|
|
мелкодисперсных частиц (объ╦мное рассеяние). Свойства диффузно отраж╦нного света зависят от условий освещения, оптич. свойств рассеивающего вещества и микрорельефа отражающей поверхности (см. Отражение света). Идеально рассеивающая поверхность имеет яркость во всех направлениях одинаковую, не зависящую от условий освещения. Для оценок светорассеивающих характеристик реальных объектов вводится коэф. Д. о., к-рый определяется как отношение светового потока, отраж╦нного от данной поверхности, к потоку, отраж╦нному идеальным рас-ссивателем. Спектральный состав, коэф. Д. о. и индикатриса яркости Д. о. света реальных объектов зависят от обеих форм рассеяния ≈ поверхностного и объ╦много. В. М. Золотар╦в.
ДИФФУЗНОЕ РАССЕЯНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ ≈ рассеяние рентгеновских лучей веществом в
направлениях, для к-рых не выполняется Брэгга ≈ Вулъфа условие.
В идеальном кристалле упругое рассеяние волн атомами, находящимися в узлах периодич. решетки, вследствие интерференции происходит только при определ. направлениях дифракц. вектора ф, совпадающих с направлениями векторов обратной реш╦тки G: Q=^/c2≈&i, где lcl и Й2 ≈ волновые векторы падающей и рассеянной волн соответственно. Распределение интенсивности Iff (Q)*& (Q^G] рассеяния в пространство обратной реш╦тки представляет собой совокупность б-образных пиков Лауэ ≈ Брэгга в узлах обратной реш╦тки. Смещения атомов из узлов реш╦тки нарушают периодичность кристалла, и интерференц. картина меняется. В этом случае в распределении интенсивности рассеяния, наряду с максимумами (сохраняющимися, если в искаж╦нном кристалле можно выделить усредн╦нную периодич. реш╦тку), появляется плавная составляющая Ii(Q)i соответствующая Д. р. р. л. на несовершенствах кристалла.
Наряду с упругим рассеянием, Д. р. р. л. может быть обусловлено неупругими процессами, сопровождающимися возбуждением электронной подсистемы кристалла, т. е. комптоновским рассеянием (см. Комптона эффект) и рассеянием с возбуждением плазменных колебаний (см. Плазма твердотельная). С помощью расч╦тов или спец. экспериментов эти составляющие можно исключить, выделив Д. р. р, л. на несовершенствах кристалла. В аморфных, жидких и газообразных веществах, где отсутствует дальний порядок, рассеяние только диффузное.
Распределение интенсивности Ii(Q) Д. р. р. л. кристаллом в широкой области значений Q, соответствующих всей элементарной ячейке обратной реш╦тки или нескольким ячейкам, содоржит детальную информацию о характеристиках кристалла и его несовершенствах. Экспериментально I-^iQ] может быть получено с помощью метода, использующего мопохроматич. рентгеновское излучение и позволяющего поворачивать кристалл вокруг разных осей и изменять направления волновых векторов fcx, fc2, варьируя, т. о., Q в широком интервале значений. Менее детальная информация может быть получена Дебая ≈ Шеррера методом или Лауэ методом.
В идеальном кристалле Д.р.р.л. обусловлено только тепловыми смещениями и пулевыми колебаниями атомов реш╦тки и может быть связано с процессами испускания и поглощения одного или неск. фононов. При небольших Q осн. роль играет однофононное рассеяние, при к-ром возбуждаются или исчеаают только фопоны с волновым вектором q≈ Q≈G, где G ≈ вектор обратной реш╦тки, ближайший к Q. Интенсивность такого рассеяния Лт (Q) в случае одноатомных идеальных кристаллов определяется ф-лой
А 3 1 Ьо
где N ≈ число элементарных ячеек кристалла, /≈ структурная амплитуда, ехр ( ≈ 2Л/) ≈ Дебая ≈ Уоллера фактор, т ≈масса атома, о> - и е-≈частоты и поляри-
" f V J
зац. векторы фононов /-и ветви с волновым вектором q. При малых ц частоты (о , -≈ q, т, е. при приближении к узлам обратной реш╦тки 71Т (Q) возрастает как 1/д2. Определяя /1т (Q) для векторов q, параллельных или перпендикулярных направлениям [100], [110], [111] в кубических кристаллах, где еа, однозначно
задаются соображениями симметрии, можно найти частоты колебаний со . для этих направлений.
В неидеальных кристаллах дефекты конечных размеров приводят к ослаблению интенсив нос те и правильных отражений /0 (Q) и к Д.р.р.л. /г (Q) на ста-тич. смещениях #JCC и изменениях структурных амплитуд Фза, обусловленных дефектами (s ≈ номер ячейки вблизи дефекта, а ≈ тин или ориентация дефекта). В слабо искаж╦нных кристаллах с невысокой концентрацией дефектов ca=Na!N (N^≈ число дефектов а в кристалле) а | QaSCc I < 1 интенсивность Д.р.р.л.
qCL
где iA и Л/а (Q) ≈ компоненты Фурье н5а и
Смещения н5а убывают с расстоянием г от дефекта
как 1/г2, вследствие чего А
.-1
qrx,
при малых q И
Ш
О го
§
в
(О
2kT
вблизи узлов обратной реш╦тки II (Q) возрастает как 1/г?2. Угл. зависимость /t (Q) качественно различна для дефектов разного типа и симметрии, а величина /! (Q) определяется величиной искажений вокруг дефекта. Исследование распределения /i (Q) в кристаллах, содержащих точечные дефекты (напр., междоузель-вые атомы и вакансии в облуч╦нных материалах, примесные атомы в слабых тв╦рдых растворах}, да╦т возможность получить детальную информацию о типе дефектов, их симметрии, положении в реш╦тке, конфигурации атомов, образующих дефект, тензорах диполей сил, с к-рыми дефекты действуют на кристалл.
При объединении точечных дефектов в группы интенсивность /! в области малых q сильно возрастает, но оказывается сосредоточенной в сравнительно небольших областях пространства обратной реш╦тки вблизи
е╦ узлов, а при q^Ru1 (-/?о ≈ размеры дефекта) быстро убывает.
Изучение областей интенсивного Д. р. р. л. да╦т возможность исследовать размеры, форму и др. характеристики частиц второй фазы в стареющих растворах, дислокац. петли малого радиуса в облуч╦нных или деформиров. материалах.
При значит, концентрациях крупных дефектов кристалл сильно искаж╦н не только локально вблизи дефектов, но и в целом, так что в большей части его объ╦ма | Qusa\^>l. Вследствие этого фактор Дебая ≈ Уоллера
ехр(≈2М) и интенсивность правильных отражений /0 экспоненциально убывают, а распределение I^Q] качественно перестраивается, образуя несколько смеш╦нные из узлов обратной реш╦тки уширенные пики, ширина к-рых зависит от размеров и концентрации дефектов. Экспериментально они воспринимаются как уширенные брэгговские пики (квазилинии на дебае-грамме), а в нок-рых случаях наблюдаются дифракц. дублеты, состоящие из пар пиков /0 и /lt Эти эффекты проявляются в стареющих сплавах и облуч╦нных материалах.
В концентриров. растворах, однокомпонентных упорядочивающихся кристаллах, сегнетоэлектриках неидеальность обусловлена не отд. дефектами, а флук-туац. леоднородностями концентрации и внутр. параметров и Ii(Q) удобно рассматривать как рассеяние
па g-й флуктуац. волне этих параметров (q=Q ≈ G}. Напр., в бинарных растворах А ≈ В с одним атомом в 691
44=
")
}
