Badanie natężenia charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego miedzi (Cu) i molibdenu (Mo)

Pobierz instrukcję

Zagadnienia do opracowania.

1. Otrzymywanie promieni rentgenowskich.
2. Budowa lampy rentgenowskiej.
3. Własności widma rentgenowskiego:
   1. widmo ciągłe;
   2. granica krótkofalowa widma;
   3. widmo charakterystyczne:
      • prawo przesunięć Moseley’a,
      • krawędź absorpcji,
      • schemat poziomów energetycznych miedzi i molibdenu.
4. Podstawy krystalografii:
   1. sieć punktowa;
   2. układy krystalograficzne;
   3. komórka elementarna;
   4. płaszczyzny sieciowe, wskaźniki Millera;
   5. struktura kryształu, sieci z bazą (na przykładzie kryształów: LiFiKBr);
   6. sieć odwrotna.
5. Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego na kryształach:
   1. rozpraszanie Thomsona na elektronach, atomach i komórce elementarnej;
   2. natężenie wiązki ugiętej; geometryczny czynnik strukturalny;
   3. prawo Bragga.

Zestaw przyrządów.

1. Aparat rentgenowski z wbudowanym goniometrem i wymiennymi lampami Cu i Mo.
2. Zestaw komputerowy.

Literatura.

1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker – „Podstawy fizyki”, PWN, Warszawa 2003.
2. Z. Bojarski, E. Łągiewka – „Rentgenowska analiza strukturalna”, PWN, Warszawa 1988.
3. M.N. Rudden, J. Wilson – „Elementy fizyki ciała stałego”, PWN, Warszawa 1976.
4. H. Ibach, H. Luth – „Fizyka ciała stałego”, PWN, Warszawa 1996.
5. Ch. Kittel – „Wstęp do fizyki ciała stałego”, PWN, Warszawa 1999.
6. V. Acosta, C.L. Cowan, B.J. Graham – „Podstawy fizyki współczesnej”, PWN, Warszawa 1981.
7. H. Haken, M.Ch. Wolf – „Atomy i kwanty- wprowadzenie do współczesnej spektroskopii atomowej”, PWN, Warszawa 2002.
8. Ch. Kittel – “Introduction to Solid State Physics”, Wiley 2004.
9. G. Burns – “Solid State Physics”, Academic Press, Inc. London 1985.
10. R. Steadman – “Crystallography”, Van Nostrand Reinhold (UK) Co.Ltd.,1982.
11. M. F. Ladd, R.A. Palmer – “Structure Determination by X-Ray Crystallography”, Plenum Press. New York and London 1985.
12. K. Hermbecker – Handbook “Physics X-Ray Experiments”, PHYWE-Series of Publication, 2010.
13. H. Haken, M.Ch. Wolf – “The Physics of Atoms and Quanta”, Springer, Berlin, Heidelberg 2000.
14. V. Acosta, C.L. Cowan, B.J. Graham – “Essentials of Modern Physics”, Harper & Row, Publishers, New York 1973.
15. Halliday, R. Resnick, J. Walker – “Fundamentals of Physics”, Wiley & Sons, Inc., 2001.
16. Ch. Hammond – “The Basic of Crystallography and Diffraction”, Oxford Science Publications, Oxford 2009.

X-ray diffraction study of copper (Cu) and molybdenum (Mo)

Download instruction

Background theory

1. Production of X-rays.
2. Construction of X-ray tubes.
3. Properties of the X-ray spectrum:
   1. continuous spectrum;
   2. quantum limit;
   3. characteristic spectrum:
      • Moseley’s law,
      • absorption edge,
      • energy levels of copper and molybdenum.
4. Fundamentals of crystallography:
   1. point lattice;
   2. crystallographic arrangements;
   3. unit cell;
   4. lattice planes, Miller indices;
   5. crystal structure, monocrystalline solids (for example: LiF and KBr);
   6. reciprocal lattice.
5. X-ray diffraction in crystals:
   1. Thomson scattering by electrons, atoms and unit cells;
   2. intensity of the diffracted beam, structure factor;
   3. Bragg’s law.

Apparatus

1. X-ray unit with built-in goniometer and replaceable Cu and Mo lamp.
2. Computer.

Literature

1. Ch. Kittel – “Introduction to Solid State Physics”, Wiley 2004.
2. G. Burns – “Solid State Physics”, Academic Press, Inc. London 1985.
3. R. Steadman – “Crystallography”, Van Nostrand Reinhold (UK) Co.Ltd., 1982.
4. M. F. Ladd, R.A. Palmer – “Structure Determination by X-ray Crystallography”, Plenum Press. New York and London 1985.
5. K. Hermbecker – Handbook “Physics X-ray Experiments”, PHYWE-Series of Publication, 2010.
6. H. Haken, M.Ch. Wolf – “The Physics of Atoms and Quanta”, Springer, Berlin, Heidelberg 2000.
7. V. Acosta, C.L. Cowan, B.J. Graham – “Essentials of Modern Physics”, Harper & Row, Publishers, New York 1973.
8. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker – “Fundamentals of Physics”, Wiley & Sons, Inc., 2001.
9. Ch. Hammond – “The Basic of Crystallography and Diffraction”, Oxford Science Publications, Oxford 2009.