difraksi dalam kondisi nonideal
Sebelum melangkah lebih jauh, sebaiknya mempertimbangkan dengan hati-hati tentang derivasi hukum Bragg yang diberikan dalam bagian 3-2 untuk memahami secara tepat dalam kondisi yang benar-benar valid. Dalam derivasi kami kita mengasumsikan kondisi ideal tertentu, yaitu kristal yang sempurna dan berkas datang yang terdiri dari radiasi sempurna paralel dan padatan monokromatik. Kondisi ini tidak pernah benar-benar ada, jadi kita harus menentukan efek pada difraksi dari berbagai jenis  dari permulaan yang ideal.

Secara khusus, cara di mana interferensi destruktif diproduksi di segala penjuru kecuali dari berkas datang difraksi layak dikaji secara rinci,  karena merupakan dasar teori difraksi dan karena itu akan membawa kita ke metode untuk memperkirakan ukuran kristal. kita sangat sulit  menemukan bahwa hanya kristal yang tidak terbatas benar-benar sempurna dan ukuran kecil saja, dari kristal yang tidak sempurna , dapat dianggap sebagai ketidaksempurnaan kristal.

Kondisi untuk penguatan digunakan dalam bagian.3-2 bahwa gelombang yang terlibat harus berbeda panjang, yaitu, dalam fase, berdasarkan persis jumlah integral gelombang-panjang. Tapi anggaplah bahwa ɵ sudut di bagian.3-2 sedemikian rupa sehingga perbedaan jalan untuk sinar tersebar oleh bidang pertama dan kedua hanya seperempat panjang gelombang. Sinar ini tidak membatalkan satu sama lain tapi, seperti yang kita lihat pada Gambar. 3-1, cukup bersatu untuk membentuk seberkas amplitudo lebih kecil dari yang dibentuk oleh dua sinar yang benar-benar dalam fase. Lantas bagaimana interferensi destruktif terjadi? Jawabannya terletak pada kontribusi dari bidang yang lebih dalam kristal. Di bawah kondisi yang diasumsikan, sinar tersebar oleh bidang kedua dan ketiga juga akan seperempat panjang gelombang keluar dari fase. Tapi ini berarti bahwa sinar tersebar oleh bidang pertama dan ketiga adalah persis setengah panjang gelombang dari fase dan akan benar-benar membatalkan satu sama lain. Dengan cara yang sama, sinar dari bidang kedua dan keempat, bidang ketiga dan kelima, dll, seluruh kristal, benar-benar keluar dari fase, hasilnya adalah gangguan yang merusak dan tidak ada berkas difraksi. Inteferensi akan merusak konsekuensi dari periodisitas pengaturan atom seperti interferensi konstruktif.

Ini adalah contoh ekstrim. Jika perbedaan jalan antara sinar tersebar oleh dua bidang pertama hanya berbeda sedikit dari jumlah integral panjang gelombang, maka bidang hamburan sinar persis keluar dari fase dengan sinar dari bidang pertama akan terletak jauh di dalam kristal. Jika kristal ini begitu kecil maka bidang ini tidak ada yang ada, maka pembatalan lengkap semua sinar tersebar tidak akan menghasilkan. Oleh karena itu, ada hubungan antara jumlah "out-of-phaseness" yang dapat ditoleransi dan ukuran kristal. Kita akan menemukan bahwa kristal yang sangat kecil menyebabkan memperluas (divergensi kecil sudut) dari berkas difraksi, yaitu difraksi (hamburan) pada sudut dekat, tapi tidak sama dengan, sudut Bragg yang tepat. Karena itu kita harus mempertimbangkan hamburan sinar insiden pada bidang kristal pada sudut menyimpang sedikit dari sudut Bragg yang tepat.

Anggaplah,  bahwa kristal memiliki ketebalan t diukur dalam arah tegak lurus ke set tertentu mencerminkan bidang (Gbr. 3-14). Biarlah ada (m + l) bidang di set ini. Kami akan menganggap sudut Bragg Ɵ sebagai variabel dan menggunakan Ɵᵦ sudut yang tepat memenuhi hukum Bragg untuk nilai-nilai tertentu  λ dan d terlibat, atau
λ = 2d sin Ɵᵦ
di bagian.3-14, sinar A, D, .., M membuat persis  Ɵᵦ sudut dengan bidang refleksi. Ray D '. Tersebar oleh bidang pertama di bawah permukaan, karena itu satu panjang gelombang keluar dari fase dengan A '; dan ray M '; tersebar oleh bidang mth di bawah permukaan, adalah m panjang gelombang keluar dari fase dengan A '. Oleh karena itu, di sudut difraksi 2Ɵᵦ, sinar A ', D', ..., M 'benar-benar dalam fase bersatu untuk membentuk berkas difraksi dari amplitudo maksimum, yaitu, sinar intensitas maksimum, karena intensitas sebanding dengan  amplitudo.

Ketika kita mempertimbangkan sinar insiden yang membuat sudut Bragg hanya sedikit berbeda dari Ɵᵦ, kita menemukan bahwa interferensi destruktif tidak lengkap. Ray B, misalnya, membuat sudut yang sedikit lebih besar Ɵı, sehingga sinar L 'dari mth pesawat di bawah permukaan adalah (m + l) panjang gelombang keluar dari fase dengan B'. Sinar dari bidang permukaan. Ini berarti bahwa di tengah-tengah dalam kristal ada bidang hamburan aray yang merupakan satu-setengah (sebenarnya, integer ditambah satu setengah) panjang gelombang keluar dari fase dengan sinar B' dari bidang permukaan. Sinar ini membatalkan satu sama lain, dan begitu juga sinar lain dari bidang di seluruh kristal,oleh karena itu  efek jaringan adalah sinar yang tersebar dari  membatalkan kristal yang tersebar oleh bagian bawah. Intensitas sinar difraksi pada sudut 2Ɵı adalah nol. Hal ini juga nol pada 2Ɵ² sudut dimana Ɵ2 adalah sedemikian rupa sehingga sinar N 'dari mth bidang di bawah permukaan adalah (m - 1) panjang gelombang keluar dari fase dengan sinar C' dari bidang permukaan. Oleh karena itu kami telah menemukan dua sudut membatasi, 2Ɵı dan 2Ɵ, di mana intensitas difraksi harus kembali ke nol. Oleh karena itu, intensitas difraksi pada sudut dekat 2Ɵᵦ, tapi tidak lebih besar dari 2Ɵı atau kurang dari 2Ɵ, tidak nol namun memiliki nilai tengah antara nol dan intensitas maksimum balok difraksi pada sudut 2Ɵᵦ. Kurva intensitas difraksi vs.2Ɵ demikian akan memiliki bentuk bagian.3-15 (a) berbeda dengan bagian.3-15 (b), yang mengilustrasikan kasus hipotetis difraksi terjadi hanya pada sudut Bragg yang tepat.

lebar kurva difraksi bagian.3-15 (a) meningkat sebagai ketebalan menurun kristal, karena rentang sudut (2Ɵı -2Ɵ) meningkat berkurang. Lebar B biasanya diukur, dalam radian, pada intensitas sama dengan setengah intensitas maksimum. [Perhatikan bahwa B adalah lebar sudut, dalam hal 2Ɵ (notƟ), dan tidak lebar linear]. Sebagai ukuran kasar dari B, kita dapat mengambil setengah perbedaan antara dua sudut ekstrim di mana intensitas adalah nol, yang amunts untuk mengasumsikan bahwa garis difraksi ini berbentuk segitiga. Oleh karena itu,
B = ½ (2Ɵı - 2Ɵ2) = Ɵı - Ɵ2
Kita sekarang menulis persamaan jalan-perbedaan untuk kedua sudut, mirip dengan Persamaan (3-1) namun terkait dengan seluruh ketebalan kristal daripada jarak antara. pesawat yang berdekatan:
2t sin Ɵ1 = (m + l) λ
2t sin Ɵ2 = (m - l) λ
Dengan pengurangan kita menemukan
t (sin Ɵ1 - sin Ɵ2) = λ
2t cos ((θ1+θ2)2) sin ((θ1-θ2)2) = λ
Tapi θ1 dan θ2 keduanya nyaris sama dengan θᵦ, sehingga
θ1 + θ2 = 2θᵦ (kira-kira)
dan
dosa ((θ1-θ2)2) = ((θ2θ1-2)) (kira-kira )
karena itu
2t ((θ1-θ2)2) cos θᵦ = λ
t = λB cosθᵦ
perbaikan yang lebih tepat dari masalah tersebut yaitu:
t = 0,9λB cosθᵦ

           

Post a Comment

 
Top