[по имени амер физика И. А. Раби (I. I. Rabi)], резонансный метод исследования магн моментов ядер, атомов и молекул и внутримол

Вид материала

Документы

Содержание Рентгеновская трубка Рентгеновские лучи Спектр излучения Рис. 1. Распреде­ление интенсивно­сти I тормозного излучения W по длинам волн  при разл. напря­жениях V на рентг. трубке. Рис. 2. Схема К-, L-, М-уровней атома и осн. линии К- и L-серий. Спектр поглощения Рентгеновский гониометр Рис. 2. Схема экваториального четырёхкружного гониометра для исследования моно­кристаллов. Лимб 1 измеряет Ф Рентгеновский дифрактометр Рентгеновский микроскоп Рентгеновский структурный анализ Историческая справка. Эксперим. методы Р. с. а. Рис. 2. Рентгенограмма минерала сейдозерита, полученная в рентг. гониометре Вайсенберга. Зарегистрированные отражения имеют инде

Подобный материал:

• 32. Эволюция понятия элементарная частица. Неизменность свойств ядер, атомов, молекул, 827.07kb.
• Молекулярная физика и термодинамика статистический и термодинамический методы Молекулярная, 12.67kb.
•  Элементы квантовой механики и физики атомов, молекул, твердых тел, 156.85kb.
• X международная конференция Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул ampl, 299.2kb.
• Магнитные свойства молекул, 29.04kb.
• Моделирование структур молекул по Огжевальскому, 61.04kb.
• Десятая новая лекция аксиомы единства канарёв, 209.76kb.
• Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности, 79.71kb.
• Молекулярная физика и термодинамика. Лекция №1 Молекулярно-кинетическая теория Основные, 10053.18kb.
• Вегето- резонансный тест Оценка по методу Кузьменко (метод Накатани) Диабат (метод, 12.28kb.

^ РЕНТГЕНОВСКАЯ ТРУБКА, элект­ровакуумный прибор, служащий источ­ником рентгеновского излучения, к-рое возникает при вз-ствии испускаемых катодом эл-нов с в-вом анода (антика­тода). В Р. т. энергия эл-нов, ускорен­ных электрич. полем, частично пере­ходит в энергию рентг. излучения. Спектр излучения Р. т. представляет собой спектр тормозного рентг. спект­ра, а при достаточных энергиях эл-нов на него накладывается характеристич. спектр в-ва анода.

Р. т. применяют в рентгеновском структурном анализе, спектральном анализе рентгеновском, дефектоско­пии, рентгенотерапии и рентгенодиаг­ностике, рентгеновской микроскопии, микрорентгенографии и рентг. лито­графии. В зависимости от области применения Р. т. могут различаться по типу конструкции, способу полу­чения и фокусировки пучка эл-нов, вакуумированию, охлаждению анода, размерам и форме фокуса (области



Схема рентгеновской трубки для структур­ного анализа: 7 — металлич. анодный ста­кан (обычно заземляется); 2 — окна из бе­риллия для выхода рентг. излучения; 3 — термоэмиссионный (подогревный) катод; 4 — стеклянная колба; 5 — выводы катода, к к-рым подводится напряжение накала, а также высокое (относительно анода) напря­жение; 6 — электростатич. система фокуси­ровки эл-нов; 7 — анод; 8 — патрубки для охлаждающей системы.


излучения на поверхности анода) и др. Наиб. широко применяются т. н. отпаянные Р. т. с термоэмиссионным катодом, водяным охлаждением анода, электростатич. фокусировкой эл-нов (рис.). Термоэмиссионный катод Р. т. обычно представляет собой спираль или прямую нить из вольфрамовой проволоки, накаливаемую электрич. током. Рабочий участок анода — ме­таллич. зерк. поверхность — распо­ложен перпендикулярно или под нек-рым углом к потоку эл-нов. Для полу­чения сплошного тормозного спектра рентг. излучения высоких энергий и интенсивностей применяются аноды из Аи, W; в структурном анализе используются Р. т. с анодами из Ti, Cr, Fe, Co, Ni. Cu, Mo, Ag. Осн. хар-

637


ки Р. т.— предельно допустимое ус­коряющее напряжение (1—500 кВ), электронный ток (0,01 мА — 1 А), уд. мощность, рассеиваемая анодом (10—10⁴ Вт/мм²), общая потребляемая мощность (0,002 Вт — 60 кВт). Кпд Р. т. составляет 0,1—3%.

• Тейлор А., Рентгеновская метал­лография, пер. с англ., М., 1965; У м а н с к и й Я. С., Рентгенография металлов и полупроводников, М., 1969; Шмелев В К., Рентгеновские аппараты, 4 изд., М., 1973.

^ РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ, см. Рент­геновское излучение.

РЕНТГЕНОВСКИЕ СПЕКТРЫ, спект­ры испускания и поглощения рентг. излучения, т. е. эл.-магн. излучения в области длин волн от 10^-4 до 10³ Å. Для исследования Р. с. применяют спектрометры с диспергирующим эле­ментом (кристаллом-анализатором или дифракц. решёткой) либо бездифракц. аппаратуру, состоящую из детектора (сцинтилляционного, газового пропор­ционального или полупроводникового счётчика) и амплитудного анализа­тора импульсов (см. Спектральная аппаратура рентгеновская).

^ Спектр излучения рентгеновской трубки представляет собой наложение т о р м о з н о г о и х а р а к т е р и с т и ч е с к о г о Р. с. Тормозной Р. с. возникает при торможении за­ряж. ч-ц, бомбардирующих мишень (см. Тормозное излучение). Интенсивность тормозного спектра быстро растёт с уменьшением массы бомбардирующих ч-ц и достигает значит. величины при возбуждении эл-нами. Тормозной Р. с.— сплошной, он непрерывно распределён по всем дл. волн  вплоть до KB границы ₀= hc/eV (здесь е -заряд бомбардирующей ч-цы, V - пройденная ею разность потенциалов).



^ Рис. 1. Распреде­ление интенсивно­сти I тормозного излучения W по длинам волн  при разл. напря­жениях V на рентг. трубке.


С возрастанием энергии ч-ц интенсив­ность тормозного Р. с. I растёт, а ₀ смещается в сторону коротких волн (рис. 1); с увеличением порядкового номера Z атомов мишени I также ра­стёт.

Характеристич. Р. с.— дискретные, их испускают атомы мишени при столкновении с заряж. ч-цей высокой энергии (п е р в и ч н ы е Р. с.) или рентг. фотоном (ф л у о р е с ц е н т н ы е Р. с.). В результате столкнове­ния с одной из внутр. оболочек атома (К-, L-, М-,... оболочек) вылетает эл-н. Состояние атома с вакансией во внутр. оболочке (его нач. состояние) неустойчиво. Эл-н одной из внеш. оболочек может заполнить эту вакансию, и атом при этом переходит в конечное состояние с меньшей энергией, испус­кая избыток энергии в виде фотона характеристич. излучения. Поскольку энергии начального ξ₁ и конечного ξ₂ состояний атома квантованы, воз­никает линия Р. с. с частотой v= (ξ₁-ξ₂)/h. Все возможные излучательные квант. переходы атома из нач. K-состояния образуют наиболее жёсткую (коротковолновую ) .К-серию.



^ Рис. 2. Схема К-, L-, М-уровней атома и осн. линии К- и L-серий.


Аналогично образуется L-, М-, N-ceрии (рис. 2). Положение линий ха­рактеристич. Р. с. зависит от ат. номера элемента, составляющего ми­шень (см. Мозли закон).

Каждая серия характеристич. Р. с, возбуждается при прохождении бом­бардирующими ч-цами определённой разности потенциалов — потенциала возбуждения V_q (q — индекс возбуж­даемой серии, рис. 3). При дальней­шем росте V интенсивность I линий этого спектра растёт пропорционально (V-V_q)², затем рост интенсивности замедляется и при V 11V_q начинает падать.



Рис. 3. Зависимость интенсивности I тор­мозного рентгенов­ского спектра от ча­стоты  вблизи _q.

1 — без поглотителя, 2 — после прохожде­ния поглотителя.


Относит. интенсивности линий одной серии определяются вероятно­стями квантовых переходов и, следова­тельно, соответствующими отбора правилами.

^ Спектр поглощения получают, про­пуская рентг. излучение непрерывного спектра через тонкий поглотитель. При этом распределение интенсив­ности по спектру изменяется — наб­людаются скачки и флуктуации погло­щения, к-рые и представляют собой спектры поглощения. Для каждого уровня Р. с. поглощения имеют рез­кую низкочастотную (длинноволно­вую) границу _q(h_q=eV_q), при к-рой происходит скачок поглощения.

В Р. с. поглощения наблюдаются небольшие флуктуации интенсивности (далёкая тонкая структура), обуслов­ленные вз-ствием эл-на, удалённого из исследуемого атома, с соседними атомами.

Р. с. нашли применение в рентгенов­ской спектроскопии, спектральном анализе- рентгеновском, рентгеновском структурном анализе.

• См. лит. при ст. Рентгеновское излучение.

^ РЕНТГЕНОВСКИЙ ГОНИОМЕТР, прибор, с помощью к-рого можно одновременно регистрировать направ­ление дифрагированного на исследуе­мом образце рентгеновского излучения и положение образца в момент возник­новения дифракции. Р. г. может быть самостоят. прибором, регистри­рующим на фотоплёнке дифракц. кар­тину; в этом случае он представляет собой рентгеновскую камеру. Р. г. называют также все гониометрич. устройства, являющиеся составной ча­стью рентгеновских дифрактометров и служащие для установки образца в положения, соответствующие условиям возникновения дифракции рентгенов­ских лучей, и детектора в направлении дифрагир. лучей.

В Р. г. с фоторегистрацией для ис­следования монокристаллов или текс­тур выделяют дифракц. конус, соот­ветствующий исследуемой кристалло­графич. плоскости. Фотоплёнка и об­разец движутся синхронно, поэтому одна из координат на плёнке соответ­ствует азимутальному углу дифрагир. луча, вторая — углу поворота образ­ца [так работает Р. г. Вайсенберга (рис. 1) и текстурный Р. г. Жданова]. В Р. г. для дифрактометров может быть использована аналогичная схема, однако угол поворота образца и углы поворота и наклона детектора в этом случае отсчитываются непосредствен­но по лимбам или датчикам, установ­ленным на соответствующих валах.



Рис. 1. Схема рентг. гониометра типа Вайсенберга. Зубчатые передачи и ходовой винт обеспечивают синхронное движение иссле­дуемого образца (О) и цилиндрич. кассе­ты (К) с рентг. плёнкой.



^ Рис. 2. Схема экваториального четырёхкружного гониометра для исследования моно­кристаллов. Лимб 1 измеряет Ф₂— угол поворота кристалла вокруг оси гониометрич. головки; лимб 2 регистрирует  — угол наклона оси Ф; лимб 3 измеряет  — угол вращения относительно гл. оси гониометра; лимб 4 измеряет угол поворота счётчика 2 .

638


В рентг. дифрактометрах для иссле­дования монокристаллов и текстур применяется т. н. экваториальная гео­метрия: счётчик перемещается только в одной плоскости, а образец нужно поворачивать вокруг трёх взаимно перпендикулярных осей (рис. 2) т. о., чтобы дифрагир. пучок попал в плос­кость движения счётчика. В Р. г. для исследования поликристаллич. образцов используют слегка расходя­щийся пучок, к-рый после дифракции на объекте сходится в одну точку.

• Уманский М. М., Аппаратура рентгтеноструктурных исследований, М., 1960; Хейкер Д. М., Рентгеновская дифрактометрия монокристаллов, Л., 1973.

Д. М. Хейкер.

^ РЕНТГЕНОВСКИЙ ДИФРАКТОМЕТР, прибор для измерения интен­сивности и направления рентг. пучков, дифрагированных на крист. объекте (см. Дифракция рентгеновских лучей), Р. д. применяется для решения разл. задач рентгеновского структурного анализа, рентгенографии материалов. Он по­зволяет измерять интенсивность дифра­гированного в заданном направлении излучения с точностью до десятых долей % и угол дифракции с точностью до десятых долей мин.

Р. д. состоит из источника рентге­новского излучения, рентгеновского гониометра, в к-рый помещают ис­следуемый образец, детектора излу­чения и электронного измерительно-регистрирующего устройства. Детек­тором в Р. д. служат не фотомате­риалы, как в рентгеновской камере, а сцинтилляционные, пропорциональ­ные и ПП счётчики. В процессе изме­рения счётчик перемещается и регист­рирует в каждой точке энергию излучения за определённый интервал времени. Используются также одномер­ные и двумерные позиционно-чувствительные детекторы, фиксирующие одновременно интенсивность и коорди­наты неск. отражений. По сравнению с рентг. камерами Р. д. обладают более высокой точностью, чувствитель­ностью, большей экспрессностью. Про­цесс получения информации в Р. д. мо­жет быть полностью автоматизирован, поскольку в нём отсутствует необходи­мость проявления фотоплёнки, причём в автоматич. Р. д. ЭВМ управляют прибором и обрабатывают полученные данные. Универс. Р. д. можно исполь­зовать для разл. рентгеноструктурных исследований, заменяя пристав­ки к гониометрич. устройству. В боль­ших лабораториях применяются специализир. Р. д., предназначенные для решения к.-л. одной задачи.

•См. лит. при ст. Рентгеновский гониометр.

Д. М. Хейкер.

^ РЕНТГЕНОВСКИЙ МИКРОСКОП, микроскоп, предназначенный для ис­следования микроструктуры объектов в рентгеновском излучении. Предел разрешения Р. м. может превышать разрешение световых микроскопов на 2—3 порядка в соответствии с отноше­нием длин волн  рентг. и видимого излучений. Специфичность вз-ствия

рентгеновского излучения с в-вом обусловливает отличие рентг. оптич. систем от световых. Малое отклонение показателя преломления рентг. лучей от единицы (меньше чем на 10^-4) практически не позволяет использо­вать для их фокусировки линзы и призмы. Электрич. и магн. линзы для этой цели также неприменимы, т. к. рентг. излучение инертно к электрич. и магн. полям. Поэтому в Р. м. для фокусировки рентг. лучей используют явление их полного внеш. отражения изогнутыми зеркальными плоскостя­ми или отражение их от кристаллогра­фич. плоскостей (в отражательном Р. м.). Оказалось также возможным построить Р. м. по принципу теневой проекции объекта в расходящемся пучке лучей от точечного источника (проекционный, или теневой, Р. м.). Отражательный Р. м. содер­жит микрофокусный источник рентг. излучения, изогнутые зеркала-отра­жатели из стекла (кварца с нанесён­ным на него слоем золота) или изогну­тые монокристаллы и детекторы изо­бражения (фотоплёнки, электронно-оптические преобразователи). На рис. 1 приведена схема хода лучей в Р. м. с двумя зеркалами, повёрнутыми друг относительно друга на 90°. Получение высокого разрешения в таком Р. м. ограничивается малым углом полного внеш. отражения (угол скольжения <0,5°), следовательно, большим фо­кусным расстоянием (>1 м) и очень жёсткими требованиями к профилю и качеству обработки поверхностей зеркал (допустимая шероховатость ~1 нм).



Рис. 1. Схема фокусировки рентг. лучей в отражательном Р. м. с двумя скрещенными зеркалами: ОО'-оптич. ось системы; А — объект, А'— его изображение. Увеличение О'А'/ОА.


Полное разрешение таких Р. м. зависит от  и угловой аперту­ры, не превышающей угла скольжения. Напр., для излучения с =0,1 нм и угла скольжения 25' дифракц. разре­шение не превышает 8,5 нм (увеличе­ние до 10⁵). При использовании для фокусировки рентг. излучения изог­нутых монокристаллов, помимо разл. аберраций оптических систем, на качество изображения влияют несо­вершенства крист. структуры, а также конечная величина брегговских углов дифракции рентгеновских лучей. Проекционный Р. м. вклю­чает в себя рентг. источник со сверхмикрофокусом диаметром d=0,1— 1 нм, камеру для размещения исследуемого объекта и регистрирующее устройство. Увеличение М проекц. Р. м. определяется отношением расстояний от источника излучения до объекта (а) и до детектора (b):М=b/а (рис. 2). Линейное разрешение проекц. Р. м. достигает 0,1—0,5 нм. Геом. разре­шение определяется величиной нерез­кости (полутени) края объекта Р_Г, зависящей от размера источника рентг. лучей и увеличения М: P_Г=Md. Дифракц. разрешение зависит от дифракц. френелевской бахромы на крае P_д=a^1/2, где а — расстояние от



источника до объекта. Поскольку а не может быть меньше 1 нм, разреше­ние при =0,1 нм составит 10 нм (если размеры источника обеспечат такое же геом. разрешение). Контраст в изображении возникает благодаря различию в поглощении излучения разл. участками объекта. Этим разли­чием определяется и чувствительность теневого Р. м.

Р. м. может быть оснащён разл. преобразователями рентг. изображе­ния в видимое в сочетании с телеви­зионными системами.

• Уманский Я. С., Рентгеногра­фия металлов и полупроводников, М., 1969: С о s s l e t t V. В., N i x о n W. С., X-ray microscopy, Camb., 1960.

В. Г. Лютцау.

^ РЕНТГЕНОВСКИЙ СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ, методы исследования стру­ктуры в-ва по распределению в пр-ве и интенсивностям рассеянного на ана­лизируемом объекте рентгеновского излучения. Р. с. а. наряду с нейтро­нографией и электронографией явл. дифракц. структурным методом; в его основе лежит вз-ствие рентг. излуче­ния с эл-нами в-ва, в результате к-рого возникает дифракция рентгеновских лучей. Дифракц. картина зависит от дл. волны используемого излучения и ат. строения объекта. Для исследова­ния ат. структуры применяют излу­чение с дл. волны ~1Å (~0,1 нм), т. е. порядка размеров атомов. Методами Р. с. а. изучают металлы, сплавы, минералы, неорганич. и органич. соединения, полимеры, аморфные ма­териалы, жидкости и газы, молекулы белков, нуклеиновых к-т и т. д. Наи­более успешно Р. с. а. применяют для установления ат. структуры крист. тел, т. к. кристаллы обладают стро­гой периодичностью строения и пред­ставляют собой созданную самой при­родой дифракционную решётку для рентг. излучения.

^ Историческая справка. Дифракция рентг. лучей на кристаллах открыта в

639


1912 нем. физиком М. Лауэ и его со­трудниками В. Фридрихом и П. Книппингом. Разработанная Лауэ теория дифракции рентг. лучей на кристаллах позволила связать  излучения, па­раметры элем. ячейки кристалла а, b, с (см. Кристаллическая решётка), углы падающего (₀, ₀, ₀) и дифрак­ционного (, , ) лучей соотноше­ниями:

а (cos-cos₀)=h,

b(cos-cos₀)=k, (1)

с(cos-cos₀)=l,

где h, k, l — целые числа (индек­сы кристаллографические). Ур-ния (1) наз. условием Лауэ для возник­новения дифракции рентг. лучей, они требуют, чтобы разность хода между параллельными лучами, рассеянными атомами, отвечающими соседним узлам решётки, была равна целому числу .

В 1913 англ. физик У. Л. Брэгг и одновременно с ним Г. В. Вульф показали, что дифракц. пучок можно рассматривать как отражение падаю­щего луча от одной из систем кристал­лографич. плоскостей (см. Брэгга — Вульфа условие). В том же году У. Г. и У. Л. Брэгги впервые иссле­довали ат. структуры простейших кри­сталлов рентг. дифракц. методами. В 1916 в Германии П. Дебай и П. Шерpep предложили дифракц. метод ис­следования структуры поликристаллич. материалов. В последующие годы были предложены разл. эксперим. методы изучения монокристаллов, развита теория дифракции и теория методов определения по эксперим. данным ат. структуры кристаллов, полимеров, аморфных тел и жидкостей, а также газов. В 50-х гг. начали бурно развиваться методы Р. с. а. с исполь­зованием ЭВМ в технике эксперимен­та и при обработке рентг. дифракц. информации.

^ Эксперим. методы Р. с. а. Для соз­дания условий дифракции и реги­страции излучения служат рентге­новские камеры, рентгеновские дифрактометры и рентгеновские гонио­метры. Рассеянное рентг. излучение в них фиксируется на фотоплёнке или измеряется детекторами ядерных из­лучений. В зависимости от состояния исследуемого образца и его св-в, а также от характера и объёма инфор­мации, к-рую необходимо получить, применяют разл. методы Р. с. а. Мо­нокристаллы, отбираемые для иссле­дования ат. структуры, должны иметь размеры ~0,1 мм и по возможности обладать совершенной структурой. Ис­следованием дефектов в сравнительно крупных почти совершенных кристал­лах занимается рентгеновская топо­графия, к-рую иногда относят к Р. с. а.

Метод Лауэ — простейший ме­тод получения рентгенограмм от моно­кристаллов. Кристалл в эксперименте Лауэ неподвижен, а используемое

рентг. излучение имеет непрерывный спектр. Расположение дифракц. пятен на лауэграммах (см. рис. в ст. Лауэграмма) зависит от симметрии кри­сталла и его ориентации относительно падающего луча, что позволяет уста­новить его принадлежность к одной из 11 лауэвских групп симметрии и оп­ределять направление его кристалло­графич. осей (ориентировать) с точ­ностью до неск. угловых минут. По характеру пятен на лауэграммах, и особенно появлению астеризма, мож­но выявить внутр. напряжения и нек-рые др. дефекты кристаллич. структуры. Методом Лауэ проверяют качество монокристаллов при выборе образца для его более полного струк­турного исследования (см. также Лауэ метод).

М е т о д ы к а ч а н и я и в р а щ е н и я образца используют для определения периодов повторяе­мости (постоянной решётки) вдоль кристаллографич, направления в мо­нокристалле. Они позволяют, в част­ности, установить параметры а, b, с элем. ячейки кристалла. В этом методе используют монохроматич. рентг. из­лучение, образец приводится в коле­бат. или вращат. движение вокруг оси, совпадающей с кристаллографич. на­правлением, вдоль к-рого и исследуют параметры а, b, с. Пятна на рентгено­граммах качания и вращения, получен­ных в цилиндрич. кассетах, распола­гаются на семействе параллельных ли­ний (рис. 1). Зная расстояние между этими линиями,  и диаметр кассеты можно вычислить искомые параметры кристалла. Условия (1) для дифракц. лучей в этом методе выполняются за счёт изменения углов при качании или вращении образца.

Р е н т г е н г о н и о м е т р и ч е с к и е м е т о д ы. Для полного иссле­дования структуры монокристалла ме­тодами Р. с. а. необходимо не только установить положение, но и измерить интенсивности как можно большего числа дифракц. отражений, к-рые мо­гут быть получены от кристалла при данной  и всех возможных ориентациях образца. Интенсивность опреде­ляют фотографически, измеряя микро­фотометром степень почернения каж­дого пятна на рентгенограмме, или регистрируют непосредственно с по­мощью счётчиков рентг. квантов, что повышает чувствительность и точность измерений. Чтобы иметь полный набор отражений, в рентг. гониометрах по­лучают серию рентгенограмм. На каж­дой из них фиксируются дифракц. отра­жения, на кристаллографич. индексы к-рых накладываются определ. огра­ничения (напр., на разных рентгено­граммах регистрируются отражения типа hk₀, hk₁ и т. д., рис. 2).

Для установления ат. структуры ср. сложности (~50—100 атомов в элем. ячейке) необходимо измерить интен­сивности неск. сотен и даже тысяч дифракц. отражений. Эту весьма тру­доёмкую и кропотливую работу автоматич. микроденситометры и дифрактометры, управляемые ЭВМ, иногда выполняют в течение неск. недель (на­пример, при анализе структур белков, когда число отражений ~10⁵).



Рис. 1. Рентгенограммы минерала сейдозерита, полученные методами вращения (ввер­ху) и качания (внизу) кристалла. Уменьшая угол качания, можно зафиксировать отд. отражения без перекрытия.



^ Рис. 2. Рентгенограмма минерала сейдозерита, полученная в рентг. гониометре Вайсенберга. Зарегистрированные отражения имеют индексы hk₀. Отражения, располо­женные на одной кривой, характеризуются постоянными k.


Значи­тельно сокращают время эксперимента многоканальные дифрактометры.

М е т о д и с с л е д о в а н и я п о л и к р и с т а л л о в (метод Дебая — Шеррера). Для исследования метал­лов, сплавов, крист. порошков, со­стоящих из множества мелких моно­кристаллов, используют монохрома­тич. излучение. Рентгенограмма поли­кристаллов (дебаеграмма) представ­ляет собой неск. концентрич. колец,

640


каждое из к-рых состоит из отражений от определённой системы плоскостей различно ориентированных кристал­лов. Дебаеграммы разл. в-в имеют индивидуальный характер и позволя­ют идентифицировать соединения, оп­ределять фазовый состав образцов, размеры и преимуществ. ориентацию (текстурирование) зёрен в в-ве, осу­ществлять контроль за напряжениями в образце и др. (см. Рентгенография материалов, Дебая — Шеррера ме­тод).

И с с л е д о в а н и е а м о р ф н ы х м а т е р и а л о в и ч а с т и ч н о у п о р я д о ч е н н ы х о б ъ е к т о в. Рентгенограмму с чёткими дифракц. максимумами можно получить только при полной трёхмерной периодично­сти образца. Чем ниже степень упоря­доченности его ат. строения, тем более размытый, диффузный характер имеет рассеянное им рентг. излучение. Диа­метр диффузного кольца на рентгено­грамме аморфного в-ва (рис. 3) может служить для грубой оценки ср. меж­атомных расстояний в нём. С ростом степени упорядоченности (см. Дальний и ближний порядок) в строении объек­тов дифракц. картина усложняется (рис. 4) и, следовательно, содержит больше структурной информации.




Рис. 3. Рентгенограм­ма аморфного в-ва (ацетата целлюлозы).



Рис. 4. Рентгенограммы биол. объектов: а — волоса; б — натриевой соли ДНК во влаж­ном состоянии; в — текстуры натриевой соли ДНК.


М е т о д м а л о у г л о в о г о р а с с е я н и я позволяет изучать прост­ранств. неоднородности в-ва, размеры к-рых превышают межатомные рас­стояния и составляют от 5—10 до ~10⁴ Å. Размеры неоднородностей в этом случае во много раз превышают длину волны используемого излуче­ния, поэтому рассеянное рентг. излу­чение концентрируется вблизи первич­ного пучка — в области малых углов рассеяния. Распределение интенсивности в этой области отражает особен­ности структуры исследуемого объекта. Малоугловое рассеяние применяют для изучения пористых и мелкодисперс­ных материалов, сплавов и сложных биол. объектов. Для изолир. молекул белка и нуклеиновых к-т метод позво­ляет определять форму, размеры, мол. массу; в вирусах — характер взаим­ной укладки составляющих их компо­нент (белка, нуклеиновых к-т, липидов); в синтетич. полимерах — упа­ковку полимерных цепей; в порошках и сорбентах — распределение ч-ц и пор по размерам; в сплавах — возник­новение и размеры фаз; в текстурах (в частности, в жидких кристаллах) — форму упаковки ч-ц (молекул) в раз­личного рода надмолекулярные струк­туры. Рентг. малоугловой метод при­меняется и в пром-сти при контроле процессов изготовления катализато­ров, высокодисперсных углей и т. д. В зависимости от строения объекта измерения производят для углов рас­сеяния от долей мин до нескольких град.