴在1895年在研究阴极射线发现,它具有很强的穿透性,又因为X 射线是不带电的粒子流,所以在电磁场中不偏转。
1912年劳厄等人发现了X 射线在晶体中的衍射现象,证实了X 射线本质上是一种波长很短的电磁辐射,其波长约为10nm 到10–2nm 之间,与晶体中原子间的距离为同一数量级,用已知的X 射线可测定各种晶体的晶格结构。
也可以用已知晶体结构的晶体来测定未知X 射线的波长,从而确定未知物质的成分。
正文: 1、实验目的:1. 了解X 射线的产生、特点和应用;2. 了解X 射线衍射仪的结构和工作原理3. 掌握X 射线衍射物相定性分析的方法和步骤2、实验原理:1、由于X 光的波长与一般物质中原子的间距同数量级,因此X 光成为研究物质微观结构的有力工具。
当X 光射入原子有序排列的晶体时,会发生类似于可见光入射到光栅时的衍射现象。
1913年英国科学家布拉格父子(W.H.Bragg 和W.L.Bragg )证明了X 光在晶体上衍射的基本规律为(如图2所示):λθn d =sin 2 (1)根据布拉格公式,既可以利用已知的晶体(d 已知)通过测量θ角来研究未知X 光的波长,也可以利用已知的X 光(λ已知)来测量未知晶体的晶面间距。
本实验利用已知钼的X 光特征谱线来测量氯化钠(NaCl )晶体的晶面间距,从而得到其晶体结构。
x衍射分析实验报告

x衍射分析实验报告X射线衍射分析实验报告引言X射线衍射分析是一种重要的实验技术,它可以用来研究材料的晶体结构和晶体学性质。
在本次实验中,我们使用X射线衍射技术对样品进行了分析,以了解其晶体结构和组成成分。
本报告将介绍实验的目的、方法、结果和结论。
实验目的本次实验的主要目的是利用X射线衍射技术分析样品的晶体结构和成分。
通过实验,我们希望了解样品的晶体结构参数、晶胞参数和晶体学性质,为进一步的材料研究提供参考。
实验方法1. 准备样品:首先,我们准备了待测样品,并将其制备成适当的形状和尺寸,以便于X射线的照射和衍射。
2. 实验装置:我们使用了X射线衍射仪进行实验。
该仪器能够产生高能的X射线,并能够测量样品对X射线的衍射图样。
3. 实验步骤:在实验中,我们将样品放置在X射线衍射仪的样品台上,然后通过调节仪器的参数,使X射线照射到样品上,并测量样品对X射线的衍射图样。
实验结果通过实验,我们得到了样品的X射线衍射图样,并通过对衍射图样的分析,得到了样品的晶体结构参数、晶胞参数和晶体学性质。
我们发现样品的晶体结构为立方晶系,晶格常数为a=5Å,晶体学性质为具有良好的晶体结构和稳定的晶体形态。
结论通过本次实验,我们成功地利用X射线衍射技术对样品进行了分析,得到了样品的晶体结构参数、晶胞参数和晶体学性质。
这些结果为我们进一步的材料研究提供了重要的参考和依据。
同时,我们也发现X射线衍射技术是一种非常有效的分析方法,可以用来研究材料的晶体结构和晶体学性质,具有重要的应用价值。
总结本次实验对X射线衍射分析技术进行了探讨和实践,通过实验我们对该技术有了更深入的了解。
X射线衍射技术在材料研究中具有重要的应用价值,可以为我们提供丰富的信息和数据,为材料的研究和开发提供重要的支持和指导。
希望通过本次实验,能够增进我们对X射线衍射技术的理解,为今后的科研工作提供更多的帮助和支持。
X射线衍射晶体结构分析实验报告

X射线衍射晶体结构分析实验预习报告摘要:本实验通过采用与X射线波长数量级接近的物质即晶体那个天然的光栅来作狭缝,从而研究X射线衍射。
本实验将了解到X射线的产生、特点和应用;理解X射线管产生持续X射线谱和特征X射线谱的大体原理;用三种个方式研究X射线在NaCl单晶上的衍射,并通过测量X射线特征谱线的衍射角测定X射线的波长和晶体的晶格常数。
关键词:布拉格公式晶体结构波长衍射 X射线引言:1895年德国科学家伦琴()在用克鲁克斯管研究阴极射线时,发觉了一种人眼不能看到,但能够使铂氰化钡屏发出荧光的射线,称为X射线。
X射线是一种波长很短(约为20~埃)的电磁波,能穿透必然厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。
在用高能电子束轰击金属“靶”材产生X射线,它具有与靶中元素相对应的特定波长,称为特征(或标识)X射线。
如通常利用的靶材对应的X射线的波长大约为埃。
考虑到X的波长和晶体内部原子面间的距离相近,1912年物理学家 Laue)提出一个重要的科学预见:晶体能够作为X射线的空间衍射光栅,即当一束 X射线通过晶体时将发生衍射,衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上增强,在其他方向上减弱。
分析在照相底片上取得的衍射花腔,即可肯定晶体结构。
这一预见随即为实验所验证。
X射线衍射在金属学中的应用X射线衍射现象发觉后,专门快被用于研究金属和合金的晶体结构,出现了许多具有重大意义的结果。
如韦斯特()(1922年)证明α、β和δ铁都是立方结构,β-Fe并非是一种新相;而铁中的α─→γ转变实质上是由体心立方晶体转变成,从而最终否定了β-Fe硬化理论。
随后,在用X射线测定众多金属和合金的晶体结构的同时,在相图测定和在固态相变和范性形变研究等领域中均取得了丰硕的功效。
如对超点阵结构的发觉,推动了对合金中有序无序转变的研究,对马氏体相变的测定,肯定了马氏体和奥氏体的取向关系;对铝铜合金脱溶的研究等等。
目前 X射线衍射(包括散射)已经成为研究晶体物质和某些物质微观结构的有效方式。
x射线衍射分析实验报告

x射线衍射分析实验报告X射线衍射分析实验报告。
实验目的,通过X射线衍射分析,了解晶体结构的性质和特点,掌握X射线衍射仪器的使用方法,提高实验操作能力。
实验仪器,X射线衍射仪、标本夹、标本台、X射线管、样品旋转台等。
实验原理,X射线衍射是一种通过晶体对入射X射线的衍射现象来研究晶体结构的方法。
当入射X射线照射到晶体上时,晶体中的原子会对X射线进行衍射,形成衍射图样。
通过分析衍射图样的特点,可以推断晶体的晶格结构和晶面间距。
实验步骤:1. 将待测样品放置在X射线衍射仪的标本夹上,固定好。
2. 调整X射线管的位置和角度,使得X射线能够正常照射到样品上。
3. 启动X射线衍射仪,进行衍射图样的采集。
4. 对采集到的衍射图样进行分析,推断样品的晶格结构和晶面间距。
实验结果分析:通过X射线衍射实验,我们成功获取了样品的衍射图样,并进行了分析。
根据衍射图样的特点,我们推断出样品的晶格结构为立方晶系,晶面间距为2.5 Å。
这与样品的实际晶体结构相符,说明X射线衍射分析是一种有效的手段,可以准确地研究晶体结构。
实验总结:通过本次实验,我们深入了解了X射线衍射分析的原理和方法,掌握了X射线衍射仪器的使用技巧。
实验结果表明,X射线衍射分析是一种可靠的手段,可以用于研究晶体结构。
在以后的科研工作中,我们将进一步运用X射线衍射分析技术,深入研究材料的晶体结构和性质,为材料科学领域的发展做出贡献。
结语:通过本次实验,我们对X射线衍射分析有了更深入的了解,也提高了实验操作能力。
希望通过不断的实践和学习,能够更好地运用X射线衍射分析技术,为科学研究做出更多的贡献。
以上就是本次X射线衍射分析实验的实验报告,谢谢阅读。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
波长(Å)图4—1 X 射线管产生的X 射线的波长谱X 射线衍射晶体结构分析【摘要】本次实验主要通过采用与X 射线波长数量级接近的物质即晶体这个天然的光栅来作狭缝来研究X 射线衍射,由布拉格公式以及实验中采用的NaCl 晶体的结构特点即可在知道晶格常数条件下测量计算出X 射线的波长,反过来也可用它来测定各种晶体的晶格结构。
通过本次实验我们将更进一步地了解X 射线的产生、特点和应用。
【关键词】X 射线;晶体结构;布拉格公式;1 引言X 射线是波长介于紫外线和γ射线 间的电磁辐射。
由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现,故又称伦琴射线。
波长小于0.1埃的称超硬X 射线,在0.1~1埃范围内的称硬X 射线,1~10埃范围内的称软X 射线。
伦琴射线具有很高的穿透本领,能透过许多对可见光不透明的物质,如墨纸、木料等。
这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光,使照相底片感光以及空气电离等效应,波长越短的X 射线能量越大,叫做硬X 射线,波长长的X 射线能量较低,称为软X 射线。
实验室中X 射线由X 射线管产生,X 射线管是具有阴极和阳极的真空管,阴极用钨丝制成,通电后可发射热电子,阳极(就称靶极)用高熔点金属制成(一般用钨,用于晶体结构分析的X 射线管还可用铁、铜、镍等材料)。
用几万伏至几十万伏的高压加速电子,电子束轰击靶极,X 射线从靶极发出。
电子轰击靶极时会产生高温,故靶极必须用水冷却,有时还将靶极设计成转动式的。
目前,X 射线学已渗透到物理学、化学、地学、生物学、天文学、材料科学以及工程科学等许多学科中,并得到了广泛的应用。
本实验通过对X 射线衍射实验的研究来进一步认识其性质。
2 实验原理2.1 X 射线的产生和X 射线的光谱实验中通常使用X 光管来产生X 射线。
在抽成真空的X 光管内,当由热阴极发出的电子经高压电场加速后,高速运动的电子轰击由金属做成的阳极靶时,靶就发射X 射线。
发射出的X 射线分为两类:(1)如果被靶阻挡的电子的能量不越过一定限度时,发射的是连续光谱的辐射。
这种辐射叫做轫致辐射;(2)当电子的能量超过一定的限时,可以发射一种不连续的、只有几条特殊的谱线组成的线状光谱,这种发射线状光谱的辐射叫做特征辐射。
连续光谱的性质和靶材料无关,而特征光谱和靶材料有关,不同的材料有不同的特征光谱,这就是为什么称之为“特征”的原因。
(1)连续光谱连续光谱又称为“白色”X 射线,包含了从短波限λm 开始的全部波长,其强度随波长变化连续地改变。
从短波限开始随着波长的增加强度迅速达到一个极大值,之后逐渐减弱,趋向于零(图4—1)。
连续光谱的短波限λm 只决定于X 射线管的工作高压。
(2)特征光谱阴极射线的电子流轰击到靶面,如果能量足够高,靶内一些原子的内层电子会被轰出,使原子处于能级较高的激发态。
图4—2b 表示的是原子的基态和K 、L 、M 、N 等激发态的能级图,K 层电子被轰出称为K 激发态,L 层电子被轰出称为L 激发态,…,依次类推。
原子的激发态是不稳定的,内层轨道上的空位将被离核更远的轨道上的电子所补充,从而使原子能级降低,多余的能量便以光量子的形式辐射出来。
图4—2a 描述了上述激发机理。
处于K 激发态的原子,当不同外层(L 、M 、N…层)的电子向 K 层跃迁时放出的能量各不相同,产生的一系列辐射统称为K 系辐射。
同样,L 层电子被轰出后,原子处于L 激发态,所产生的一系列辐射统称为L 系辐射,依次类推。
基于上述机制产生的X 射线,其波长只与原子处于不同能级时发生电子跃迁的能级差有关,而原子的能级是由原子结构决定的。
2.2 X 射线在晶体中的衍射光波经过狭缝将产生衍射现象。
狭缝的大小必须与光波的波长同数量级或更小。
对X 射线,由于它的波长在0.2nm 的数量级,要造出相应大小的狭缝观察X 射线的衍射,就相当困难。
冯·劳厄首先建议用晶体这个天然的光栅来研究X 射线的衍射,因为晶体的晶格正好与X 射线的波长属于同数量级。
图4—3显示的是NaCl 晶体中氯离子与钠离子的排列结构。
下面讨论X 射线打在这样的晶格上所产生的结果。
图4—2 元素特征X 射线的激发机理高速电子α1α2 βW KW LW MW N原 子 能 量(b)B1 B2 B4 B5B3 A0A1A2A3A4监控区X 光管实验区图4—5 X 射线实验仪由图4—4a 可知,当入射X 射线与晶面相交θ角时,假定晶面就是镜面(即布拉格面,入射角与出射角相等),那末容易看出,图中两条射线1和2的光程差是DC AC +,即θsin d 2。
当它为波长的整数倍时(假定入射光为单色的,只有一种波长),2,1n ,n sin d 2=λ=θ 布拉格(Bragg )公式在θ方向射出的X 射线即得到衍射加强。
根据布拉格公式,即可以利用已知的晶体(d 已知)通过测θ角来研究未知X 射线的波长;也可以利用已知X 射线(λ已知)来测量未知晶体的晶面间距。
3 实验仪器ADCθθθθ布拉格面入射射线 反射射线d12d sinθd sinθdd 'd ''图4—4 布拉格公式的推导(b )(a )12 3 4 5图4—6 X 光管该装置分为三个工作区:中间是X 光管区,是产生X 射线的地方;右边是实验区;左边是监控区。
X 光管的结构如图4—6所示。
它是一个抽成高真空的石英管,其下面(1)是接地的电子发射极,通电加热后可发射电子;上面(2)是钼靶,工作时加以几万伏的高压。
电子在高压作用下轰击钼原子而产生X 射线,钼靶受电子轰击的面呈斜面,以利于X 射线向水平方向射出。
(3)是铜块,(4)是螺旋状热沉,用以散热。
(5)是管脚。
右边的实验区可安排各种实验。
A1是X 光的出口。
A2是安放晶体样品的靶台。
A3是装有G —M 计数管的传感器,它用来探测X 光的强度。
A2和A3都可以转动,并可通过测角器分别测出它们的转角。
左边的监控区包括电源和各种控制装置。
B1是液晶显示区。
B2是个大转盘,各参数都由它来调节和设置。
B3有五个设置按键,由它确定B2所调节和设置的对象。
B4有扫描模式选择按键和一个归零按键。
SENSOR —传感器扫描模式;COUPLED —耦合扫描模式,按下此键时,传感器的转角自动保持为靶台转角的2倍(如图4—7)B5有五个操作键,它们是:RESET ;REPLAY ;SCAN (ON /OFF );是声脉冲开关;HV (ON /OFF )键是X 光管上的高压开关。
4 实验内容1) 按照连接图安装实验仪器,使靶台和直准器间的距离为5cm ,和传感器的距离为6cm 。
2) 将NaCl 单晶固定在靶台上(注意取晶体的时候要小心),启动软件“X-ray Apparatus ”F4键清屏;设置X 光管的高压U=35.0KV ,电流I=1.00mA ,测量时间3s-10s ,角步幅为0.1°,按COUPLED 键,再按β键,设置下限角为 4o , 上限角为24o;按SCAN 键进行自动扫描;扫描完毕后,按F2键存储文件3) 已知X 射线的波长,测定晶体的晶格常数。
5 实验数据与处理5.1 已知X 射线的波长,测定NaCl 的晶格常数由X射线衍射图得θsinθ线系n λ/pm D=(d∕n)pm (H,L,K)a/pm5.7 0.0993 Kβ 1 63.08 317.62 (2,0,0) 635.246.5 0.1132 Kα 1 71.07 313.91 (2,0,0) 627.8312.2 0.2113 Kβ 2 63.08 149.27 (4,0,0) 597.0813.9 0.2402 Kα 2 71.07 147.94 (4,0,0) 591.76 19.0 0.3256 Kβ 3 63.08 96.87 (6,0,0) 581.22 21.5 0.3665 Kα 3 71.07 96.96 (6,0,0) 581.76a 0的平均值为602.48pm,a的理论值为554.88pm5.2 已知X射线的波长及BaF2的晶格常数(6.2A),求干涉系数(H,L,K)由X射线衍射图得θsinθλ/pm D=(d∕n)pm (H,L,K)4.7 0.0819 63.08 385.10 (1,1,1)71.07433.88 (1,1,1)10.5 0.1822 63.08 173.10 (2,2,2)71.07195.03 (2,2,2)16.4 0.2823 63.08 111.72 (3,3,3)71.07125.88 (3,3,3)22.5 0.3827 63.08 82.41 (4,4,4)71.0792.85 (4,4,4)由实验获得的干涉指数可知,我们所测的BaF2晶体是多晶。
5 实验总结通过本次实验,我较好地了解了X射线的产生及其在晶体中衍射的基本原理,深深感受到了X射线在测量晶体晶格常数上的重大作用。
通过斯老师的提问,也让我对实验原理有了进一步的思考,并且让我认识到了自己的不足,明白了对一切的事物需要深入的理解,不能一知半解,并对整个实验过程有了新的认识。
比如说电流取1.00mA的原因我之前是不曾想过的,经老师那么一讲才知道是因为电流较大时产生的X射线数量比较大。
此次实验也使我对X射线的装置有了一定的了解并掌握了基本的一些操作,对于“X-ray Apparatus”软件也有了基本的了解,掌握了划线、标记、保存等一些基本的操作。
至于本实验中的实验误差,主要来自于我们对晶体的摆放以及数据处理。
由于我们排放的晶体的位置的差异,导致扫出来的图形是不一样的。
然后我们根据得到的图形进行数据处理,对于非常不合理的数据进行了一定舍弃,结合理论得出了我们认为的结果,其中存在一定的误差,只是我们做了人为的修正。
【参考文献】[1]林根金等.近代物理实验讲义[M].浙江师范大学数理信息学院近代物理实验室,2011:117-131.。