Metody využívající rentgenové záření. Rentgenografie, RTG prášková difrakce

Podobné dokumenty
Metody využívající rentgenové záření. Rentgenovo záření. Vznik rentgenova záření. Metody využívající RTG záření

1 Teoretický úvod. 1.2 Braggova rovnice. 1.3 Laueho experiment

Krystalografie a strukturní analýza

RTG difraktometrie 1.

Dualismus vln a částic

Difrakce elektronů v krystalech a zobrazení atomů

Chemie a fyzika pevných látek l

Přednáška č. 3. Strukturní krystalografie, krystalové mřížky, rentgenografické metody určování minerálů.

Teorie rentgenové difrakce

Chemie a fyzika pevných látek p2

Rentgenová difrakce a spektrometrie

Rentgenová spektrální analýza Elektromagnetické záření s vlnovou délkou 10-2 až 10 nm

Difrakce elektronů v krystalech, zobrazení atomů

DIFRAKCE ELEKTRONŮ V KRYSTALECH, ZOBRAZENÍ ATOMŮ

CHARAKTERIZACE MATERIÁLU POMOCÍ DIFRAKČNÍ METODY DEBYEOVA-SCHERREROVA NA ZPĚTNÝ ODRAZ

1. Ze zadané hustoty krystalu fluoridu lithného určete vzdálenost d hlavních atomových rovin.

4 ZKOUŠENÍ A ANALÝZA MIKROSTRUKTURY

Úloha 5: Studium rentgenových spekter Mo a Cu anody

C Mapy Kikuchiho linií 263. D Bodové difraktogramy 271. E Počítačové simulace pomocí programu JEMS 281. F Literatura pro další studium 289

Skupenské stavy látek. Mezimolekulární síly

Laboratorní úloha č. 7 Difrakce na mikro-objektech

České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská. Příloha formuláře C OKRUHY

Elektronová mikroskopie II

MŘÍŽKY A VADY. Vnitřní stavba materiálu

Praktikum III - Optika

Elektronová mikroskopie SEM, TEM, AFM

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Praktikum z pevných látek (F6390)

Lasery RTG záření Fyzika pevných látek

Proč elektronový mikroskop?

Difrakce elektronů v polykrystalické mřížce (Debye-Scherrerova difrakce)

Úloha 21: Studium rentgenových spekter

Techniky mikroskopie povrchů

METODY ANALÝZY POVRCHŮ

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE SUBVALENČNÍCH ELEKTRONŮ

Spektroskopie subvalenčních elektronů Elektronová mikroanalýza, rentgenfluorescenční spektroskopie

3. Vlastnosti skla za normální teploty (mechanické, tepelné, optické, chemické, elektrické).

Fotoelektronová spektroskopie Instrumentace. Katedra materiálů TU Liberec

Tomáš Grygar: Metody analýza pevných látek L4-difrakce.doc

UČIVO. Termodynamická teplota. První termodynamický zákon Přenos vnitřní energie

Rentgenografické difrakční určení mřížového parametru známé kubické látky

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ

Náboj a hmotnost elektronu

2. Difrakce elektronů na krystalu

Vybrané spektroskopické metody

Fyzika - Sexta, 2. ročník

Fluorescence (luminiscence)

Test vlastnosti látek a periodická tabulka

Mol. fyz. a termodynamika

Co je litografie? - technologický proces sloužící pro vytváření jemných struktur (obzvláště mikrostruktur a nanostruktur)

- Uvedeným způsobem získáme obraz na detektoru (v konvenční radiografii na radiografickém filmu).

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

Přednáška 12. Neutronová difrakce a rozptyl neutronů. Martin Kormunda

Náboj a hmotnost elektronu

LOGO. Struktura a vlastnosti pevných látek

Nauka o materiálu. Přednáška č.2 Poruchy krystalické mřížky

Seznam otázek pro zkoušku z biofyziky oboru lékařství pro školní rok

Principy a metody monokrystalové strukturní analýzy

Metody charakterizace

5 Studium rentgenových spekter Mo a Cu anody

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

CELKOVÉ OPAKOVÁNÍ UČIVA + ZÁPIS DO ŠKOLNÍHO SEŠITU část 03 VNITŘNÍ ENERGIE, TEPLO.

Chemie a fyzika pevných látek p3

Metody pro studium pevných látek

2. Molekulová stavba pevných látek

České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská OKRUHY. ke státním zkouškám DOKTORSKÉ STUDIUM

Metody studia minerálů

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Pracovní list č.3 k prezentaci Křivky chladnutí a ohřevu kovů

Fyzika rentgenových paprsků

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

13. Spektroskopie základní pojmy

METODY FARMACEUTICKÉ TECHNOLOGIE ČL 2009, D PharmDr. Zdenka Šklubalová, Ph.D

Stručný úvod do spektroskopie

Princip práškové metody Prášková metoda slouží k určení hodnot mřížkových parametrů krystalické mřížky dané krystalické látky.

Strukturní analýza krystalů ve třech a více dimenzích

Kvantitativní fázová analýza

nano.tul.cz Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL

Název a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA

Fyzika rentgenových paprsků

Nauka o materiálu. Přednáška č.10 Difuze v tuhých látkách, fáze a fázové přeměny

LEED (Low-Energy Electron Diffraction difrakce elektronů s nízkou energií)

Metody skenovací elektronové mikroskopie SEM a analytické techniky Jiří Němeček

Metody charakterizace nanomaterálů I

VLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník

Úvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv

F7030 Rentgenový rozptyl na tenkých vrstvách

Lasery. Biofyzikální ústav LF MU. Projekt FRVŠ 911/2013

(1 + v ) (5 bodů) Pozor! Je nutné si uvědomit, že v a f mají opačný směr! Síla působí proti pohybu.

ZKOUŠENÍ MATERIÁLU. Defektoskopie a technologické zkoušky

Úvod do fyziky tenkých vrstev a povrchů. Typy interakcí, základy elektronové difrakce, metody LEED a RHEED

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic

Maturitní témata fyzika

Elektronová mikroskopie

ANALÝZA VLIVU POVRCHOVÉ VRSTVY NA VÝSLEDNÝ STAV NAPJATOSTI ZKUŠEBNÍHO VZORKU

Fyzika je přírodní věda, která zkoumá a popisuje zákonitosti přírodních jevů.

Světlo x elmag. záření. základní principy

STUDIUM REÁLNÉ STRUKTURY ZIRKONIOVÝCH SLITIN RENTGENOVOU DIFRAKCÍ. Jan Říha

[KVANTOVÁ FYZIKA] K katoda. A anoda. M mřížka

Transkript:

Metody využívající rentgenové záření Rentgenografie, RTG prášková difrakce 1

Rentgenovo záření 2

Rentgenovo záření X-Ray Elektromagnetické záření Ionizující záření 10 nm 1 pm Využívá se v lékařství a krystalografii. 3

Vznik rentgenova záření Rentgenky katodou je žhavený wolframový drát, který poskytuje elektrony. ty jsou vysokým napětím urychleny a dopadají na kovovou anodu. po dopadu se uvolňuje RTG záření. Synchrotron kruhový urychlovač částic (cyklotron). RTG záření vzniká při změně směru pohybu urychlených elektronů. 4

Rentgenografie Jedna z nejstarších nedestruktivních metod na testování materiálu. Využívá schopnosti RTG záření procházet materiálem. Při průchodu dochází k absorpci a rozptylu záření, v závislosti na vlastnostech materiálu. Jako detektor se využívají fotografické desky, scintilační detektory nebo CCD kamery. Metoda využívaná ve stavebnictví pro studium namáhání materiálů. 5

Rentgenová krystalografie Studuje interakci rentgenova záření s krystalickým vzorkem. Monokrystalová pro analýzu vyžaduje kvalitní monokrystal. Umožňuje zjistit chemickou strukturu vzorku. Prášková pro analýzu stačí mikrokrystalický vzorek. Tato metoda poskytuje pouze parametry krystalové mřížky. 6

Amorfní látky Amorfní látky jsou látky, které nemají pravidelnou (krystalickou) strukturu. Uspořádání částic je v těchto látkách náhodné, určité zákonitosti existují pouze v polohách navzájem sousedících atomů. Amorfní látky jsou považovány za izotropní, tj. mají ve všech směrech stejné fyzikální vlastnosti (např. mechanické, tepelné, optické apod.). Přestože jsou amorfní látky pevné, lze je pokládat za kapaliny s velmi vysokou viskozitou. Z energetického hlediska je krystalické uspořádání výhodnější než amorfní, proto je pro většinu pevných látek přirozené. Amorfní látky vznikají např. při rychlém ochlazení taveniny, kdy částice nemají dostatek času k vytvoření krystalu. Při zahřívání amorfní látky postupně měknou, až do teploty, kdy se rozpustí. Jejich teplotu tání tudíž nelze přesně určit, ale lze je charakterizovat pomocí oblasti měknutí, což je teplotní interval mezi pevnou a kapalnou fází. Mezi amorfní látky patří např. sklo, asfalt, vosk nebo pryskyřice. 7

Krystalické látky Krystal je pevná látka, v níž jsou stavební prvky (atomy, molekuly nebo ionty) pravideně uspořádány v opakujícím se vzoru, který se zachovává na velké vzdálenosti (oproti atomárním měříkům). Struktura krystalu je tak určená základní jednotkou vzoru, nazývanou základní buňka, jejíž periodické opakování ve třech rozměrech tvoří krystalovou mřížku. Krystaly jsou obecně anizotropní. Pro krystal rovněž platí krystal má pevné chemické složení a ostrý bod tání, který je pro danou látku charakteristický. krystal má schopnost omezit svůj vnější tvar plochami, které se sbíhají v hranách a rozích. Krystalové soustavy Podle počtu rovin souměrnosti, os souměrnosti a přítomnosti či nepřítomnosti středu souměrnosti můžeme krystalové tvary nerostů zařadit do skupin, které označujeme jako krystalové soustavy. 8

Krystalografické soustavy 9

Braggův zákon Při studiu interakce krystalu s RTG zářením nás zajímá především difrakce. Dochází k ní na elektronech vzorku. Můžeme si ji představit jako konstruktivní interferenci RTG vln po ohybu primárního paprsku na elektronech difraktujícího atomu. Dochází k ní pouze,pokud je splněna Braggova rovnice. n řád difrakce nλ = 2dsinΘ λ vlnová délka difraktovaného záření d mezirovinná vzdálenost Θ úhel ohybu záření 10

Prášková RTG difrakce Pro difrakční experimenty je nutné mít k dispozici monochromatické RTG záření. K monochromatizaci se využívá buď filtrace nebo difrakce. Filtrace využívá se materiálu, který propustí pouze úzkou oblast vlnových délek. Difrakce kvalitnější, ale dražší metoda. Z Braggovy rovnice vyplývá, že když na krystal dopadá záření s rozdílnými vlnovými délkami, můžeme pozorovat difrakci pod úhlem, který je závislý na vlnové délce. Volba vhodného difrakčního úhlu je proto ekvivalentní volbě určité vlnové délky, která bude po difrakci ve zvoleném směru odcházet od krystalu. 11

Prášková RTG difrakce V praxi se využívají dvě experimentální uspořádání. Reflexní uspořádání Není nutné mít k dispozici vzorek v práškovém stavu. Umožňuje identifikaci minoritních fází. Transmisní uspořádání Stačí relativně malé množství práškového vzorku. Při průchodu vzorkem dochází k absorpci části záření. 12

Prášková RTG difrakce 13

Prášková RTG difrakce 14

Databáze PDF-4 The International Center for Diffraction Data http://icdd.com Umožňuje využití vyhledávacích programů pro identifikaci vzorku. Každý standard má přiděleno identifikační číslo. 15

Databáze PDF-4 16

Odkazy http://cs.wikipedia.org/ http://en.wikipedia.org/ http://www.sci.muni.cz/~vavra/vyuka/rtg-difr/rtg_difr_index.htm http://www.webmineral.com/ http://pd.chem.ucl.ac.uk/pd/welcome.htm http://www.xtal.iqfr.csic.es/cristalografia/index-en.html 17