![cover image](https://wikiwandv2-19431.kxcdn.com/_next/image?url=https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/74/BraggPlaneDiffraction.svg/langsl-640px-BraggPlaneDiffraction.svg.png&w=640&q=50)
Rentgenska praškovna difrakcija
From Wikipedia, the free encyclopedia
Rentgenska praškovna difrakcija je najuporabnejša metoda za rutinske in tudi zahtevnejše strukturne preiskave trdnih kristaliničnih vzorcev. Temelji na koherentnem sipanju elektromagnetnega valovanja (najpogosteje rentgenskih žarkov) na elektronih v atomih. Do sipanja pride, ko elektromagnetno valovanje z valovno dolžino reda velikosti atomskega radija interagira z elektroni. Ker je elektron električno nabit delec, ga elektromagnetno valovanje zaniha z lastno frekvenco, pri čemer nabit delec postane vir valovanja z enako frekvenco, ki pa se širi v vse strani. Vsak od elektronov tako postane izvor rentgenskega valovanja (sipanje). Sipanje elektronov iz istega atoma lahko aproksimativno združimo in tako lahko vzamemo, da center sipanja sovpade z atomskim jedrom vsakega atoma. Atomi z več elektroni sipajo več rentgenskih žarkov, kakor lažji atomi z manj elektroni.
Enak pojav kot pri fotonih v gornjem primeru je videti tudi pri uklonu drugih delcev, na primer pri nevtronih (dualnost valovi-delci).
Če rentgenski žarek na svoji poti naleti na urejeno skupino atomov, pride do konstruktivne interference, ko je razlika poti žarkov od izvora preko centrov sipanja do detektorja mnogokratnik valovne dolžine uporabljenega elektromagnetnega valovanja. Pri vseh drugih kotih pride do popolne destruktivne interference. Interferenčne maksimume imenujemo tudi uklone.
V kristalografiji je uporabna enačba za opis uklona rentgenskih žarkov na kristalnih ravninah v odvisnosti od valovne dolžine in razdalje med kristalnimi ravninami – Braggova enačba. Za ponazoritev si lahko predstavljamo, da Rentgenski žarek obseva površino vzorca pod kotom θ. Med obratovanjem se vzorec sinhrono vrti s polovično hitrostjo detektorja, tako da je kot med virom žarkov in vzorcem vedno enak kotu med vzorcem in detektorjem. Pri vsakem kotu θ se rentgenski žarki »odbijejo« od površine. Če je fazni zamik med različnimi rentgenskimi žarki enak večkratniku valovne dolžine (vrh enega vala sovpada z vrhom drugega vala), se žarki okrepijo, drugače pa izničijo. Kote θ, pri katerih se pojavijo ojačitve, izračunamo z Braggovo enačbo:
![Thumb image](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/74/BraggPlaneDiffraction.svg/640px-BraggPlaneDiffraction.svg.png)
kjer je:
razdalja med dvema sosednjima kristalnima ravninama
uklonski kot oziroma kot sipanja
celo število
valovna dolžina vpadajočega valovanja
Iz obrazca sledi, da je najdaljša valovna dolžina, pri kateri je še izpolnjen pogoj, enaka , kar se zgodi pri kotu
.
V kubičnem kristalu izračunamo medmrežno razdaljo d:
In pri upoštevanju obeh enačb:
V primitivnih kristalnih zgradbah (PCK) se pojavijo ojačitve pri uklonu od vseh možnih ravnin, medtem ko se pri centriranih kristalnih zgradbah (TCK) pojavijo le od nekaterih. To določa strukturni faktor.
V PCK se pojavijo okrepitve, ko so Millerjevi indeksi ravnine ali vsi sodi npr. (2 0 0) ali vsi lihi (1 1 1). V TCK se pojavijo okrepitve, če je vsota Millerjevih indeksov ravnine (h k l) soda (h + k + l = 2n (n =1,2,3,4...).