晶体X射线衍射的发现及其深远影响

1912年4月,弗里德里希、克里平和劳厄成功地观察到X射线透过硫酸铜晶体后的衍射斑点!随后劳厄推导出描述晶体衍射的著名劳厄方程.由于晶体X射线衍射的发现,劳厄于1914年荣获诺贝尔物理学奖.1912年10月,W.L.布拉格通过X射线透射ZnS晶体实验,推导出了著名的布拉格方程.1915年布拉格父子荣获诺贝尔物理学奖.晶体X射线衍射的发现对自然科学的影响是深远的.2012年是劳厄发现晶体X射线衍射100年,文章回忆了这段光辉的历史及其对科学技术所产生的深远影响,以怀念科学先驱们对科学技术的贡献,弘扬他们对科学研究的认真严谨的科学态度、勇于创新的科学精神和谦逊无私的品德.     

吸收限附近GaAs在劳厄情况下的荧光溢出

利用同步辐射光源，在Ga和As的K吸收限之间调节入射X射线的能量时，在对称劳厄情况下，GaAs的(200)衍射峰附近可观测到从GaAs的入射面出射的Ga的K系荧光X射线.当入射X射线的能量改变时，荧光曲线的非对称性会发生变化，变化趋势与相应的对称布喇格情况相类似.但是，劳厄情况下的变化不能解释为晶体内部X射线驻波的波节面相对于GaAs(200)格子面的移动.在劳厄情况下，X射线驻波的振幅随入射角的变化与结构因子的相位密切相关，因此结构因子的相位变化也会导致荧光曲线的非对称性变化.在假设原子的荧光溢出与该原 关键词：     

用于X射线诊断的晶体布喇格成像系统

为了评估惯性约束聚变实验中激光辐射驱动的对称性和均匀性,分析靶丸的运动过程,设计一种新型诊断单色X射线的弯曲晶体布喇格成像系统,该系统核心部件由色散元件球面弯曲晶体和探测装置组成.利用光线追踪软件对该成像系统进行模拟验证,并搭建了晶体布喇格成像系统进行X射线背光成像测试实验.实验获得了清晰的Cr靶单色X射线背光二维网格信息,石英球面晶体布喇格成像系统空间分辨率为83μm,表明该成像系统可以用于等离子体X射线的背光成像诊断.     

晶体学与“四个现代化”

晶体学是一门边缘科学,它牵涉到物理学、化学、冶金学、矿物学、土壤学以至于近代的分子生物学.我们可以说,晶体学是研究晶体的结构和缺陷与物理性质之间的关系的一门科学,晶体学是研究晶体在成分、温度、压力或其它物理条件的变更下结构变化的一门科学,晶体学又是研究晶体的发生和发展的一门科学.在X射线衍射现象发现以前的晶体学叫做经典晶体学,而用X射线分析晶体的微观结构和织构的叫做X射线晶体学. 自从劳厄(von　Laue)发现X射线的衍射现象而布喇格(Bragg)父子奠定了这一学科的基础之后,到现在已有六十六年的历史了.这六十多年,在历…     

劳厄对晶体衍射的发现

介绍了劳厄提出晶体衍射思想的科学背景及当时的实验过程,并探讨在劳厄发现晶体衍射的过程中其科学思想的形成及X射线晶体衍射的发现带给我们的启示及影响．     

X射线衍射的发现

简单介绍了埃瓦尔德(Ewald P P)、劳厄(von Laue M)和布拉格父子(Bragg W H及Bragg W L)在1912年发现X射线衍射方面的贡献．1911年埃瓦尔德在索末菲的指导下在慕尼黑大学从事博士论文研究，劳厄在与他的讨论中了解到晶格的平移周期与X射线的波长属于同一量级，因此想到在二维光栅的两个衍射方程组中再加一个类似的方程，就可以描述X射线在三维晶体中的衍射．在此假设的指导下，Friedrieh W和Knipping P在1912年4月开始用CuSO4后来用闪锌矿(立方ZnS)进行实验，很快就得到X射线衍射的证据．这不但证明了X射线的波动性，还确定了晶体的三维周期性．老布拉格在1912年夏得知这个消息，与他儿子小布拉格一道尝试用X射线的粒子性解释它，并由小布拉格在剑桥大学重复这个实验．根据衍射斑点的椭圆形状和从Pope与Below那里学到的晶格理论(由此得知ZnS具有面心立方晶格)，小布拉格将X射线在晶体中的衍射看作是X射线从一些晶格平面的反射，从而推导出著名的布拉格方程．布拉格父子开拓了X射线晶体结构分析这门新兴学科，从简单的无机化合物和矿物，逐渐发展到有机化合物和生物大分子．劳厄和布拉格父子分别强调慕尼黑和剑桥的优良科学环境对发现X射线衍射的重要性．鉴于埃瓦尔德在发现X射线衍射的作用及他后来在倒易格子及动力学衍射理论方面的贡献，不少晶体学家认为他也应获得诺贝尔物理奖．     

纪念劳厄发现晶体X射线衍射90周年编者的话

20 0 2年和 2 0 0 3年分别是劳厄 (vonLaueMax)发现X射线晶体衍射和布拉格 (BaggWL)建立布拉格方程90周年 .劳厄和布拉格的发现是 2 0世纪物理学意义深远的大事 .1895年伦琴发现X射线后 ,关于X射线的本质是不清楚的 ,一种观点认为是穿透性很强的中性微粒 (粒子学说 ) ,另一种观点认为是波长较短的电磁波 (波动学说 ) .应该说 ,劳厄的发现 ,除了他本人具备坚实的物理基础 ,敏锐的洞察能力以及当时劳厄所在的慕尼黑大学高水平的学术研究环境等因素外 ,还直接得益于与埃瓦尔德 (EwaldPP)的一次谈话 .通过与埃瓦尔德的讨论 ,劳厄酝酿出一个…     

晶体X射线劳厄衍射分束特性研究

本文基于X射线衍射动力学分析了劳厄晶体的分束特性,模拟了晶体吸收和入射光角发散对于透射光和衍射光摇摆曲线的影响,定量给出晶体衍射面内角调节范围和晶体加工厚度对于劳厄衍射分束比的调制.在实验中,采用分析晶体和分束晶体的消色散配置限制入射光角发散的影响,实现300μm厚Si(220)晶体面内角调节劳厄衍射分束的精确测量,并得到300μm, 400μm和500μm厚度Si晶体分束比的调节范围,实现了透射光和衍射光强度的定量调制.     

巧妙的构想大胆的创新——劳厄与X射线衍射的实验

通过劳厄对X射线衍射的实验构想,来展现他的思维方法的独创性,从中得到对我们的科学研究工作的启迪.     

劳厄（Laue，Max Theodor Felix von，1879—1960）德国物理学家（Physicist，Germany）

劳厄是军官的儿子，早年随其父的调动到过许多地方。由于过着流动的生活，他进过许多学校，读高中时，兴趣才集中到科学方面。1899年，他进入施特拉斯堡大学专攻理论物理，1903年获柏林大学博士学位，1905年任普朗克眦。的助教。劳厄于1912年对一块硫化锌晶体进行X射线衍射实验，获得了极大成功。他取得了衍射图样，并把它拍摄到照相底版上。这一实验不仅说明了X射线的电磁本性，而且是双重成果。