Діфр а кція рентген е нівський промінь е й, розсіювання рентгенівських променів кристалами (або молекулами рідин і газів), при якому з початкового пучка променів виникають вторинні відхилені пучки тієї ж довжини хвилі, що з'явилися в результаті взаємодії первинних рентгенівських променів з електронами речовини; напрямок і інтенсивність вторинних пучків залежать від будови розсіює об'єкта. Дифраговані пучки складають частину всього розсіяного речовиною рентгенівського випромінювання. Поряд з розсіюванням без зміни довжини хвилі спостерігається розсіювання зі зміною довжини хвилі - так зване комптонівське розсіювання (див. Комптона ефект ). Явище Д. р. л., що доводить їх хвильову природу, вперше було експериментально виявлено на кристалах німецькими фізиками М. Лауе , В. Фрідріхом і П. Кніппінгом в 1912.
Кристал є природною тривимірною дифракційними гратами для рентгенівських променів, тому що відстань між розсіюючими центрами (атомами) в кристалі одного порядку з довжиною хвилі рентгенівських променів (~ 1 Å = 10-8 см). Д. р. л. на кристалах можна розглядати як виборче відображення рентгенівських променів від систем атомних площин кристалічної решітки (див. Брегга - Вульфа умова ). Напрямок дифракційних максимумів задовольняє одночасно трьом умовам:
a (cos a - cos a 0) = Н l,
b (cos b - cos b 0) = K l,
з (cos g - cos g 0) = L l.
Тут а, b, с - періоди кристалічної решітки за трьома її осях; a 0, b 0, g 0 - кути, утворені падаючим, а a, b, g - розсіяним променями з осями кристала; l - довжина хвилі рентгенівських променів, Н, К, L - цілі числа. Ці рівняння називаються рівняннями Лауе. Дифракційну картину отримують або від нерухомого кристала за допомогою рентгенівського випромінювання із суцільним спектром (так звана лауеграмми ; Мал. 1), або від обертового або вагається кристала (кути a 0, b 0 змінюються, а g 0 залишається постійним), що освітлюється монохроматичним рентгенівським випромінюванням (l - постійно), або від полікристала, що освітлюється монохроматичним випромінюванням. В останньому випадку, завдяки тому що окремі кристали в зразку орієнтовані довільно, міняються кути a 0, b 0, g 0.
Інтенсивність діфрагованого променя залежить в першу чергу від так званого структурного фактора, який визначається атомними факторами атомів кристала, їх розташуванням усередині елементарної комірки кристала, а також характером теплових коливань атомів. Структурний фактор залежить від симетрії розташування атомів в елементарній комірці. Інтенсивність діфрагованого променя залежить також від розмірів і форми об'єкта, від досконалості кристала і іншого.
Д. р. л. від полікристалічних тіл призводить до виникнення різко виражених конусів вторинних променів. Віссю конуса є первинний промінь, а кут розчину конуса дорівнює 4 J (J - кут між відбиває площиною і падаючим променем). Кожен конус відповідає певному сімейства кристалічних площин. У створенні конуса беруть участь всі кристалики, сімейство площин яких розташоване під кутом J до падаючого променю. Якщо кристалики малі і їх доводиться дуже велика кількість на одиницю об'єму, то конус променів буде суцільним. У разі текстури, т. Е. Наявності кращою орієнтування кристалів, дифракційна картина ( рентгенограма ) Буде складатися з нерівномірно зачернённих кілець (див. Також Дебая - Шеррер метод ).
Метод Д. р. л. на кристалах дав можливість визначати довжину хвилі рентгенівських променів, якщо відома структура кристалічної решітки, завдяки чому виникла рентгенівська спектроскопія , Яка зіграла важливу роль при встановленні будови атома. Спостереження Д. р. л. відомої довжини хвилі на кристалі невідомої структури дозволяють встановити характер цієї структури (розташування іонів, атомів і молекул, що складають кристал), що послужило основою рентгенівського структурного аналізу .
Д. р. л. спостерігається також при розсіянні їх аморфними твердими тілами, рідинами і газами. У цьому випадку на кривій залежності інтенсивності від кута розсіювання навколо центрального плями з'являються широкі кільця типу гало (рис. 2). Положення цих кілець (кут J) визначається середнім відстанню між молекулами або відстанями між атомами в молекулі. З залежності інтенсивності від кута розсіювання можна визначити розподіл щільності речовини.
Д. р. л. можна спостерігати також на звичайної оптичної дифракційної решітці при ковзному падінні (менше кута повного відображення) рентгенівських променів на решітку. За допомогою цього методу можна безпосередньо і з великою точністю вимірювати довжини хвиль рентгенівських променів.
Літ .: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 видавництва., М., 1957 (Загальний курс фізики, т. 3); Боровський І. Б., Фізичні основи рентгеноспектральних досліджень, М., 1956.
В. І. Іверонова.
Мал. 2. Рентгенограма води.
Мал. 1. лауеграмми берилу.
