Kluczowa różnica między dyfrakcją promieniowania rentgenowskiego a dyfrakcją elektronów polega na tym, że dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego obejmuje dyfrakcję wiązki padającej promieni rentgenowskich w różnych kierunkach, podczas gdy dyfrakcja elektronów obejmuje interferencję wiązki elektronów.
Zarówno dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego, jak i dyfrakcja elektronów to techniki analityczne, które możemy wykorzystać do badania materii. Inną taką techniką jest dyfrakcja neutronów. Techniki te ujawniają krystaliczne struktury materii. Dlatego zastosowania tych technik znajdują się w fizyce ciała stałego i chemii.
Co to jest dyfrakcja promieni X?
Dyfrakcja rentgenowska lub krystalografia rentgenowska to technika analityczna, której używamy do określenia struktury kryształów. Stąd teoria stojąca za techniką obejmuje dyfrakcję padającej wiązki promieniowania rentgenowskiego w różnych kierunkach. W skrócie, mierząc kąty i natężenia ugiętych wiązek, możemy określić trójwymiarowy obraz gęstości elektronowej w tym krysztale. W konsekwencji gęstości elektronowe określają pozycje atomów w strukturze krystalicznej. Ponadto możemy również określić wiązania chemiczne i różne inne informacje.
Rysunek 01: Dyfraktometr rentgenowski
Kryształy mają regularnie ułożone atomy. Promienie rentgenowskie to fale promieniowania elektromagnetycznego. Dlatego atomy w krysztale mogą rozpraszać promienie rentgenowskie przez elektrony atomów. W rezultacie promienie rentgenowskie uderzające w elektrony wytwarzają fale wtórne (fale sferyczne) wyłaniające się z elektronu. Nazywamy ten proces „rozpraszaniem elastycznym”, a elektron działa jako rozpraszacz. Jednak fale te znoszą się nawzajem poprzez destrukcyjną interferencję.
Co to jest dyfrakcja elektronów?
Dyfrakcja elektronów to technika analityczna, której używamy do badania materii. Stąd teoria stojąca za tą techniką polega na wystrzeliwaniu elektronów na próbkę w celu zaobserwowania wzorów interferencji wiązki elektronów. Termin interferencja odnosi się do tworzenia fali wypadkowej z dwóch fal o większej, mniejszej lub równej amplitudzie. Zazwyczaj ten eksperyment wykonujemy w transmisyjnym mikroskopie elektronowym (TEM) lub w skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM). Instrumenty te wykorzystują przyspieszoną wiązkę elektronów (przyspieszoną przez potencjał elektrostatyczny).
Rysunek 02: Wzór dyfrakcji elektronów
Krystaliczne ciała stałe mają okresową strukturę atomów. Ta okresowa struktura działa jak siatka dyfrakcyjna (rozdziela i ugina wiązkę elektronów na kilka wiązek, które poruszają się w różnych kierunkach). Tam rozpraszanie elektronów zachodzi w przewidywalny sposób. Wzór dyfrakcji daje nam szczegóły pozwalające przewidzieć strukturę kryształu. Jednak technika ta ma duże ograniczenie ze względu na problem fazy (problem utraty informacji o fazie, która może wystąpić podczas wykonywania pomiaru fizycznego).
Jaka jest różnica między dyfrakcją promieni X a dyfrakcją elektronów?
Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego i dyfrakcja elektronów to ważne techniki analityczne, które możemy wykorzystać do określenia struktury krystalicznej ciał stałych. Kluczowa różnica między dyfrakcją promieniowania rentgenowskiego a dyfrakcją elektronów polega na tym, że dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego obejmuje dyfrakcję wiązki padającej promieni rentgenowskich w różnych kierunkach, podczas gdy dyfrakcja elektronów obejmuje interferencję wiązki elektronów.
Co więcej, dyfrakcja promieni rentgenowskich wykorzystuje wiązkę promieni rentgenowskich, podczas gdy dyfrakcja elektronów wykorzystuje wiązkę elektronów. Jako kolejna ważna różnica między dyfrakcją promieni rentgenowskich i elektronów, dyfrakcja elektronów jest ograniczona problemem fazy, podczas gdy nie ma znaczącego wpływu na dyfrakcję promieni rentgenowskich. Więcej szczegółów pokazano na infografice na temat różnicy między dyfrakcją promieni rentgenowskich a dyfrakcją elektronów.
Podsumowanie – dyfrakcja rentgenowska a dyfrakcja elektronowa
Zarówno dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego, jak i dyfrakcja elektronów to techniki, które możemy wykorzystać do określenia struktury kryształów. Kluczowa różnica między dyfrakcją promieniowania rentgenowskiego a dyfrakcją elektronów polega na tym, że dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego obejmuje dyfrakcję wiązki padającej promieni rentgenowskich w różnych kierunkach, podczas gdy dyfrakcja elektronów obejmuje interferencję wiązki elektronów.
