电子衍射原理演示.pptVIP

（优选）电子衍射原理 本文档共32页；当前第1页；编辑于星期一\18点8分 一、电子衍射原理 二、布拉格定律 三、倒易点阵与爱瓦尔德球图解法 四、晶带定律与零层倒易截面 五、结构因子 六、偏离矢量与倒易阵点扩展 七、电子衍射基本公式 本文档共32页；当前第2页；编辑于星期一\18点8分 19世纪后半期，电磁理论成功地解释了光的干涉、衍射、偏振等现象，建立了光的波动图象，但到了二十世纪初，人们为解释热辐射、光电效应、康普顿效应，又不得不将光当作微粒来处理。 尤其爱因斯坦提出了光子的概念，建立了E=h?的关系后，更使人认识到光是具有波粒二象性的物质。 一、电子衍射原理 粒子的波粒二象性 本文档共32页；当前第3页；编辑于星期一\18点8分 德布罗意假设：实物粒子具有波粒二象性。（1924年） 粒子性：E，p 波动性：λ，ν ——德布罗意公式 与实物粒子相联系的波称德布罗意波或物质波。 若 c，则m=m0；若 →c，则m=γm0 一、电子衍射原理 粒子的波粒二象性 ε≈150eV λ≈0.1nm ε≈100keV λ≈0.0037nm 本文档共32页；当前第4页；编辑于星期一\18点8分 一、电子衍射原理 电子衍射与X射线衍射区别 电子波的波长比X射线短得多，同样满足布拉格条件时，它的衍射角与X射线比很小； 在进行电子衍射操作时采用薄晶样品，略为偏离布拉格条件的电子束也能发生衍射； 由于电子波的波长短，使晶体产生的衍射花样能比较直观地反映经体内各晶面的位相； 原子对电子的散射能力远高于它对X射线的善射能力，故电子衍射束的强度较大，摄取衍射花样时曝光时间仅需数秒。 电子衍射强度有时几乎与透射束相当，以致两者产生交互作用，使电子衍射花样，特别是强度分析变得复杂，不能象X射线那样从测量衍射强度来广泛的测定结构。 散射强度高导致电子透射能力有限，要求试样薄，这就使试样制备工作较X射线复杂；在精度方面也远比X射线低。 本文档共32页；当前第5页；编辑于星期一\18点8分 一、电子衍射原理 透射电镜 透射电镜的最大特点是既可以得到电子显微像又可以得到电子衍射花样。晶体样品的微观组织特征和微区晶体学性质可以在同一台仪器中得到反映。 电镜中的电子衍射,其衍射几何与X射线完全相同,都遵循布拉格方程所规定的衍射条件和几何关系. 衍射方向可以由爱瓦尔德球作图求出.因此,许多问题可用与X射线衍射相类似的方法处理. 试样 物镜后焦面 物镜像平面 电子束 物镜 本文档共32页；当前第6页；编辑于星期一\18点8分 单晶体 多晶体 非晶体 一、电子衍射原理 透射电镜 本文档共32页；当前第7页；编辑于星期一\18点8分 晶体物质是由原子、离子或原子团在三维空间按一定规律周期性排列构成的。当具有一定波长的单色平面电子波射入晶体时，这些规则排列的质点将对入射电子束中与其靠近的电子产生散射，由于散射强度较大，于是各个质点作为新波源发射次级波. 二、布拉格定律 样品对入射电子的散射 本文档共32页；当前第8页；编辑于星期一\18点8分 R d Q T S A λ θ B B’ θ A’ 二、布拉格定律 布拉格方程一般形式 本文档共32页；当前第9页；编辑于星期一\18点8分 通常透射电镜的加速电压为100-200KV， 电子波的波长λ在10-2-10-3nm左右 常见晶体的晶面间距d 在1nm左右 所以Sinθ很小，也就是入射角θ很小. 入射束与衍射晶面稍有角度就能产生衍射. 二、布拉格定律 衍射角θ的解释 本文档共32页；当前第10页；编辑于星期一\18点8分 晶体的电子衍射（包括X射线单晶衍射）结果得到的是一系列规则排列的斑点，电子衍射斑点就是与晶体相对应的倒易点阵中某一截面上阵点排列的像。 倒易矢量g和衍射晶面间距的关系 ghkl＝ 1/dhkl 把倒易矢量 g 的端点叫倒易点， 倒易点的分布叫倒易点阵， 倒易点阵所在的空间叫倒易空间。 三、倒易点阵与爱瓦尔德球图解法 倒易点阵 本文档共32页；当前第11页；编辑于星期一\18点8分 倒易空间的三个基本矢量记为a*, b*, c*。为了与倒易空间相区别，把晶体实际所在的点阵叫做正点阵，它所在的空间叫正空间，正空间的三个基本矢量为a，b，c。 c* b* a* O* 三、倒易点阵与爱瓦尔德球图解法 倒易空间单位矢量 式中, V是正空间单位晶胞的体积。 某一倒易基矢垂直于正点阵中和自己异名的二基矢所成平面。 本文档共32页；当前第12页；编辑于星期一\18点8分 三、倒易点阵与爱瓦尔德球图解法 倒易点阵的性质 1、正倒点阵异名基矢点乘为零，同名基矢点乘为一。 2、在倒易空间中，任意矢量的大小和方向