Bragg- ja Laue-diffraktiot ovat lait, joita käytetään selittämään röntgendiffraktiot kristallografisissa tekniikoissa. Braggin laki on Laue-diffraktion erityistapaus. Laue-diffraktio (tai Laue-yhtälö) viittaa aaltojen sirontaan kiteen diffraktioprosessissa. Laue-yhtälö sai nimekseen Max Von Laue (1879-1960). Braggin laki puolestaan antaa kulmat koherentille ja epäjohdonmukaiselle sironnalle kidehilasta. Bragg- ja Laue-diffraktion tärkein ero on se Bragg-diffraktio antaa kulmat koherenssille ja epäkoherenttille sironnalle kidehilasta, kun taas Laue-diffraktio liittyy aaltojen sirontaan kiteen diffraktioprosessissa.
1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on Bragg-diffraktio
3. Mikä on Laue-diffraktio
4. Vertailu rinnakkain - Bragg vs. Laue-diffraktio taulukkomuodossa
5. Yhteenveto
Bragg-diffraktio antaa kulmat koherentille ja epäjohdonmukaiselle sironnalle kidehilasta. Kristallografisiin tekniikoihin kuuluvat röntgensäteiden esiintyminen kidehilassa ja aaltojen sironnan havaitseminen. Kun röntgensäteet ovat hajallaan kidehilasta, Braggin laki kuvaa kulmat, joissa röntgensäteet heijastuvat kiteen katkaisupinnoilla. Tässä havaittu kulma tunnetaan nimellä theta (θ).
Braggin laki voidaan antaa alla esitetyllä tavalla.
nλ = 2d sinθ
Tässä d on kidehilan atomikerrosten välinen etäisyys. Sitä kutsutaan myös hilaväliksi ja se on muuttuva parametri (vaihtelee kidetyypin mukaan). Lambda (λ) on myös muuttuja, ja se on tulevan röntgensäteen aallonpituus. θ on sirontakulma. Symboli n tarkoittaa kokonaislukua. 2d sinθ antaa polun eron kahden rakentavan häiriön aiheuttavan aallon välillä.
Kuva 1: Bragg-diffraktio-tasot
Braggs-diffraktio tapahtuu, kun kiteen hilaväli on verrattavissa tulevan röntgensäteen kanssa. Tällöin kyseisen hilan atomien tulisi hajauttaa röntgensäde keilanmuotoisella tavalla (peilimainen heijastus pinnalta), ja hajautetun säteen tulisi käydä läpi rakentavia häiriöitä.
Laue-diffraktio (tai Laue-yhtälö) viittaa aaltojen sirontaan kiteen diffraktioprosessissa. Sitä käytetään useimmiten pinnan kiillottamiseen tai pinnan mittojen saamiseen. Siksi tätä tekniikkaa käytetään mittaamaan kidesuuntaa. Laue-diffraktiokuvio annetaan kideen rinnakkaisten atomikerrosten ryhmillä; kuvio on säännöllinen joukko täplät valokuvaemulsioon.
Kuva 2: Kristallin antama Laue-malli
Mittaukset suoritetaan käyttämällä röntgensäteiden säteilyä tai takaheijastusta. Kun testissä käytetään yhden tyyppisiä kiteitä sisältävää näytettä, voidaan saada korkea voimakas diffraktio. Laue-kuvion symmetriaa käytetään usein sovelluksissa. Jos saapuva röntgensäde on yhdensuuntainen hilan korkean symmetrian suunnan kanssa, silloin tämän säteen antama Laue-kuvio on myös korkea-symmetrinen kuvio. Esimerkiksi, jos saapuva säde on yhdensuuntainen kideyksikön solun reunan kanssa, tämä palkki antaa nelinkertaisen symmetrisen kuvion Laue-pisteistä.
Bragg vs Laue -erottelu | |
Bragg-diffraktio antaa kulmat koherentille ja epäjohdonmukaiselle sironnalle kidehilasta. | Laue-diffraktio tarkoittaa aaltojen sirontamaista kiteen diffraktioprosessissa. |
pääasiallinen | |
Bragg-diffraktio vaatii hilat, jotka on ryhmitelty eri tasoihin. | Laue-diffraktio ei vaadi erityisiä tasoja tai etäisyyksiä. |
Heijastus | |
Bragg-diffraktio vaatii tulevan säteilyn spekulaarisen heijastuksen. | Lau-diffraktio ei vaadi säteilyn heijastumista spekularisesti. |
Bragg- ja Laue-diffraktioita käytetään kideografiatekniikoina ja -lakeina kuvaamaan erilaisia kidejärjestelmiä. Bragg- ja Laue-diffraktion tärkein ero on, että Bragg-diffraktio antaa kulmat koherentille ja epäjohdonmukaiselle sironnalle kidehilasta, kun taas Laue-diffraktio liittyy aaltojen sirontaan kiteen diffraktioprosessissa..
1. ”Braggin laki.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 27. helmikuuta 2018, saatavana täältä.
2. ”Braggin yhtälö.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 26. helmikuuta 2018, saatavana täältä.
3. "Kuinka aallot paljastavat kiteiden atomien rakenteen." Braggin laki ja diffraktio, saatavana täältä.
4. ”Laue-diffraktiokuvio.” Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 30. lokakuuta 2013, saatavana täältä.
1. ”BraggPlaneDiffraction” - Furiouslettuce - Lähettäjän oma työ - Tiedoston SVG-versio osoitteessa http://en.wikipedia.org/wiki/File:DiffractionPlanes.png (Public Domain) Commons Wikimedian kautta
2. ”Cliche de laue principe fr” - kirjoittanut Cdang - Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta