上海交通大学：《材料组织结构表征》课程教学资源（课件讲义）X射线物理学基础

X射线物理学基础

X射线物理学基础

·X射线的历史及应用 ·X射线的性质

• X射线的历史及应用 • X射线的性质

·X射线的历史及应用 ·X射线的性质

• X射线的历史及应用 • X射线的性质

X射线的历史及应用 德国物理学家伦 琴(Rontgen)1895 年在研究真空管中 的高压放电时，发 现一种不可见射线， 穿透力很强，当时 对它不了解，故称 之为X射线。 Wilhelm Conrad Rontgen and the first human X-ray photo

德国物理学家伦 琴 (Rontgen) 1895 年在研究真空管中 的高压放电时，发 现一种不可见射线， 穿透力很强，当时 对它不了解，故称 之为X射线。 Wilhelm Conrad Röntgen and the first human X-ray photo X射线的历史及应用

1912年劳厄(Laue)等发现X射线衍射现象， 证实X射线电磁波本质及晶体原子周期排列，开 创了物质衍射分析的新领域。 他们用一束多色X射线照射一块硫酸铜晶体，并用照相底 板记录透过硫酸铜的X射线，他们还用闪锌矿做同样的实验。实 验中他们首次观察到由晶体衍射形成的第一张X射线衍射斑点图。 这一现象激发了劳厄的灵感，他与Ewald进行了讨论， Ewald-认为晶体中的原子不但呈周期性排列，而且还堆垛的非常紧 密，原子间距应当与X射线波长相当。当时无人知道X射线是粒子 还是波，更没人知道X射线既是粒子又是波。这项工作使劳厄认 为X射线是一种短波射线，而晶体是很好的光栅

1912年劳厄(Laue) 等发现X射线衍射现象， 证实X射线电磁波本质及晶体原子周期排列，开 创了物质衍射分析的新领域。 他们用一束多色X射线照射一块硫酸铜晶体，并用照相底 板记录透过硫酸铜的X射线，他们还用闪锌矿做同样的实验。实 验中他们首次观察到由晶体衍射形成的第一张X射线衍射斑点图。 这一现象激发了劳厄的灵感，他与Ewald进行了讨论, Ewald认为晶体中的原子不但呈周期性排列,而且还堆垛的非常紧 密,原子间距应当与X射线波长相当。当时无人 知道X射线是粒子 还是波，更没人知道X射线既是粒子又是波。这项工作使劳厄认 为X射线是一种短波射线，而晶体是很好的光栅

布拉格 (Bragg)随后对劳厄 衍射花样进行了深 入研究，认为衍射 花样中各斑点是由 晶体不同晶面反射 所造成的，导出了 著名的布拉格定律。 (a) (b) 布拉格父子的肖像 以劳厄方程和布拉格定律为代表的X射 线晶体衍射几何理论，称为X射线运动 学衍射理论

布拉格父子的肖像 布拉格 (Bragg) 随后对劳厄 衍射花样进行了深 入研究，认为衍射 花样中各斑点是由 晶体不同晶面反射 所造成的，导出了 著名的布拉格定律。 以劳厄方程和布拉格定律为代表的X射 线晶体衍射几何理论，称为X射线运动 学衍射理论

X-ray related Nobel Prize Wilhelm Conrad Rontgen (1901) Max Theodor Felix von Laue (1914) ● Sir William Henry/Lawrence Bragg (1915) Charles Glover Barkla(1917) Base pairs James D.Watson Francis Cfick (1962) Thymine Guanine Cytosine Sugar phosphate backbone U.S.National Library of Medicine

X-ray related Nobel Prize • Wilhelm Conrad Röntgen (1901) • Max Theodor Felix von Laue (1914) • Sir William Henry/Lawrence Bragg (1915) • Charles Glover Barkla (1917) • James D. Watson & Francis Crick (1962)

X射线衍射技术的应用非常广泛，已渗透到物 理学、化学、地质学、生命科学、材料及各种工 程技术中，是一种重要的实验和分析方法。 利用布拉格衍射峰位及强度的应用概况如下： ①晶体结构分析，晶体结构测定，物相定性和 定量分析，相变的研究，薄膜结构分析 ②晶体取向分析，晶体取向、解理面及惯析面 测定，晶体变形与生长方向研究，织构测定

X射线衍射技术的应用非常广泛，已渗透到物 理学、化学、地质学、生命科学、材料及各种工 程技术中，是一种重要的实验和分析方法。 利用布拉格衍射峰位及强度的应用概况如下： ①晶体结构分析，晶体结构测定，物相定性和 定量分析，相变的研究，薄膜结构分析 ②晶体取向分析，晶体取向、解理面及惯析面 测定，晶体变形与生长方向研究，织构测定

点阵参数的测定，固溶体组分的测定，固溶 体类型的测定，固溶度的测定，宏观应力和弹性 系数的测定，热膨胀系数的测定 ④衍射线形分析，晶粒和嵌镶块尺度测定，冷 加工形变研究和微观应力测定，层错测定，有序 度测定，点缺陷统计分布及畸变场测定

③点阵参数的测定，固溶体组分的测定，固溶 体类型的测定，固溶度的测定，宏观应力和弹性 系数的测定，热膨胀系数的测定 ④衍射线形分析，晶粒和嵌镶块尺度测定，冷 加工形变研究和微观应力测定，层错测定，有序 度测定，点缺陷统计分布及畸变场测定

·X射线的历史及应用 ·X射线的性质

• X射线的历史及应用 • X射线的性质