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Introducción
Los rayos X son la radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos. Su longitud de onda se encuentra entre los 10 a 10.1 nanómetros (nm), correspondiendo a frecuencias del rango de 30-30 PHz. Los rayos X surgen de fenómenos extra nucleares, a nivel de la órbita electrónica, principalmente producidos por desaceleraciones de electrones.La energía de los rayos X es del orden de 12.3KeV (kilo electronvoltio).Demostración (Ejercicio 1. Demostrar lo anterior)
La energía por fotón es
𝜀 = ℏ𝜔 =
ℎ
2𝜋
2𝜋𝜐 = ℎ𝜐 (1)
Donde h es la constante de Planck (h=4.1357x10-15eV s) y la frecuencia de losrayos x, que puede ser expresada por medio de su longitud de onda () y la velocidad
de la luz (c), como
𝜐 =
𝑐
𝜆
(2)
Talque podemos reexpresar(1) como
𝜀 =
ℎ𝑐
𝜆
=
4.1357𝑥10−15𝑒𝑉 𝑠 2.9𝑥1010 𝑐𝑚 𝑠
10−8𝑐𝑚
≈ 12.3𝑥103𝑒𝑉
Talque se demuestra lo anterior.
Por este tipo de características (tamaño de λ y energía) es que los Rayos X pueden ser utilizados para explorar la estructura de los cristales por medio de experimentos de difracción de rayos X, pues la distancia entre los átomos de una red cristalina es similar a λ de los rayos X.Cristalografía de Rayos X
Es una técnica que utiliza un haz de rayos X que atraviesa un cristal. Al entrar en contacto con el cristal, el haz se divide en varias direcciones debido a la simetría y agrupación de los átomos y, por difracción, da lugar a un patrón de intensidades que puede interpretarse según la ubicación de los átomos de los cristales, aplicando la ley de Bragg.
Métodos de difracción de Rayos XCuando el haz de rayos X incide sobre un cristal, provocara que los átomos que conforman este dispersen a la onda incidente tal que cada uno de ellos produce un fenómeno de interferencia que para determinadas direcciones de incidencia será destructivo y para otras constructivo surgiendo así el fenómeno de difracción.
La información que proporciona el patrón de difracción de Rayos X, se puede vercomo dos aspectos diferentes pero complementarios: por un lado, la geometría de las direcciones de difracción (condicionadas por el tamaño y forma de la celdilla elemental del cristal) nos ofrecen información sobre el sistema cristalino. Y por otro lado la intensidad de los rayos difractados, están íntimamente relacionados con la naturaleza de los átomos y las posiciones que ocupan
En la red, talquesu medida constituye la información tridimensional necesaria para conocer la
Estructura interna del cristal.
En general, existen tres grandes métodos de difracción de rayos X utilizados, como lo son:
Método de Laue
Método de movimiento o Rotación total o parcial del cristal
Método del Polvo
Método de Laue
Históricamente fue el primer método de difracción. Se utiliza un Policromatico deRayos X que incide sobre un cristal fijo y perpendicularmente a este se sitúa una placa fotográfica plana encerrada en un sobre a prueba de luz. El haz directo produce un ennegrecimiento en el centro de la película y por lo tanto, se pone un pequeño disco de plomo delante de la película para interceptarlo y absorberlo. Ensus primero experimentos usó radiación continua incidido sobre un cristalestacionario. El cristal generaba un conjunto de haces que representan la simetría interna del cristal.
El diagrama de Laue es simplemente una proyección estereográfica de los planos del
Existen dos variantes de dicho modelo, dependiendo de la posición del cristal respecto a laplaca fotográfica, y puede ser:
Método de laue en modo transmisión.
La película se coloca detrás del cristal pararegistrarlos rayos que son transmitidos por el cristal. Un lado del cono de reflexiones de Laue es definido por el rayo de transmisión. La cruza el cono, de manera que las manchas de difracción generalmente se encuentren sobre una elipse.
Figura 2. Esquema del método de laue de trasmisión.
Método de Laue en modo reflexión. La película es colocada entre la fuente de rayo X y el cristal. Los rayos que...
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