利用 X 光的衍射判斷材料晶格結構的原理是什麼？

1樓：Ada Zhu

光的衍射就是乙個傅利葉變幻的過程--光學傅利葉變換。還記得門函式的傅利葉變換嗎http://jpkc.

nwpu.edu.cn/jp2005/06/xinhaoxitong/ch3/kejian/3-5.

files/image117.gif 這不就是單縫衍射圖樣。光照射晶體得到衍射影象就相當於把晶體的空間排列通過傅利葉變換轉換到k空間，通過衍射圖樣得到晶體空間結構的資料處理過程就是逆變換。

通過x光得到morphology的大部分技術，saxs，exafs，total scattering...都是這個原理。

2樓：dt12

究竟是晶體結構還是晶格結構？如果是後者， @a crysfer 的答案大部分是對的，如果是前者，請詳見單晶結構分析原理和實踐（完整第二版）陳小明；當然，運氣好的話，也可以通過粉末衍射圖（就是a crysfer答案中最後提到的那個圖）解析得到晶體結構。

3樓：a crysfer

晶體是原子或原子組的週期排列，可以抽象為週期結構的點陣。從不同角度看去，點陣將會出現一系列晶面，比如下圖中畫出了2個晶面。

注意，不同晶面的面間距是不同的。這些晶面對X射線來說構成一系列反射面（因為X射線波長足夠短；普通光波波長太長，「看不到」晶面反射面）。X射線入射晶體後，不同深度晶面反射的一系列X射線有相位差，發生干涉，只有在某個特定角度，干涉將使反射的X射線極強。

具體來說就是布拉格條件，就是下圖中那個式子，它要求晶面間距、X射線入射角度、X射線波長、（以及晶體折射率）滿足特定關係。

測試樣本時，我們預先知道了X射線波長、晶體折射率，通過轉動樣本，尋找使出射X射線最強的角度，這種角度通過會有離散的若干個。我們就能判斷晶體存在一系列晶面，並計算它們的晶面間距。然後反推晶體結構。

下面是網上找的乙個X射線衍射圖，注意橫軸就是角度，縱軸是X射線衍射有多強。