المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11414 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
The exponential atmosphere
2024-05-17
تـطويـر هيـكـل فعـال للمـكافـآت والحـوافـز في المـصارف
2024-05-17
The ideal gas law
2024-05-17
Temperature and kinetic energy
2024-05-17
Compressibility of radiation
2024-05-17
إنـشاء نـظم الإسـناد الإداري للإستـراتيجيـة فـي المـصارف
2024-05-17

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016


Crystal diffraction  
  
130   09:00 صباحاً   التاريخ: 2024-04-30
المؤلف : Richard Feynman, Robert Leighton and Matthew Sands
الكتاب أو المصدر : The Feynman Lectures on Physics
الجزء والصفحة : Volume I, Chapter 38
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الحديثة / ميكانيكا الكم /


أقرأ أيضاً
التاريخ: 2023-10-08 420
التاريخ: 2023-06-22 1211
التاريخ: 11-7-2016 7385
التاريخ: 2023-04-08 764

Let us consider the reflection of particle waves from a crystal. A crystal is a thick thing which has a whole lot of similar atoms—we will include some complications later—in a nice array. The question is how to set the array so that we get a strong reflected maximum in a given direction for a given beam of, say, light (x-rays), electrons, neutrons, or anything else. In order to obtain a strong reflection, the scattering from all of the atoms must be in phase. There cannot be equal numbers in phase and out of phase, or the waves will cancel out. The way to arrange things is to find the regions of constant phase, as we have already explained; they are planes which make equal angles with the initial and final directions (Fig. 38–4).

Fig. 38–4. Scattering of waves by crystal planes.

 

If we consider two parallel planes, as in Fig. 38–4, the waves scattered from the two planes will be in phase provided the difference in distance travelled by a wavefront is an integral number of wavelengths. This difference can be seen to be 2dsinθ, where d is the perpendicular distance between the planes. Thus the condition for coherent reflection is

If, for example, the crystal is such that the atoms happen to lie on planes obeying condition (38.9) with n=1, then there will be a strong reflection. If, on the other hand, there are other atoms of the same nature (equal in density) halfway between, then the intermediate planes will also scatter equally strongly and will interfere with the others and produce no effect. So d in (38.9) must refer to adjacent planes; we cannot take a plane five layers farther back and use this formula!

As a matter of interest, actual crystals are not usually as simple as a single kind of atom repeated in a certain way. Instead; if we make a two-dimensional analog, they are much like wallpaper, in which there is some kind of figure which repeats all over the wallpaper. By “figure” we mean, in the case of atoms, some arrangement—calcium and a carbon and three oxygens, etc., for calcium carbonate, and so on—which may involve a relatively large number of atoms. But whatever it is, the figure is repeated in a pattern. This basic figure is called a unit cell.

The basic pattern of repetition defines what we call the lattice type; the lattice type can be immediately determined by looking at the reflections and seeing what their symmetry is. In other words, where we find any reflections at all determines the lattice type, but in order to determine what is in each of the elements of the lattice one must take into account the intensity of the scattering at the various directions. Which directions scatter depends on the type of lattice, but how strongly each scatters is determined by what is inside each unit cell, and in that way the structure of crystals is worked out.

Two photographs of x-ray diffraction patterns are shown in Figs. 38–5 and 38–6; they illustrate scattering from rock salt and myoglobin, respectively.

Incidentally, an interesting thing happens if the spacings of the nearest planes are less than λ/2. In this case (38.9) has no solution for n. Thus if λ is bigger than twice the distance between adjacent planes then there is no side diffraction pattern, and the light—or whatever it is—will go right through the material without bouncing off or getting lost. So in the case of light, where λ is much bigger than the spacing, of course it does go through and there is no pattern of reflection from the planes of the crystal.

Fig. 38–7. Diffusion of pile neutrons through graphite block.

 

This fact also has an interesting consequence in the case of piles which make neutrons (these are obviously particles, for anybody’s money!). If we take these neutrons and let them into a long block of graphite, the neutrons diffuse and work their way along (Fig. 38–7). They diffuse because they are bounced by the atoms, but strictly, in the wave theory, they are bounced by the atoms because of diffraction from the crystal planes. It turns out that if we take a very long piece of graphite, the neutrons that come out the far end are all of long wavelength! In fact, if one plots the intensity as a function of wavelength, we get nothing except for wavelengths longer than a certain minimum (Fig. 38–8). In other words, we can get very slow neutrons that way. Only the slowest neutrons come through; they are not diffracted or scattered by the crystal planes of the graphite, but keep going right through like light through glass, and are not scattered out the sides. There are many other demonstrations of the reality of neutron waves and waves of other particles.

Fig. 38–8. Intensity of neutrons out of graphite rod as function of wavelength.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.




اختتام الأسبوع الثاني من الشهر الثالث للبرنامج المركزي لمنتسبي العتبة العباسية
راية قبة مرقد أبي الفضل العباس (عليه السلام) تتوسط جناح العتبة العباسية في معرض طهران
جامعة العميد وقسم الشؤون الفكرية يعقدان شراكة علمية حول مجلة (تسليم)
قسم الشؤون الفكريّة يفتتح باب التسجيل في دورات المواهب