X-ray 회절 원리 및 실험

소개글

x-ray 회절의 원리 및 실험

목차

X선회절 (X-Ray Diffraction, XRD)

Ⅰ실험목적
Ⅱ X선 회절의 원리
1.X선회절현상 이란 ? (X-Ray Diffraction, XRD)
2. 결정에 의한 회절(Diffraction)
1) 전자에 의한 X선의 산란(X-Ray Scattering)
2) 원자에 의한 X선의 산란(X-Ray Scattering)
3) 결정에 의한 회절현상(Diffraction)
3. 역격자와 회절(Diffraction)조건
Ⅲ 실험방법
Ⅳ 시험 결과 예

본문내용

Ⅰ실험목적

X선을 결정에 부딪히게 하면 그 중 일부는 회절을 일으키고 그 회절각과 강도는 물질마다 고유한 것으로서 이 회절 X선을 이용하여 시료에 함유된 결정성 물질의 종류와 양에 관계되는 정보를 알 수 있다. 이와 같이 결정성 물질의 구조에 관한 정보를 얻기 위한 분석방법이 X선 회절법이다.

Ⅱ X선 회절의 원리

1.X선회절현상 이란 ? (X-Ray Diffraction, XRD)
X선 회절(X-Ray Diffraction, XRD)은 물질의 내부 미세구조를 밝히는데 매우 유용한 수단이다.
X선(X-Rays)이 발견되기 전에 이미 빛의 회절(Diffraction)은 잘 알려져 있었으며, 만일 결정이 일정한 간격으로 규칙적인 배열을 한 원자로 되어 있고, 또 X선(X-Rays)이 결정내의 원자사이의 거리와 거의 비슷한 파장을 가진 전자파라면, X선(X-Rays)이 결정에 의해서 회절(Diffraction)될 것이라고 추정하였고, 이것을 실험적으로 성공한 것은 1912년 독일의 von Laue 에 의해서 였다.다음 사진은 결정에 X선(X-Rays)을 조사 시켜서 회절된 X선(Diffracted X-Rays)에 의하여 film을 감광시킨 사진으로, 작고 검은 반점들이 X선(X-Rays)이 검출된 위치다.

Laue의 반점




이것은 X선(X-Rays)의 파동성과 결정내 원자의 규칙적인 배열을 동시에 입증한 계기가 되기도 하였다.
같은해 영국의 W.H. Bragg는 이를 다른 각도로 해석하여 Laue가 사용했던 수식보다 더욱 간단한 수식으로 회절에 필요한 조건을 Bragg`s law (2d Sinθ = nλ) 로 나타내었으며, 이 X선회절현상(X-Ray Diffraction)을 이용하여 각종물질의 결정구조를 밝히는데 성공하였다.
두개 이상의 파동 사이에 서로 위상차이가 그 파동의 반파장 만큼 있을때는 서로 상쇄되어 파동이 사라지나, 위상차이가 파장의 정수배 만큼 있을때는 진폭이 두배로 되어서 세기가 더 크게된다.

다음 그림에서 A에서 B까지의 거리는 dSinθ 가 되며, 이는 B에서 C까지의 거리와도 같다.따라서, AB = BC = d Sinθ 이며, nλ = 2 d Sinθ 를 만족하면 X선(X-Rays)은 회절(Diffraction)되어 강하게 나타나게 된다.

참고 자료

Elements of x-ray diffraction B.D Cullity and S.R Stock