Закон Брегга • Джеймс трефами, енциклопедія "Двісті законів світобудови"

Закон Брегга

У кристалах атоми впорядковано організовані в регулярно повторювану геометричну структуру, яку прийнято називати кристалічною решіткою. Вона чимось нагадує гірку апельсинів на фруктовому лотку. Одне із завдань фізики твердого тіла – розгадати структуру кристалів. Для цього зазвичай використовується метод, заснований на законі, який був відкритий народилися в Австралії англійським вченим сером Вільямом Лоуренсом Брегг спільно з його батьком.

Коли рентгенівський промінь падає на кристал, кожен атом стає центром випускання вторинної хвилі Гюйгенса (см. Принцип Гюйгенса). Сам кристал можна розбити на набір паралельних площин, які визначаються атомної структурою решітки (умовно кажучи, перша площину визначається напрямом від атома до двох його найближчих сусідів, друга – напрямком від атома до двох наступних сусідам по кристалічній решітці і так далі). Вторинні дифракційні хвилі в загальному випадку взаємно посилюватися не будуть, за винятком тих випадків, коли вони потрапляють в точку спостереження (на екран або приймач) із зсувом по фазі, рівним цілому числу довжин хвиль.Це умова, що визначає піки інтенсивності дифракційної картини, можна записати в такий спосіб:

2d sin θ = nλ

де d – відстань між паралельними площинами кристалічної решітки, θ – кут розсіювання рентгенівських променів, λ – довжина хвилі рентгенівських променів, а n – ціле число (порядок дифракції). при n = 1 ми спостерігаємо пік взаємного посилення хвиль дифракції на атомах, віддалених один від одного на одну довжину хвилю, при n = 2 – другий пік дифракції (різниця ходу становить дві довжини хвилі) і т. Д.

Ця умова, відоме тепер як закон Брегга, говорить нам, що при даних довжинах хвиль рентгенівське випромінювання посилюється під певними кутами розсіювання, і по цих кутах відхилення ми можемо розрахувати відстань між площинами кристалічної решітки. Кожній з таких площин буде відповідати пік яскравості рентгенівських променів на дифракційної картині при дотриманні умови Брегга.

Тому при опроміненні кристала сфокусованим рентгенівським променем на виході ми отримуємо розсіяний в результаті дифракції промінь з вираженими піками яскравості. По кутах відхилення піків яскравості від напрямку вихідного променя вчені сьогодні з великою точністю розраховують відстані між атомами кристалічної решітки. Цей метод називається дифракційної рентгенографией. Він має сьогодні першорядне значення в біотехнології, оскільки дифракційна рентгенографія – один з основних методів, використовуваних для розшифровки структури біологічних молекул.

Вільям Генрі Брегг, Вільям Лоуренс Брегг
William Henry Bragg, 1862-1942
William Lawrence Bragg, 1890-1971

Англійські фізики. Єдиний в історії випадок, коли батько і син розділили Нобелівську премію. Вільям Брегг старший народився в Вествуді (Англія). Після закінчення Кембриджа викладав фізику в ряді університетів Великобританії і Австралії. Після відкриття радіоактивного випромінювання зацікавився дослідженнями його взаємодії з речовиною. Найважливіше і успішне дослідження, присвячене розсіювання рентгенівських променів на кристалах, він провів вмсете з сином. За це дослідження батько і син були в 1915 році удостоєні Нобелівської премії з фізики. Надалі Вільям Генрі обіймав посади директора Королівського інституту і голови Королівського товариства. Вільям Лоуренс всю свою наукову кар'єру присвятив подальшому розвитку кристалографії – науки, основи якої заклав разом зі своїм батьком.


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: