Formula Bragg. мейкиндик тор менен демилгечи

Бул макалада бир формула Bragg көрсөтүлөт, азыркы заманда анын маанисин окуган. Биз катуу боюнча электрон демилгечи ачылышынын мүмкүн болду заттарды изилдөө ыкмалары.

Илим жана чыр-чатактар

түрдүү муундары экенин да Turgenev романы "аталары балдары менен." деп, бири-бирин түшүнө албай турган үй-бүлөсү менен жүз жыл жашайт, балдары, алардын аксакалдарын урматташыбыз, баары бири-бирине, андан кийин дагы бир жолу колдоо - жана бардык өзгөрүүлөр Ошондо чындык болуп саналат. Ал эми илим менен бардык маселе. ар бир кыймылды табигый илим-католик чиркөөсү деп каршы чыгуу эч нерсеси жок дүйнөдө контролсуз өзгөрүшүнө алып келиши мүмкүн. Бир ачылыш гигиена кабылдоону өзгөрөт, ал эми кары адамдар туура экен, мындан алардын урпактары да жеп, алардын тиш алдында кол жуу. Бабушка анын Бабушка баштарын чайкашат: "Эмне, биз жок эле жашап, эч нерсе жыйырма балдарды төрөп берди. Ал эми бул сенин тазалык гана зыян жана жамандык бир болуп саналат. "

планеталардын жайгашкан бир гипотеза - азыр ар бир бурчта, жаш билимдүү адамдар, спутниктик жана метеоритти майдалап, телескоптордун жардамы менен Саманчынын жолу мүнөзүн талкуулап, ал эми нааразы улуу муун жөнүндө: "болбогон болсо, космос мейкиндигинде жана асман чөйрөсүндө колдонуу кандай, айланып эле, айырмасы эмне Марс жана Venus жакшы картошка барып өстү, ал дагы пайдалуу болмок эле. "

А алдыга технологиясы, белгилүү демилгечи торун орун экендиги менен мүмкүн - ар башка чөнтөккө ташкил болуп саналат. Ошол эле учурда улгайган адамдардын нааразы: "жакшы нерсе, бул тез билдирүүлөр менен эмес, алар бул катты бир нерсе эмес." Бирок бул үндөр парадоксалдуу сыяктуу эле, ар кандай техникалар ээлери дээрлик аба сыяктуу, берген бир түрү катары кабыл алышат. Ал эми бир нече адам, алардын ишинин механизмдери жөнүндө ойлонуп, адамдын жүрөгү бир, эки же үч жүз жыл үчүн жасаган эбегейсиз жол.

ХХ кылымдын башында

аягында он тогузунчу кылымда адамзат бардык ачык окуялардын билим кыйынчылыктарга туш болот. Ал Ошто, биз буга чейин эле бардыгын билем деп ишенип, ал эми бир гана майда-чүйдөсүнө чейин билип калды. Бирок, Планктын Quanta жана баалык түзө мамлекеттердин ачылыш түзмө-заттын түзүлүшү жөнүндө мурунку ойлорун оодарып салды.

Ачылышы биринин артынан бири кулап, изилдөөчүлөр, бири-бирин колунан идеяларды алып турчумун. Гипотеза сыналган, талкууланып, пайда болот +, четке какты. Бир так нерсе жаңы жүздөгөн бөлүнгөндүктөн, жооп издөөгө даяр көп адамдар бар эле.

Дүйнөнүн бир нерседе өзгөрткөн бурулуш пункттарынын бири болуп, элементардык бөлүкчөлөр кош мүнөздөгү ачылышы болду. Ансыз формула Bragg пайда болмок эмес. деп аталган толкундук дуализм, айрым учурларда эмне үчүн түшүндүрүп, электрон массасы бар орган катары алып жүрөт (б.а. корпускулалардан, бөлүкчө), ал эми башка учурларда - сонун толкунуна окшош. Илимпоздор көп талашып, бирок, бир жыйынтыкка келе жок, - дүйнөнү объектилерди, мисалы, ар кандай касиеттери да бар.

Бул макалада биз элементардык бөлүкчөлөр толкун касиеттери кызыкдар эмес экенин билдирет Брэгг базасында мыйзамын сүрөттөйт. адистин Анткени, бул суроолор өлчөмдө нанометр токтомунун босогосун жоюу, биз сөзсүз жоготот, анткени, ар дайым ар түрдүү - Гейзенберг негизги күчүнө кирет. Бирок, көпчүлүк үчүн бул жетиштүү орой болжолдуу жок. Ошондуктан элестетүү жана түшүнүү үчүн жетиштүү жөнөкөй бир карапайым толкундардын кошуп, кайра кемитип өзгөчөлүктөрүн, түшүндүрө баштоо зарыл.

Waves жана көкүрөк

Бала адамдар сейрек Тригонометрия катары алгебранын бул бутакты жакшы көрчү. Sine жана косинус, тангенс жана Котангенс Мындан тышкары, кемитип, жана башка кайра өз системасы бар. Бул, балким, балдары түшүнө эмес, изилдөө үчүн абдан кызыктуу. Көптөгөн күнүмдүк жашоонун кайсы бир бөлүгү үчүн, бул зарыл эмне себептен бул билим колдонулушу мүмкүн түпөйүл.

Мунун баары кантип кызыгып келген адамдан көз каранды болот. Кээ бир адамдар, мисалы, күн, түнкүсүн ай ичинде жарык болуп, билим жок, суу суу жана хард-рок. Бирок, бир адам көрүп ёткёрълъп, бардык эле адамдар, кызыкдар болгон адамдар да бар. талыкпас изилдөө жана үзүндүлөрү толкун касиетин изилдөөдөн көбүрөөк пайда түшүндүрөт үчүн калычтуусу, элементардык бөлүкчөлөр Physics. Мисалы, электрон демилгечи дал ушул мыйзамдарга баш ийет.

Алгач, өжөрлүгү боюнча иш: Сенин көзүн жаап, толкун өздөрүн кетиш көрөлү.

чексиз sinusoid томпоктук бороз, томпоюп чыгып бороз дейли. ага эч нерсе өзгөргөн жок, бири-бирине: бархан чокусунан расстояние башка бардык жерде эле бирдей. ал аз дегенде чейин барат сызыктын жантаюу, элдин ар бир бөлүгү үчүн бирдей болуп саналат. Эки бирдей синус толкун бир нече болсо, анда маселе дагы татаал болуп калат. мейкиндик тордолгон боюнча демилгечи бир нече толкун толуктоо жөнүндө түздөн-түз көз каранды болот. алардын өз ара мыйзамдары бир нече себептерге да байланыштуу.

биринчи - баскыч. Бул кайсы бөлүктөрү эки ийилген тийип. Акыркы миллиметр алардын матч максималдуу болсо, ийри жакын бурчтар бирдей болсо - бардык көрсөткүчтөр көбөйөт, өркөчтүү жогорку эки эсе, ал эми ичи - эки эсе терең. Тескерисинче болсо - бир ийри максималдуу дегенде туура дагы, толкундар ар башка жокко бардык толкундар нөлгө кайрылышат. Ал эми мүнөзү гана жарым-жартылай дал келген жок болсо - башкача айтканда, бир ийри максималдуу башка жогорулашынан же төмөндөшүнөн түшүп, сүрөт өтө оор болуп калат. Жалпысынан алганда, формула так кийин болуп калат деп Bragg бурчу гана турат. Бирок, толкун ортосундагы өз ара эрежелери толук корутунду түшүнүүгө жардам берүү.

Экинчи - амплитуда. Бул өркөчү, аскалардын бийиктиги болот. см болгон ийри бийиктиги болсо, жана башка - эки, анда алар тиешелүү болушу керек. Бул эки см максималдуу толкундун бийиктиги бир сантиметрдин минималдуу бийиктиги менен толкун үстүндө катуу туш болсо, алар бири-бирине, ал эми бир гана толкундоолордон биринчи толкуну бийиктиги төмөндөйт жокко чыгаруу эмес, бар. Мисалы, электрон демилгечи өзүлөрүндөгү энергияны аныктайт термелүүлөрдүн бойлору, көз каранды.

Үчүнчү - курс. Мындай Maxima же минимумга эки элдин окшош пункттарынын ортосундагы Бул аралыкта. жыштыктар ар түрдүү болсо, кээ бир учурда андан чокулары дал эки ийри, тиешелүүлүгүнө жараша, толугу менен өтүшкөн. Бул мындан ары кийинки мезгил ичинде ишке ашат, акыркы максималдуу төмөн жана төмөнкү болуп саналат. Андан кийин бир толкун максималдуу бул жаза төмөн натыйжа берип, башка, бери дегенде, толугу менен туура келет. Силер билгендей, натыйжада, ошондой эле абдан татаал, бирок мезгил-мезгили менен. эртеби-кечпи, кайрадан элестетип, кайра эки Maxima зээр. Ошентип, ар кандай жыштыктарда менен толкундардын арызы жаңы өзгөрмө бир- ге термелүүлөрдүн пайда болот.

Төртүнчүсү - багыты. Адатта, бир-бирине окшош толкун (бул учурда белги- толкун) карап жатканда, алар дароо эле бири-бирине окшош деп ишенишет. Бирок, чыныгы дүйнө башкача айтканда, багыты ичинде бир нерсе болушу мүмкүн , үч өлчөмдүү бир мейкиндикте. Ошентип, кошумча же толкундар окшоштук жол берет эсептелген. Алар карама-каршы багыттар боюнча түрткү болсо, анда алардын ортосунда эч кандай өз ара аракеттенүү жок. Мыйзам Bragg гана окшоштук тушташ пайда болору жөнүндө так турат.

Тоскоолдуктарды жана демилгечи

Бирок, электромагниттик нурдануунун да - бул так белги- толкун эмес. Гюгенс "негизги каражаты ар бир пункт wavefront (же бузулушу) жетти үчүн мамлекеттер тоголок толкундардын экинчи булагы болуп саналат. Ошентип, жайылышы деп, ар бир учурда, бардык учурда жарыктын толкун бири. Бул тоскоолдук болуп саналат.

Бул кубулуш жарык, атап айтканда, ал электромагниттик толкундар жалпысынан тоскоолдуктарды айланып тизе бүгүшү үчүн негиз болуп саналат. Акыркы жагдай демилгечи деп аталат. Окурман мектептен эсимде жок болсо, биз жарык системасынын татаал Maxima жана минимумга эки кара экран тилгенде, кадимки Ак нур менен жарык кылынган, тилкелер эки бирдей, жана көптөгөн күчтөгү эмес, т.а. көрсөтөбүз.

Тилкелъъ жарык менен нурдана эмес, бир дене электрондорду жаадырып (же, мисалы, .КУРГАКТЫКТАРДЫН) болсо, биз да дал ушундай пайда болот. электрондор эмитирленген жана тоскоолдук. Бул алардын толкун мүнөзүн көрсөтө турат. Бул Bragg демилгечи (көп учурда жөн-Брэгг базасында аталат) мезгил-мезгили менен тордон окуя этабы менен туш-тушка чачырап кеткен толкун менен дал толкундар күчтүү чачылып турат тургандыгын белгилей кетүү керек.

катуу

Бул сөздөр менен, ар бири өз мамиледе болушу мүмкүн. Бирок, катуу - кристаллдары, айнек, керамика түзүлүшүн жана касиеттерин изилдөөчү аныкталды белгилүү бир бутагы. Төмөндө илимпоздор бир рентген талдоо негиздерин иштеп чыгышкан деп гана белгилүү билдирди.

Ошентип, кристалл - атомдордун ядролорунда бири-бири менен орун салыштырмалуу бир жакшы аныкталган кызмат орундарын ээлей качан заттын мамлекеттик жана электрон орбиталарынын эркин электрондор жалпылаштырылат. катуу дененин негизги өзгөчөлүгү - мезгилдүүлүгү. Окурман бир жолу аныкталды же химия боюнча кызыкдар болгон болсо, анда, балким, анын башына бир сүрөттү сөпөт кристаллдык решётканын менен туз (- галит NaCl формула минералдык аты) менен.

атомдордун эки түрү жетиштүү жыш структураны түзүүдө, абдан жакын байланыш бар. куб тордолгон үч өлчөмдө натрий жана chloro Кезектешкен түрү, анын тараптар бири-бирине перпендикуляр болуп саналат. Ошентип, мезгил (же бирдиги клетка) - башка - үч vertices бир түр атомдорду, башка үч түзөт деги бир куб. бири-бирине ушундай музда Акысыз, ал чексиз хрусталдай алуу мүмкүн. Бардык атомдор мезгил-мезгили менен crystallographic учакты жасап, эки өлчөө ичинде жайгашкан. Башкача айтканда, үч өлчөмдүү бир бирдиги клетка, ал эми бир партия, кайталап көп жолу (идеалдуу учурда - чексиз жолу), ал кристаллдай бир бетин түзөт. Бул беттери ушунчалык көп болгондуктан, алар бири-бирине окшош болуп саналат.

interplanar расстояние - мисалы, катуу мамлекеттик туруктуулугуна, аныктайт маанилүү көрсөткүчү. эки өлчөмдүү болсо, бул аралыкта аз, үчүнчү - бул чоң болсо, анда зат тез exfoliates. терезелерде мурда айнек ордуна мисалы, Миха, анткени, сүрөттөйт.

Карандаш жана пайдалуу кендер

Бирок, туз - абдан жөнөкөй бир мисал: атом жана так куб симметрия эки гана түрү. изилдөө, минералогия деп геология, бөлүм кристалл орган. Алардын өзгөчөлүгү бир химиялык формула атомдордун 10-11 түрдү камтыйт. түс менен, ар кайсы бурчтан бириктирген vertices менен кубики ар кандай калыптарга, кичине арал, татаал шахмат же чалынбай байланыштуу бир тешикчелүү каналдарды түзүү үчүн: Алар түзүлүшү өтө татаал болот. Бул, мисалы, структура өтө сонун, өтө сейрек кездешүүчү жана нукура орус жасалгалоочу болуп таш чароит. Анын кочкул кызыл оюулар ушунчалык жакшы, алар баш тарттыра аларын - демек, минералдын атын. Бирок бири-бирине crystallographic учак ушул катар татаал түзүлүшү.

Бул алардын структурасын аныктоо үчүн кристаллдык решётканын электрондордун демилгечи катышуусуна мүмкүндүк берет.

Түзүмү жана электрондор

тийиштүү электрондордун демилгечи негизинде заттардын түзүлүшүн изилдөө ыкмаларын сүрөттөө үчүн, бир шары кутусуна ичинде ыргытып экенин элестете алабыз. Андан кийин кайра тарттык канча шары жана кайсы бурчта саны. Андан кийин, тийгендиктен, топтордун көпчүлүгү багыты пайда коробкага болду.

Албетте, бул орой идея болуп саналат. Бирок, бул чийки моделге ылайык, багыты топтордун көпчүлүгү тийгендиктен, ал - бир демилгечи чокусуна. Ошентип, электрондор (же X нурлары) кристаллдай бетин бомбалап. Алардын айрымдары маселеде "Такалып" болуп саналат, ал эми башкалар чагылдырылат. Мындан тышкары, алар өздөрү гана crystallographic учактардан чагылдырылат. учак ким жок болгондуктан, эми алар бир топ, андан кийин гана чагылдырылган толкундар ар башка (жогоруда талкууланган) параллелдүү кошумчалады. Ошентип, ал кирип белги алынган спектр, чагылдырып сыйымдуулук түшүү бурчу көз каранды. Демилгечи чокусу окуган бир бурчта бир учак бар экендигин көрсөтүп турат. Түзүлгөн Кристаллдык так түзүлүшүн алууга анализделет.

формула

талдоо айрым мыйзамдарына ылайык жүзөгө ашырылат. Алар бисмиллах Bragg негизделген. Ал мындай болот:

2d sinθ = nλ:

• г - interplanar аралыгы;
• θ - коюлма бурч (чагылуу бурчу кошумча бурч);
• N - демилгечи чокусуна тартиби (а оң бүтүн сан, б.а. 1, 2, 3 ...);
• λ - Бул окуя нурдануунун толкун узундугу.

окурман көрүп тургандай, бурч ага изилдөө жана кошумча түздөн-түз алынган эмес, атүгүл бири-алынбайт. Ошондой эле, биз түшүнүгүнө ишарат-жылдын наркы тууралуу түшүндүрүү керек "демилгечи чокусуна". Кийлигишүүсүнө формула да байкалган максималдуу тартибин аныктайт бир оң бүтүн сан бар.

эки тешик экспериментте экрандын illuminance, мисалы, косинус жол айырмага жараша болот. косинус бери - иш мезгил-мезгили менен, караңгы экранга кийин, бул учурда негизги чокусу гана эмес, бар, бирок ошондой эле, анын эки капталындагы көбүрөөк алсырап балак аз. Биз математикалык акысы толугу менен айтууда идеалдуу дүйнөдө жашап жаткандыктан, бул сансыз чексиз саны болот. Бирок, чын-чынына келгенде байкалган жарык аймактарында саны чектелүү жана көз каранды толкун, булагы жарык ортосунда тешик туурасы, жана алыстан.

Бери демилгечи - жарык жана элементардык бөлүкчөлөр толкуну мүнөздөгү түздөн-түз натыйжасы, башкача айтканда, алар кийлигишүүгө, же жокпу, анда формула бир Bragg тартиби демилгечи чокусуна кирет. Баса, бул чындык биринчи эксперименталдык эсептөөлөргө абдан кыйын. Азыркы учурда, демилгечи үлгү оптималдуу структурасын учак reversals жана эсептөө менен байланышкан бардык өзгөрүүлөр, машиналар менен кылган. Алар чокулары өзүнчө кубулуштар болуп саналган так эсептөө, эмне - экинчи же спектриндеги негизги багыттарынын үчүнчү тартиби.

жөнөкөй иштей менен жүгүртүүдөгү ЭЭМ киргизүү чейин (салыштырмалуу жөнөкөй, ар-жылдан бери эсептөөлөрү программасы - бирок татаал куралдар) баары кол менен жасалган. Ал-Брэгг базасында бир аркалашат ээ болгон салыштырмалуу кыска карабастан, иш жүзүндө, алынган баалуулуктарды, чындыкты билиш үчүн убакыт жана күч-аракет бир топ алды. Окумуштуулар сыналган жана медпунктка да - кана, анын кире эмес, эсептөөлөрдү талап-тоноп алган кандайдыр бир эмес негизги максималдуу.

Теория жана практика

Кереметтүү ачылыш Wolfe жана Bragg да кемчиликсиз адамдардын колуна салып берди катуу структуралардын чейин жашыруун изилдөө үчүн зарыл куралы болуп саналат. Бирок, биз билгендей, теория - жакшы нерсе, бирок, иш жүзүндө бул ар дайым бир аз башкача. Эле жогору, ал кристалл бир суроо болгон. Бирок, кандайдыр бир теория идеалдуу иши жөнүндө сөз болуп жатат. Бул кайталоо мыйзамдардын түзүлүшү бузулган эмес, турган чексиз кемчилик-бош орун болуп саналат.

Бирок, реалдуу, ал тургай, абдан таза жана лабораторияда өсүп, кристаллдык материалдык кемчиликтер көп. табигый түзүлүштөрдү арасында кемчиликсиз үлгүсү табылды - улуу ийгилик. Шарттары Bragg (жогоруда бисмиллах менен көрсөтүлгөн) учурларда бир жүз пайызга чейин реалдуу кристалл кайрылган. Алардын ою боюнча, ар бир учурда, бир жер, ушундай бир кемтиги бар. Ал эми окурман айтылгандардын кээ сыйбас алмаштырып эмес, деди: урунган кемчиликтерине булагын гана эмес, ошондой эле кемчилик.

Мисалы, кристалл пайда байланыштар энергетикалык чек ара зоналарында наркынын айырмаланат. Бул ыктымалдуулук менен кемчиликтер бир түрүн киргизүү керек деп билдирет. Бул экспериментаторго катуу денеден электрон ойлонуу спектрин же X нурлары алып жатканда, башкача айтканда, алар бир гана бурчу эмес, кабыл алуу, жана ката менен бурч. Мисалы, θ = 25 ± 0,5 градус. Диаграмма демилгечи чокусу (Bragg барабардык болгон формула) бир, туурасы бир, стриптиз эмес, наркынын ордуна толугу менен кемчиликсиз ичке жип болуп бар экенин билдиришүүдө.

Уламыштарда каталар

Ошондуктан, ар кандай наамдар чыкса, туура эмес? Белгилүү бир денгээлге чейин. Сен температурасы өлчөө, термометрди боюнча 37 таап, бул толугу менен так эмес. Сиздин дене температурасы катуу баалуулуктарынан айырмаланып турат. Бирок, ал жинди силер үчүн негизги нерсе экендигин ооруп жаткан жана ал мамиле кылууга убакыт жетти. Ал эми сен жана сенин дарыгер чындыгында термометр 37,029 көрсөткөн эч кандай мааниге ээ эмес.

Ал эми илим - көп ката белгилүү бир тыянактарды чыгарууга тоскоолдук эмес, ошондой эле, ал эске алынат, ал эми негизги негизги мааниге ээ болуп саналат. Мындан тышкары, статистика көрсөтүп: ката беш пайыздан кем эмеси чейин, ал кароосуз мүмкүн. Bragg да ката бар төмөнкү шарттар болгон эксперименттерде алынган натыйжалар. эсептөөлөрдү аткарып жаткан окумуштуулар, ал, адатта, көрсөтүлөт. Ошентсе да, башкача айтканда, айрым колдонмолор үчүн, кристалл кандай түзүлүшүн түшүнүү, ката абдан маанилүү эмес (көп, ал кичинекей эле).

Ал тургай, мектеп ылайык, ар бир аспап экенин белгилей кетүү маанилүү, ар дайым белгисиздик бар. Бул көрсөткүч жалпы ката жыйынтыгы кирген, керек болсо, жана ченемдерди эске алат.