X光散射技術- 維基百科,自由的百科全書
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X光繞射技術
X光散射技術
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這幅圖所顯示的是晶體的X光繞射花樣,所用晶體為一蛋白質晶體。
圖中的每一個黑點反映為一個繞射點,這些繞射點是由被晶體散射的X光相互干涉而形成。
X光散射技術或X射線繞射技術(英語:X-rayscatteringtechniques)是一系列常用的非破壞性分析技術,可用於揭示物質的晶體結構、化學組成以及物理性質。
這些技術都是以觀測X射線穿過樣品後的散射強度為基礎,並根據散射角度、極化度和入射X光波長對實驗結果進行分析。
X光散射技術可在許多不同的條件下進行分析,例如不同的溫度或壓力。
目次
1發明
2原理
3X光繞射技術
4散射技術
4.1彈性散射
4.2非彈性散射
5實際應用
6參考文獻
7參見
8外部連結
發明[編輯]
該方法是由馬克斯·馮·勞厄於1912年發明的,他因而獲得諾貝爾物理學獎。
原理[編輯]
X光的本質是一種電磁波,而電磁波能夠發生繞射,即繞開障礙物傳播。
該方法利用的就是這個原理。
之所以採用X光,是因為X光的波長與大多數分子或者晶胞大小相差不多,能夠在分子或晶體的微觀結構中發生繞射,同時也會被分子或者晶胞吸收一部分,而且穿透力適中,從而可以類似於穿透式電子顯微鏡那樣,通過接收經過分子之後的X光,而得到清晰的圖譜。
X光繞射技術[編輯]
X光繞射(X-raydiffraction)技術可以用於研究分子的構象或形態。
X光繞射技術是基於X光在穿過長程有序物質所發生的彈性散射。
「繞射動力學理論」對晶體的散射現象給出了更為複雜的描述[1]。
以下列出的是X光繞射的相關技術:
單晶X射線繞射:用於解析晶態物質中分子的整體結構,研究範圍可以從小的無機小分子到複雜的大分子,如蛋白質;可用單色性X光(德拜法)或連續波長X光(即「勞厄法」)進行研究。
粉末繞射:也是一種獲得晶體(微晶)結構的方法,所用樣品為多晶態或粉末固態晶體。
粉末繞射通常用於鑑定未知物質,主要通過將繞射數據與繞射數據國際中心(InternationalCentreforDiffractionData,ICDD)中的繞射資料庫進行比較。
這一技術或可用於鑑定非均一態的固體混合物,確定其中含量相對豐富的晶態物質;而且,當與網格修正技術(如Rietveld修正)連用時,還可以提供未知物質的結構資訊。
粉末繞射也是確定晶態物質晶系的常用方法,並可用於測定晶體顆粒的大小。
薄膜繞射。
X射線極圖分析:用於分析和測定晶態薄膜樣品中晶態方位。
X射線回擺曲線分析法:用於定量測量晶態物質的粒度大小和鑲嵌度散布。
散射技術[編輯]
彈性散射[編輯]
即使是非晶態物質(非長程有序),也可能可以用依賴於單色性X光的彈性散射的方法來研究:
小角X射線散射:在散射角2θ接近0°時,對樣品的X射線散射強度進行測量,以獲取奈米到微米量級上的分子結構資訊。
[2]
X射線反射率:用於分析和測定單層或多層薄膜的厚度、粗糙度和密度。
[3]
廣角X射線散射:測量散射角2θ大於5°。
非彈性散射[編輯]
當非彈性散射的X射線的能量和角度被監測時,相關的散射技術就可以用於探測物質的能帶結構:
康普頓散射。
共振非彈性X射線散射。
X射線拉曼散射。
實際應用[編輯]
本方法對於化學和生物學的發展有著極大的貢獻。
至2013年為止,通過此方法進行科研而獲得諾貝爾獎的科學家,就至少有6人。
他們是
1914年,馬克斯·馮·勞厄(德國),獲得諾貝爾物理學獎。
1915年,布拉格父子(英國),獲得諾貝爾物理學獎。
1936年,德拜(英國/荷蘭),獲得諾貝爾化學獎。
1962年,奧森等3人,獲得諾貝爾生理學或醫學獎。
1964年,霍奇金(英國/埃及),諾貝爾化學獎。
1985年,豪普特曼等3人,諾貝爾化學獎。
參考文獻[編輯]
^(英文)Azároff,L.V.;R.Kaplow,N.Kato,R.J.Weiss,A.J.C.Wilson,R.A.Young.X-raydiffraction.McGraw-Hill.1974. 引文使用過時參數coauthors(幫助)
^(英文)Glatter,O.;O.Kratky.SmallAngleX-rayScattering.AcademicPress.1982[2008-01-24].(原始內容存檔於2012-02-11). 引文使用過時參數coauthors(幫助)
^(英文)Holy,V.etal.Phys.Rev.B.47,15896(1993).
參見[編輯]
X射線晶體學
外部連結[編輯]
維基共享資源中相關的多媒體資源:X光繞射
國際晶體學聯合會(InternationalUnionofCrystallography)
X光繞射分析儀
X光繞射
X射線繞射法-豆丁網
取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=X光散射技术&oldid=68986831」
分類:晶體學光譜學放射線學繞射散射X射線晶體學分子結構隱藏分類:含有過時參數的引用的頁面含有英語的條目
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