Дифракция на пространственной решетке

Дифракция света наблюдается на одномерных решетках (система параллельных штрихов), на двумерных решетках (штрихи нанесены во взаимно перпендикулярных направлениях в одной и той же плоскости) и на пространственных (трехмерных) решетках — пространственных образованиях, в которых элементы структуры подобны по форме, имеют геометрически правильное и периодически повторяющееся расположение, а также постоянные (периоды) решеток, соизмеримые с длиной волны электромагнитного излучения.

Кристаллы, являясь трехмерными пространственными образованиями с постоянной решетки порядка 10^-10 м, могут быть использованы для наблюдения дифракции рентгеновского излучения (λ ≈ 10^-12÷10^{-8 м).}

Представим кристалл в виде параллельных кристаллографических плоскостей, отстоящих друг от друга на расстоянии d. Пучок параллельных монохроматических лучей (1, 2) падает под углом скольжения υ (угол между направлением падающих лучей и кристаллографической плоскостью) и возбуждает атомы кристаллической решетки, которые становятся источниками когерентных вторичных волн (1' и 2'), интерферирующих между собой. Максимумы интенсивности будут наблюдаться в тех направлениях, в которых все отраженные атомными плоскостями волны будут находиться в одинаковой фазе: — Формула ВульФа-Брэггов.

Эта формула используется в:

1) рентгеноструктурном анализе — если известна λ рентгеновского излучения, то, наблюдая дифракцию на кристаллической структуре неизвестного строения и измеряя υ и m, можно найти d, т.е. определить структуру вещества;

2) рентгеновской спектроскопии — если известна d, то измеряя υ и т, можно найти длину волны λ падающего рентгеновского излучения.