Kluczowa różnica między dyfrakcją elektronów i neutronów polega na tym, że elektrony są rozpraszane przez elektrony atomowe, podczas gdy neutrony są rozpraszane przez jądra atomowe.
Dyfrakcja elektronów to falowa natura elektronów. Dyfrakcja neutronów to zjawisko elastycznego rozpraszania neutronów. Zazwyczaj dyfrakcja elektronów opisuje naturę falową, podczas gdy dyfrakcja neutronów opisuje atomową i/lub magnetyczną strukturę materiału.
Co to jest dyfrakcja elektronów?
Dyfrakcja elektronów to falowa natura elektronów. W praktyce jest to technika wykorzystywana do badania materii poprzez wystrzeliwanie elektronów w próbkę i obserwację powstałego wzorca interferencji. Powszechnie nazywamy to zjawisko dualizmem falowo-cząsteczkowym. Stwierdza, że pewna cząsteczka materii zachowuje się jak fala. Dlatego elektron można uznać za falę podobną do fal dźwiękowych lub wodnych. Technika dyfrakcji elektronów jest podobna do dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego i dyfrakcji neutronów.
Najczęściej dyfrakcja elektronów jest przydatna w fizyce ciała stałego i chemii do zrozumienia struktury krystalicznej ciał stałych. Zazwyczaj tego typu eksperymenty możemy wykonać w transmisyjnym mikroskopie elektronowym (TEM) lub skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM). Instrumenty te wykorzystują elektrony, które są przyspieszane przez potencjał elektrostatyczny, aby uzyskać pożądaną energię i określić długość fali przed interakcją z pożądaną próbką.
Rysunek 01: Typowy wzór dyfrakcji elektronów
Chociaż ta technika jest użyteczna głównie w badaniu okresowo doskonałych kryształów, takich jak krystalografia elektronów, jest również użyteczna w badaniu uporządkowania amorficznych ciał stałych o krótkim zasięgu, uporządkowania niedoskonałości, w tym wakatów, geometria cząsteczek gazowych itp.
Co to jest dyfrakcja neutronów?
Dyfrakcja neutronów to zjawisko elastycznego rozpraszania neutronów. Jest to zastosowanie rozpraszania neutronów do określenia struktury atomowej i/lub magnetycznej materiału. Badaną próbkę musimy umieścić w wiązce neutronów termicznych lub zimnych. Wtedy możemy uzyskać wzór dyfrakcyjny, który może dostarczyć informacji o strukturze materiału.
Rysunek 02: Dyfrakcja neutronowa przydatna w stymulacjach molekularnych
Metoda dyfrakcji neutronów jest podobna do dyfrakcji rentgenowskiej. Jednak ze względu na różne właściwości rozpraszania, neutrony i promieniowanie rentgenowskie mają tendencję do dostarczania informacji uzupełniających; na przykład promienie rentgenowskie są odpowiednie do analizy powierzchniowej, silne promienie rentgenowskie z promieniowania synchrotronowego są odpowiednie dla płytkich głębokości lub cienkich próbek itp.
Zazwyczaj technika dyfrakcji neutronów wymaga źródła neutronów wytwarzanych w reaktorze jądrowym lub źródle spallacyjnym. Jeśli korzystamy z reaktora badawczego, potrzebujemy innych komponentów, takich jak monochromator kryształowy, filtry do dobrania wymaganej długości fali neutronów itp.
Różnica między dyfrakcją elektronów i neutronów
Elektrony i dyfrakcja neutronów to ważne techniki analityczne. Kluczowa różnica między dyfrakcją elektronów i neutronów polega na tym, że elektrony są rozpraszane przez elektrony atomowe, podczas gdy neutrony są rozpraszane przez jądra atomowe. Co więcej, dyfrakcja elektronów jest falową naturą elektronów. Dyfrakcja neutronów to zjawisko elastycznego rozpraszania neutronów. Zazwyczaj dyfrakcja elektronów opisuje naturę falową, podczas gdy dyfrakcja neutronów opisuje atomową i/lub magnetyczną strukturę materiału.
Poniżej znajduje się podsumowanie różnicy między dyfrakcją elektronów i neutronów w formie tabelarycznej do porównania obok siebie.
Podsumowanie – Dyfrakcja elektronów i neutronów
Dyfrakcja elektronów to falowa natura elektronów. Dyfrakcja neutronów to zjawisko elastycznego rozpraszania neutronów. Kluczowa różnica między dyfrakcją elektronów i neutronów polega na tym, że elektrony są rozpraszane przez elektrony atomowe, podczas gdy neutrony są rozpraszane przez jądra atomowe. Zazwyczaj dyfrakcja elektronów opisuje naturę falową, podczas gdy dyfrakcja neutronów opisuje atomową i/lub magnetyczną strukturę materiału.
