Różnica między dyfrakcją promieniowania rentgenowskiego a dyfrakcją elektronów

The kluczowa różnica jest to między dyfrakcją promieniowania rentgenowskiego a dyfrakcją elektronów Dyfrakcja promieni X polega na dyfrakcji padającej wiązki promieni X 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. Te techniki ujawniają krystaliczne struktury materii. Dlatego zastosowania tych technik są w fizyce i chemii ciała stałego.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym jest dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego
3. Czym jest dyfrakcja elektronów
4. Porównanie obok siebie - dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego vs dyfrakcja elektronów w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego?

Dyfrakcja rentgenowska lub krystalografia rentgenowska to technika analityczna, której używamy do określania struktury kryształów. Dlatego teoria leżąca u podstaw tej techniki obejmuje dyfrakcję padającego promienia rentgenowskiego w różnych kierunkach. W skrócie, mierząc kąty i natężenia ugiętych wiązek, możemy określić obraz 3D gęstości elektronowej w tym krysztale. W związku z tym gęstość elektronów podaje pozycje atomów w strukturze krystalicznej. Ponadto możemy określić wiązania chemiczne i różne inne informacje.

Rycina 01: Dyfraktometr rentgenowski

Kryształy mają regularnie ułożone atomy. Promienie X to fale promieniowania elektromagnetycznego. Dlatego atomy w krysztale mogą rozpraszać wiązki promieni rentgenowskich przez elektrony atomów. W wyniku tego promienie X uderzające w elektrony wytwarzają fale wtórne (fale sferyczne) wyłaniające się z elektronu. Proces ten nazywamy „rozpraszaniem sprężystym”, a elektron działa jak rozpraszacz. Jednak fale te znoszą się nawzajem poprzez destrukcyjne zakłócenia.

Czym jest dyfrakcja elektronów?

Dyfrakcja elektronów jest techniką analityczną, której używamy do badania materii. Stąd teoria leżąca u podstaw tej techniki polega na wystrzeliwaniu elektronów na próbkę w celu zaobserwowania wzorów interferencyjnych wiązki elektronów. Termin interferencja odnosi się do powstawania fali wynikowej z dwóch fal o większej, niższej lub równej amplitudzie. Zazwyczaj ten eksperyment przeprowadzamy w transmisyjnym mikroskopie elektronowym (TEM) lub w skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM). Instrumenty te wykorzystują przyspieszoną wiązkę elektronów (przyspieszaną przez potencjał elektrostatyczny).

Rysunek 02: Wzór dyfrakcji elektronów

Krystaliczne ciała stałe mają okresową strukturę atomów. Ta okresowa struktura działa jak siatka dyfrakcyjna (dzieli i dyfrakuje wiązkę elektronów na kilka wiązek, które przemieszczają się w różnych kierunkach). Tam rozpraszanie elektronów zachodzi w przewidywalny sposób. Wzór dyfrakcji podaje nam szczegóły pozwalające przewidzieć strukturę kryształu. Jednak ta technika ma duże ograniczenie problemu fazowego (problem utraty informacji dotyczących fazy, który może wystąpić podczas wykonywania pomiaru fizycznego).

Jaka jest różnica między dyfrakcją promieniowania rentgenowskiego a dyfrakcją elektronów?

Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego i dyfrakcja elektronów są ważnymi technikami analitycznymi, których możemy użyć do określenia struktury krystalicznej krystalicznych ciał stałych. Kluczowa różnica między dyfrakcją promieniowania rentgenowskiego a dyfrakcją elektronów polega na tym, że dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego obejmuje dyfrakcję padającej wiązki promieni rentgenowskich w różnych kierunkach, podczas gdy dyfrakcja elektronów obejmuje interferencję wiązki elektronów.

Ponadto dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego wykorzystuje wiązkę promieni rentgenowskich, podczas gdy dyfrakcja elektronów wykorzystuje wiązkę elektronów. Jako kolejna ważna różnica między dyfrakcjami promieniowania rentgenowskiego i dyfrakcji elektronów, dyfrakcja elektronów jest ograniczona problemem fazowym, podczas gdy nie ma znaczącego wpływu na dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego. Więcej szczegółów pokazano na infografice na temat różnicy między dyfrakcją promieniowania rentgenowskiego a dyfrakcją elektronów.

Podsumowanie - Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego vs dyfrakcja elektronów

Zarówno dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego, jak i dyfrakcja elektronów są technikami, 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 padającej wiązki promieni rentgenowskich w różnych kierunkach, podczas gdy dyfrakcja elektronów obejmuje interferencję wiązki elektronów.

Odniesienie:

1. „Krystalografia rentgenowska”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 7 listopada 2018. Dostępne tutaj 
2. „Dyfrakcja elektronów”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 12 lipca 2018 r. Dostępne tutaj 

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Freezed XRD” Autor: Kaspar Kallip - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia  
2. „DifraccionElectronesMET” Autor: Oysteinp z angielskojęzycznej Wikipedii (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia