第二章+X射线衍射1课件

第二章 X射线衍射分析2.1X射线对晶体的衍射射线对晶体的衍射1X射线的产生射线的产生2X射线的本质射线的本质3Bragg方程方程 1X射线的发现射线的发现1895年，伦琴对阴极射线的研究过程中发现了一种年，伦琴对阴极射线的研究过程中发现了一种穿透能穿透能力很强力很强的射线的射线X射线（伦琴射线）射线（伦琴射线）W.K.Rontgen(1845-1923)德德国国维维尔尔茨茨堡堡大大学学校校长长，实实验验物物理理学学家家，因因发发现现X射射线线，第第一一个个获获诺诺贝贝尔尔物物理理学奖学奖(1901年年)1895年年11月月8日日，伦琴琴在在实验室室里里从从事事阴阴极极射射线的的实验工工作作，一一个个偶偶然然事事件件引引起起了了他他的的注注意意。当当时，房房间一一片片漆漆黑黑，放放电管管用用黑黑纸包包严。他他突突然然发现在在不不超超过一一米米远的的小小桌桌上上有有一一块亚铂氰化化钡做做成成的的荧光光屏屏发出出闪光光。他他移移远荧光光屏屏继续试验，荧光光屏屏闪光光仍仍随随放放电过程程的的节拍拍断断续出出现。他他取取来来各各种种不不同同的的物物品品包包括括书本本、木木板板、铝片片等等等等放放在在放放电管管和和荧光光屏屏之之间，发现不不同同的的物物品品效效果果很很不不一一样：有有的的挡不不住住；有有的的起起到到一一定定的的阻阻挡作用。作用。v1895年年12月月22日日，伦琴琴邀邀请夫夫人人来来到到实验室室，用他夫人的手拍下了第一用他夫人的手拍下了第一张人手人手X射射线照片。照片。v1895年年年年底底，他他以以通通信信方方式式将将这一一发现公公之之于于众众。题为一一种种新新射射线(初初步步通通信信)。伦琴琴在在他他的的通通信信中中把把这一一新新射射线称称为X射射线，因因为他他当当时确确实无法确定无法确定这一新射一新射线的本的本质。伦琴夫人的手伦琴夫人的手戒指戒指伦琴琴对科科学学有有崇崇高高的的献献身身精精神神。他他无无条条件件地地把把X射射线的的发现奉奉献献给全全人人类，自自己己没没有有申申请专利利。1901年年首首届届诺贝尔物物理理学学奖授授给了了伦琴琴，但但他他非非常常谦虚虚，没没有有在在颁奖大大会会上上发表表演演说。他他不不愿愿在在公公共共场合合上上露露面面，更更不不高高兴接接受受人人们的的赞扬和和吹吹捧捧。为了了避避开开人人们的的访问和和庆贺，他他多多次次远离离柏柏林林，躲到到乡下下去去生生活活。伦琴琴晚晚年年生生活活十十分分困困苦苦，他他的的双双手手由由于于受受X射射线照照射射，在在晚晚年年干干枯枯得得像像干干柴柴一一般般。他他没没有有儿儿女女，夫夫人人早早年年就就已已去去世世，1923年年伦琴琴因因癌癌症症去去世世时，身身边竟竟没没有有任任何何亲人人科科学学史史表表明明，在在每每一一个个发现中中通通常常都都在在成成就就和和机机遇遇之之间存存在在一一种种特特殊殊的的联系系，而而许多多不不完完全全了了解解事事实的的人人，可可能能会会倾向向于于把把这一一特特殊殊事事例例大大部部分分归功功于于机机遇遇。但但是是只只要要深深入入了了解解您您独独特特的的科科学学个个性性，谁都都会会理理解解这一一伟大大发现应归功功于于您您这位位摆脱脱了了任任何何偏偏见、将将完完美美的的实验艺术和和极极端端严谨自自觉的的态度度结合在一起的研究者。合在一起的研究者。摘自普摘自普鲁士科学院祝士科学院祝贺伦琴琴获得博士学位得博士学位50周年的周年的贺信信X射射线发现之之后后，马上上就就引引起起了了人人们的的普普遍遍关关注注，许多国家多国家竞相开展了相开展了类似的似的实验，一股，一股热潮席卷欧美潮席卷欧美v医学界：人体透医学界：人体透视、伤病病检查v工程界：金属探工程界：金属探伤v科科学学界界：法法国国物物理理学学家家贝克克勒勒尔发现了了天天然然放放射射性性，英英国国物物理理学学家家发现了了第第一一个个基基本本粒粒子子电子子。X射射线引引来来了了众众多多的的发现，渐渐地地打打开开了近代物理学的大了近代物理学的大门。v商商业界：界：X光保光保险服服(伪科学科学)。从从1901年年伦琴琴开开始始到到1924年年,共共有有6位位从从事事X射射线研研究究的的物物理理学学家家获得得诺贝尔物物理理学学奖，占占当当时获奖人人数数的的1/4。由由此此可可见，X射射线的的研研究究成成果在果在20世世纪的前的前世世纪中占有着重要的地位。中占有着重要的地位。伦琴天文卫星螃蟹螃蟹X光照片光照片尼克维赛(Nick Veasey)，X射线：看穿周围世界及美国国家地理。以非侵害的方式窥视贵重文物内部古埃及木制古埃及木制“猫棺猫棺”形形色色的形形色色的X射线产品广告射线产品广告1896年“科勒解毒药”(Kohlers Antidote)广告除此之外，市场上还有“X射线高尔夫球”、“X射线剃须刀”。X射线下的日常生活射线下的日常生活抽真空容器，阳极（对阴极），由金属(高熔点的铜,钼,钨)制成。X射线是由阴极发射出(热)电子，经几万伏高速电压加速，获得能量，运动速度很大，这种高速电子去撞击阳极，而发射出X射线。X射线性质：射线性质：为不带电的粒子流，不受电场磁场的影响。阴级阴级阳级阳级+-X射线源固体靶源固体靶源转靶转靶X-射线的性质射线的性质肉肉眼眼不不能能观观察察到到，但但可可使使照照相相底底片片感感光光、荧荧光光板发光和使气体电离；板发光和使气体电离；能透过可见光不能透过的物体；能透过可见光不能透过的物体；沿沿直直线线传传播播，在在电电场场与与磁磁场场中中不不偏偏转转，在在通通过过物物体体时时不不发发生生反反射射、折折射射现现象象，通通过过普普通通光光栅栅亦亦不不引起衍射；引起衍射；对生物有很厉害的生理作用。对生物有很厉害的生理作用。1895年年伦伦琴琴发发现现X射射线线后后，认认为为是是一一种种波，但无法证明。波，但无法证明。当当时时晶晶体体学学家家对对晶晶体体构构造造（周周期期性性）也也没有得到证明。没有得到证明。1912年年劳劳厄厄将将X射射线线用用于于CuSO4晶晶体体衍衍射射同同时时证证明明了了这这两两个个问问题题,从从此此诞诞生生了了X射线晶体衍射学射线晶体衍射学2X射线的本质射线的本质劳厄厄最最初初对X射射线进行行研研究究的的出出发点点仅仅是是为了了寻找找一一个个证据据来来证明明X射射线具具有有波波动性性。然然而而，他他的的工工作作不不仅令令人人信信服服地地证明明了了X射射线的的波波动性性，同同时也也第第一一次次从从实验上上证实晶晶体体结构构的的空空间点点阵学学说正确性。正确性。故事是故事是这样开始的：开始的：1912年年2月的一天，索末菲的博士研究生厄瓦月的一天，索末菲的博士研究生厄瓦尔德来到德来到劳厄的房厄的房间，求，求劳厄帮助解决如何用数厄帮助解决如何用数学研究光学研究光对偏振原子点偏振原子点阵的作用。尽管的作用。尽管劳厄帮不厄帮不了他的忙，仍了他的忙，仍热心地建心地建议他他们第二天在研究所碰第二天在研究所碰头，并去他家里在晚，并去他家里在晚饭前后前后讨论。他。他们按按约会面，会面，步行穿步行穿过鲁德德维希（希（Ludwig）大街后，厄瓦）大街后，厄瓦尔德德开始向开始向劳厄一般性地介厄一般性地介绍他正在从事的他正在从事的课题劳厄厄的的成成功功，迅迅速速传遍遍了了全全世世界界。这一一成成功功的的伟大大意意义不不仅在在于于证实了了X射射线是是一一种种波波长很很短短的的电磁磁波波，也也不不仅在在于于证实了了晶晶体体空空间点点阵理理论，而且，而且对原子学原子学说也有巨大的意也有巨大的意义。以以前前，坚决决反反对原原子子论的的马赫赫总是是振振振振有有理理地地质问赞成成原原子子论的的人人：“你你看看到到过原原子子吗？”现在在，另另一一个个原原子子论最最激激烈烈的的反反对者者元元一一奥奥斯斯特特瓦瓦尔德德欢呼道：呼道：“原子可以看到了！原子可以看到了！”劳厄厄在在他他的的经典典性性实验中中的的构构想想正正如如哥哥伦布布直直立立鸡蛋蛋一一样，一一旦旦提提出出以以后后竟竟然然显得得那那么么简单、明明了了。它它只只不不过是是一一种种巧巧妙妙的的联想想，即即将将两两种种已已知知的的但但一一直直被被人人们认为毫毫无无关关联的的知知识简单地地结合合到到一一起起去去了了。正正如如普普朗朗克克所所说，劳厄厄这种种创造造性性的的想想法法是是一一种种“思思维逻辑必然必然产生的生的结果果”。X-ray晶体晶体crystal劳厄斑劳厄斑Lauespots晶体的三维光栅晶体的三维光栅Three-dimensional“diffractiongrating”1914年获诺贝尔物理学奖1912年劳厄利用天然晶体作为三维立体光年劳厄利用天然晶体作为三维立体光栅，获得栅，获得X射线衍射图，得到劳厄斑。射线衍射图，得到劳厄斑。为为研研究究X射射线线的的性性质质，作作X射射线线的的衍衍射射实实验验。但但由由于于其其波波长长很很短短，难难观观察察到到衍衍射射现现象象。晶晶体体内内原原子子按按一一定定点点阵阵排排列列得得十十分分整整齐齐，原原子子间间距距为为几几个个埃埃，将将晶晶体体当当作作光光栅栅常常数数很很小小的的三三维维立立体体光栅。光栅。根据劳厄斑的分布，可算出晶面间距，掌握晶根据劳厄斑的分布，可算出晶面间距，掌握晶体点阵结构体点阵结构由此，X射线被证实是一种频率很高（波长很短）的电磁波。X射线的本质是电磁辐射本质是电磁辐射，与可见光完全相同，仅是波长短而已，因此具有波粒二像性。1)波动性;(2)粒子性。X-radiationMicrowavesg g-radiationUVIRRadiowaves10-610-311031061091012Wavelength(nm)可见光可见光微波微波无线电波无线电波在电磁波谱中，X射线的波长范围约为 0.005nm到 10nm，相当于可见光波长的 10万分之一万分之一到 50分之一分之一。连续光谱连续光谱：管压低时，电子撞击管压低时，电子撞击阳极的时间和条件不一阳极的时间和条件不一致，行成了各种波长的致，行成了各种波长的连续光谱连续光谱特征光谱特征光谱：原子内层电子跃迁发原子内层电子跃迁发出的辐射，与靶材有关，出的辐射，与靶材有关，X X射线管的管压超过靶的射线管的管压超过靶的某一激发电位时才有标某一激发电位时才有标识光谱识光谱X射线谱射线谱X-lines:Ka,bandLa,betc.Ka:Ka1,Ka2特征特征X X射线谱的产生射线谱的产生与与阳阳极极靶靶原原子子中中的的内内层层电电子子跃跃迁迁过过程程有有关关。如如果果管管电电压压足足够够高高，即即由由阴阴极极发发射射的的电电子子其其动动能能足足够够大大时时，当当它它轰轰击击靶靶时时，就就可可以以使使靶靶原原子子中中的的某某个个内内层层电电子子脱脱离离它它原原来来所所在在的的能能级级，导导致致靶靶原原子子处处于于受受激激状状态态。此此时时，原原子子中中较较高高能能级级上上的的电电子子便便将将自自发发的的跃跃迁迁到到该该内内层层空空位位上上去去，同同时时伴伴随随有有多多余余的的能能量量的的释释放放。多余的能量作为多余的能量作为X X射线量子发射出来。射线量子发射出来。h h 2 2 1 1 X X射线的频率由下式决定：射线的频率由下式决定：h h 2 2 1 11 1和和2 2为原子的正常状态能量和受刺激状态时的能量。为原子的正常状态能量和受刺激状态时的能量。当打去当打去K K层电子时，所有靠外边的电子层中的电层电子时，所有靠外边的电子层中的电子都可能落到那个空位上，当产生回落跃迁时就子都可能落到那个空位上，当产生回落跃迁时就产生产生K K系的系的X X射线光谱。射线光谱。K K系线中，系线中，K K线相当于电线相当于电子由子由L L层过渡到层过渡到K K层，层，K K线相当于电子由线相当于电子由M M层过渡层过渡到到K K层。当然层。当然K K线比线比K K线频率要高，波长较短。线频率要高，波长较短。整个整个K K系系X X射线波长最短，强度最高。结构分析时射线波长最短，强度最高。结构分析时所采用的就是所采用的就是K K系系X X射线。射线。X X射线与物质相互作用射线与物质相互作用 X X射射线线与与物物质质相相互互作作用用时时，产产生生各各种种不不同同的的和和复复杂杂的的过过程程。就就其其能能量量转转换换而而言言，一一束束X X射射线线通通过过物物质质时时，可可分分为为三三部部分分：一一部部分分被被散散射射，一一部部分分被被吸吸收收，一一部部分分透透过过物物质质继继续续沿原来的方向传播。沿原来的方向传播。X射线与物质相互作用射线与物质相互作用热能热能透射透射X射线衰减后的强度射线衰减后的强度I散射散射X射线射线电子电子荧光荧光X射线射线相干的相干的非相干的非相干的反冲电子反冲电子俄歇电子俄歇电子光电子光电子康普顿效应康普顿效应俄歇效应俄歇效应光电效应光电效应入射入射X射线强度射线强度I01 1）特征）特征X X射线射线 E=h=hc/以特征以特征X射线作为信号的分析手段射线作为信号的分析手段:X射线荧光光谱分析射线荧光光谱分析(XFS)电子探计电子探计X射线显微分析（射线显微分析（EPMA）前者的入射束是前者的入射束是X射线，而后者的入射束射线，而后者的入射束是电子束。是电子束。1）特征）特征X射线射线2）俄歇电子）俄歇电子 EE1(Z)E2(Z)E3(Z)元素在样品中所处的化学环境同样会造成电子元素在样品中所处的化学环境同样会造成电子的结合能的微小差异，导致俄歇电子能量的化的结合能的微小差异，导致俄歇电子能量的化学位移，因此根据俄歇电子的动能可以确定元学位移，因此根据俄歇电子的动能可以确定元素类型，以及元素的化学环境。素类型，以及元素的化学环境。俄歇电子谱仪（俄歇电子谱仪（AES）。俄歇电子能谱仪所用）。俄歇电子能谱仪所用的信号电子激发源是电子束。利用俄歇电子能的信号电子激发源是电子束。利用俄歇电子能谱可以进行定性和半定量的化学成分分析。谱可以进行定性和半定量的化学成分分析。2）俄歇电子）俄歇电子 3)3)光电子光电子 h=EB+EK即光子的能量转化为电子的动能即光子的能量转化为电子的动能EK并克服原子核对核并克服原子核对核外电子的束缚外电子的束缚EBEB=h-EK3）光电子）光电子 各原子的不同轨道电子的结合能是一定的，具有标识各原子的不同轨道电子的结合能是一定的，具有标识性；此外，同种原子处于不同化学环境也会引起电子性；此外，同种原子处于不同化学环境也会引起电子结合能的变化，因此，可以检测光电子的动能，由光结合能的变化，因此，可以检测光电子的动能，由光电发射定律得知相应能级的结合能，来进行元素的鉴电发射定律得知相应能级的结合能，来进行元素的鉴别、原子价态的确定、以及原子所处的化学环境的探别、原子价态的确定、以及原子所处的化学环境的探测。测。利用光电子进行成分分析的仪器有利用光电子进行成分分析的仪器有X射线光电子谱仪射线光电子谱仪（XPS）和紫外光电子谱仪（）和紫外光电子谱仪（UPS），分别采用），分别采用X射线射线和紫外光作为入射光源。和紫外光作为入射光源。俄歇效应俄歇效应原原子子在在入入射射X射射线线光光子子或或电电子子的的作作用用下下失失掉掉K层层电电子子，处处于于K激激发发态态；当当L层层电电子子填填充充空空位位时，放出时，放出E-E能量，产生两种效应：能量，产生两种效应：(1)荧光荧光X射线；射线；(2)产产生生二二次次电电离离，使使另另一一个个核核外外电电子子成成为为二二次电子次电子俄歇电子。俄歇电子。光电效应光电效应以以X光光子子激激发发原原子子所所发发生生的的激激发发和和辐辐射射过过程，被击出的电子称为光电子程，被击出的电子称为光电子.辐射出的次级标识辐射出的次级标识X射线称为荧光射线称为荧光X射线。射线。X射线的散射 X 射 线使使X X射线发生散射的物质：物质的自由电子及原子核射线发生散射的物质：物质的自由电子及原子核束缚的非自由电子束缚的非自由电子受迫振动。受迫振动。振动着的电子成为次生振动着的电子成为次生X X射线的波源，向外辐射与入射射线的波源，向外辐射与入射 X X 射线同频率的电磁波，称为射线同频率的电磁波，称为散射波散射波。X射线的散射相干散射：相干散射：散射线波长与入射线波长相同，相位滞后恒定，散射线之间能相互干涉。非相干散射非相干散射（康普顿-吴有训，1923年）：散射线波长与入射线波长不同时，散射线之间不相互干涉。非相干散射突出地表现出X射线的微粒特性，只能用量子理论来描述，亦称量子散射。它会增加连续背影，给衍射图象带来不利的影响，特别对轻元素。X射线的衰减和吸收 物物质质对对X X射射线线的的吸吸收收是是指指X X射射线线能能量量在在通通过过物物质质时时转转变变为为其其它它形形式式的的能能量量。对对X X射射线线而而言言，即即发发生生了了能量损耗。有时能量损耗。有时把把X X射线的这种能量损耗称为吸收。射线的这种能量损耗称为吸收。物物质质对对X X射射线线的的吸吸收收主主要要是是由由原原子子内内部部的的电电子子跃跃迁迁引起的。引起的。X射线的衰减规律 当当一一束束X射射线线通通过过物物质质时时，由由于于散散射射和和吸吸收收的的作作用用使使其其透透射射方方向向上上的的强强度度衰衰减减。衰衰减减的的程程度度与所经过物质中的距离成正比。与所经过物质中的距离成正比。-物质密度；物质密度；H-材料厚度材料厚度m-质量衰减系数；质量衰减系数；表示单位重量物质对表示单位重量物质对X射线强度的射线强度的相对衰减量，与波长和原子序数相对衰减量，与波长和原子序数Z存在如下近似关系：存在如下近似关系：K为常数为常数内内部部结结构构（微微观观）在在空空间间排排列列的的周周期期性性（等等距距性性）使使得得晶晶体体可可作作为为X射射线线衍衍射射的的天天然然光光栅栅,而而晶晶体体外外形形的的对对称称性性又又使使得得衍衍射射线线（点点）的的分分布布具具有有特特定定的的对对称称性性.这这是是X射射线线衍衍射射测测定定晶晶体体结结构的基础和依据构的基础和依据.晶体的对称性和对晶体的对称性和对 X X 射线的衍射性射线的衍射性现现代代X射射线线衍衍射射分分析析的的理理论论基基础础是是英英国国物物理理学家布拉格父子奠定的。学家布拉格父子奠定的。布布拉拉格格父父子子于于1912年年借借助助X射射线成成功功地地测出出金金刚石石的的晶晶体体结构构，并并提提出出了了“布布拉拉格格公公式式”，为最最终建建立立现代代晶晶体体学学打打下下了了基基础，于于1915年年获得得诺贝尔物物理理学学奖。当当时，小小布布拉拉格格年年仅25岁，是是至至今今为止止最最年年轻的的诺贝尔奖获得得者者。而而老老布布拉拉格格则已已经53岁，被被称称为是是大大器器晚晚成的科学家。成的科学家。（1 1）.布喇格方程的导出布喇格方程的导出分两步讨论：同一晶面上各个格点之间的干涉点间干涉。不同晶面之间的干涉面间干涉。入射角掠射角镜面反射方向平面法线入射X射线任一平面上的点阵同一晶面上各个格点之间的干涉同一晶面上各个格点之间的干涉点间干涉点间干涉。任一平面上的点阵入射X射线平面法线镜面反射方向ZXY用图示法作简易证明AABBCCCD光程相等即光程差为零干涉得最大光强CC-ADACcos-ACcos=0CC=ADAA=BB面1面2面3作截面分析不同晶面之间的干涉不同晶面之间的干涉面间干涉。面间干涉。产生衍射的条件层间两反射光的光程差ADabCBd12hd3掠射角(a)(a)可可见见光光在在任任意意入入射射角角方方向向均均能能产产生生反反射射，而而X X射射线线则则只只能能在在有有限限的的布布喇喇格格角角方方向向才才产产生生反反射射。只只有有入入射射角角满足此方程时，才能在相应的反射角方向上产生衍射。满足此方程时，才能在相应的反射角方向上产生衍射。(b)(b)可可见见光光的的反反射射只只是是物物体体表表面面上上的的光光学学现现象象，而而衍衍射射则是一定厚度内许多间距相同晶面共同作用的结果。则是一定厚度内许多间距相同晶面共同作用的结果。(i)(i)X X射线衍射与可见光反射的差异射线衍射与可见光反射的差异（2 2）关于关于BraggBragg方程的讨论方程的讨论这规定了这规定了X X衍射分析的下限：衍射分析的下限：对对于于一一定定波波长长的的X X射射线线而而言言，晶晶体体中中能能产产生生衍衍射射的的晶晶面数是有限的。面数是有限的。对对于于一一定定晶晶体体而而言言，在在不不同同波波长长的的X X射射线线下下，能能产产生生衍射的晶面数是不同的。衍射的晶面数是不同的。(2)(2)衍射极限条件衍射极限条件所以要产生衍射，必须有所以要产生衍射，必须有d/2k(n)反射级数反射级数使用布拉格方程时，不直接赋予使用布拉格方程时，不直接赋予n以以1，2，3数值，而采用数值，而采用另一种方式另一种方式假设假设X-ray照射到晶体的（照射到晶体的（100）面，发生了二级）面，发生了二级反射，反射，则则2d100sin=2假设在每两个（假设在每两个（100）面中间插入一个原子排列与）面中间插入一个原子排列与（100）完全相同的面，此晶簇最近原点的晶面在）完全相同的面，此晶簇最近原点的晶面在X轴上的截距为轴上的截距为d的的1/2，则该假设面的晶面指数，则该假设面的晶面指数（200）2(d100/2)sin=,2d200sin=可将（可将（100）的二级反射视为（）的二级反射视为（200）的一级反射；）的一级反射；将将（hkl）的的n级级反反射射视视为为（nhnknl）的的一一级级反反射射，则：则：2（d/n）sin=，有时直接写成，有时直接写成2dsin=认认为为反反射射级级数数包包含含在在d中中，即即（hkl）的的n级级反反射射为为某某虚拟晶面的一级反射虚拟晶面的一级反射干干涉涉面面指指数数：晶晶面面（hkl）的的n级级反反射射面面（nhnknl），用用符符号号（HKL）表表示示，称称为为反反射射面面或或干干涉涉面面，为为简简化问题而假设的虚拟晶面化问题而假设的虚拟晶面对立方晶系：晶面间距与晶面指数的关系：对立方晶系：晶面间距与晶面指数的关系：dhkl=a/（h2+k2+l2）干涉面间距与干涉指数的关系与之类似：干涉面间距与干涉指数的关系与之类似：dHKL=a/（H2+K2+L2）无特别声明面间距一般指干涉面间距无特别声明面间距一般指干涉面间距(3)(3)布布喇喇格格方方程程是是X X射射线线在在晶晶体体产产生生衍衍射射的的必必要条件而非充分条件。要条件而非充分条件。有有些些情情况况下下晶晶体体虽虽然然满满足足布布拉拉格格方方程程，但但不不一定出现衍射线，即所谓系统消光。一定出现衍射线，即所谓系统消光。消光规律：消光规律：晶晶体体结结构构中中如如果果存存在在着着带带心心的的点点阵阵、滑滑移移面面等等，则则产产生生的的衍衍射射会会成成群群地地或或系系统统地地消消失失，这这种种现现象象称称为为系系统统消消光光，即即由由于于原原子子在在晶晶胞胞中中位位置置不不同同而而导导致致某某些衍射方向的强度为零的现象些衍射方向的强度为零的现象。立方晶系的系统消光规律是：立方晶系的系统消光规律是：v体心点阵（体心点阵（I）h+k+l=奇数奇数v面心点阵（面心点阵（F）h，k，l奇偶混杂奇偶混杂v底心底心（c）h+k奇数奇数v简单点阵（简单点阵（P）无消光现象）无消光现象 晶格类型晶格类型 消光条件消光条件 简单晶胞简单晶胞 无消光现象无消光现象 体心体心I I h+k+l=h+k+l=奇数奇数 面心面心F F h h、k k、l l奇偶混杂奇偶混杂 底心底心C C h+k=h+k=奇数奇数归归纳纳：在在衍衍射射图图上上出出现现非非零零衍衍射射的的位位置置取取决决于于晶晶胞胞参数；衍射强度取决于晶格类型。参数；衍射强度取决于晶格类型。晶格类型晶格类型 衍射条件衍射条件 简单晶胞简单晶胞 无条件无条件 体心体心I I h+k+l=h+k+l=偶数偶数 面心面心F hF h、k k、l l全奇或全偶全奇或全偶 底心底心C C h+k=h+k=偶数偶数衍射条件与消光条件正好相反。衍射条件与消光条件正好相反。2.已知已知，d可测可测 X射线光谱分析射线光谱分析.1.已知已知，可测可测dX射线晶体结构分析射线晶体结构分析.研究研究晶体结构、材料性质。晶体结构、材料性质。研究研究原子结构。原子结构。（3 3）布喇格方程应用）布喇格方程应用2dsin=已知：已知：NaCl NaCl 晶体主晶面间距为晶体主晶面间距为2.822.821010-10-10 m m对某单色对某单色X X射线的布喇格第一级强反射的掠射角为射线的布喇格第一级强反射的掠射角为 1515求求:入射入射X X射线波长第二级强反射的掠射角射线波长第二级强反射的掠射角