Chapter 3 : XRD Theory - ภาควิชาฟิสิกส์
Chapter 3 : XRD Theory - ภาควิชาฟิสิกส์
Chapter 3 : XRD Theory - ภาควิชาฟิสิกส์
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
315 351 ฟิสิกส์สถานะของแข็ง<br />
ดร. ธนูสิทธิ์ บุรินทร์ประโคน ทฤษฎีการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์<br />
ผลการทดลองของเลาอีแสดงให้เห็นว่า<br />
1) รังสีเอ็กซ์มีการเลี้ยวเบนเมื่อผ่านผลึก มุมการเลี้ยวเบนมีได้ระหว่าง 0 -180 <br />
2) ผลึกมีความเป็นระเบียบของการจัดเรียงอะตอม และ โฟตอน (รังสีเอ็กซ์ในที่นี้) มี<br />
สมบัติความเป็นคลื่น<br />
ค าถามชวนคิด:<br />
o ท่านคิดว่าทิศทาง และความเข้มของรังสีเอ็กซ์ที่เลี้ยวเบนขึ้นกับตัวแปรอะไรบ้าง<br />
3.3 การวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของเลาอี<br />
3.3.1 สมมุติฐานของเลาอี<br />
เมื่อรังสีเอกซ์ความยาวคลื่นเดียวตกกระทบอะตอม สนามไฟฟ้าของรังสีเอ็กซ์จะท าให้<br />
อิเล็กตรอนในอะตอมสั่นด้วยความถี่เท่ากับความถี่ของรังสีเอ็กซ์ อิเล็กตรอนจึงมีความเร่ง และปล่อย<br />
คลื่นแม่เล็กไฟฟ้าที่มีความถี่เท่ากันกับรังสีเอ็กซ์ตกกระทบ ออกมาในทุกทิศทาง เรียกว่า รังสีเอ็กซ์<br />
กระเจิง (Scattered X-ray) ในการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์เลาอีได้ตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบาย<br />
ปรากฏการณ์นี้ ดังนี้<br />
เมื่อมีรังสีเอ็กซ์ตกกระทบอะตอมในผลึก อิเล็กตรอนในแต่ละอะตอมจะปล่อย<br />
รังสีเอ็กซ์กระเจิงออกมาในทุกทิศทาง<br />
รังสีเอ็กซ์กระเจิงส่วนใหญ่จะมีเฟสต่างกัน และหักล้างกันไป<br />
มีเฉพาะบางทิศทางเท่านั้นที่รังสีเอ็กซ์กระเจิง มีการรวมกันแบบเสริมกัน<br />
แนวรังสีเอ็กซ์ตกกระทบ รังสีเลี้ยวเบน ไม่จ าเป็นต้องอยู่บนระนาบเดียวกัน<br />
3.3.2 การเลี้ยวเบนจากผลึก 1 มิติ (1-dimensional crystal)<br />
พิจารณารูปที่ 3-5 รังสีเอ็กซ์ตกกระทบผลึก 1 มิติ ซึ่งมีค่าคงที่ของผลึกเท่ากับ a ด้วยมุมตก<br />
กระทบ 0 AB เป็นหน้าคลื่นตกกระทบ CD เป็นหน้าคลื่นเลียวเบนท ามุม กับแกนผลึก ในที่นี้<br />
แนวรังสีเอ็กซ์ตกกระทบ รังสีเลี้ยวเบน และแนวแกนผลึก ไม่จ าเป็นต้องอยู่บนระนาบเดียวกัน คลื่นที่<br />
กระเจิงจากอะตอมที่อยู่ติดกันจะมีการแทรกสอดแบบเสริมกัน และท าให้เราพบการเลี้ยวเบนได้ถ้า<br />
Path _ difference <br />
AC BD <br />
p<br />
3-1<br />
เมื่อ p = 1, 2,3, ... จากรูปสามารถแสดงได้ว่า AC BD a cos<br />
a cos0<br />
ดังนั้นเขียนสมการ<br />
3-1 ได้เป็น<br />
a(cos<br />
cos<br />
) p<br />
3-2<br />
0<br />
5