Ключевое различие между дифракцией рентгеновских лучей и дифракцией электронов заключается в том, что дифракция рентгеновских лучей включает в себя дифракцию падающего пучка рентгеновских лучей в разных направлениях, тогда как дифракция электронов включает интерференцию электронного луча.
Дифракция рентгеновских лучей и дифракция электронов являются аналитическими методами, которые мы можем использовать для изучения вещества. Еще одним таким методом является дифракция нейтронов. Эти методы раскрывают кристаллические структуры материи. Поэтому приложения этих методов находятся в физике твердого тела и химии.
Что такое рентгеновская дифракция?
Рентгеновская дифракция или рентгеновская кристаллография – это аналитический метод, который мы используем для определения структуры кристаллов. Следовательно, теория, лежащая в основе метода, включает дифракцию падающего рентгеновского луча в разных направлениях. Короче говоря, измеряя углы и интенсивность дифрагированных лучей, мы можем определить трехмерную картину электронной плотности внутри этого кристалла. Следовательно, электронные плотности дают положение атомов в кристаллической структуре. Кроме того, мы можем определить химические связи и другую информацию.
Рисунок 01: Рентгеновский дифрактометр
Кристаллы имеют регулярно расположенные атомы. Рентгеновские лучи - это волны электромагнитного излучения. Поэтому атомы в кристалле могут рассеивать рентгеновские лучи через электроны атомов. В результате рентгеновские лучи, падающие на электроны, создают вторичные волны (сферические волны), исходящие от электрона. Мы называем этот процесс «упругим рассеянием», а электрон действует как рассеиватель. Однако эти волны компенсируют друг друга посредством деструктивной интерференции.
Что такое дифракция электронов?
Дифракция электронов – это аналитический метод, который мы используем для изучения этого вещества. Следовательно, теория, лежащая в основе этого метода, включает запуск электронов в образец для наблюдения за интерференционными картинами электронного луча. Термин интерференция относится к образованию результирующей волны из двух волн, которые имеют большую, меньшую или равную амплитуду. Обычно мы проводим этот эксперимент в просвечивающем электронном микроскопе (ПЭМ) или в сканирующем электронном микроскопе (СЭМ). В этих приборах используется ускоренный электронный пучок (ускоряемый электростатическим потенциалом).
Рисунок 02: Электронограмма
Кристаллические твердые тела имеют периодическую структуру атомов. Эта периодическая структура действует как дифракционная решетка (расщепляет и дифрагирует электронный пучок на несколько лучей, движущихся в разных направлениях). Там рассеяние электронов происходит предсказуемым образом. Картина дифракции дает нам детали для предсказания структуры кристалла. Однако этот метод имеет большое ограничение из-за фазовой проблемы (проблема потери информации о фазе, которая может возникнуть при проведении физических измерений).
В чем разница между дифракцией рентгеновских лучей и дифракцией электронов?
Дифракция рентгеновских лучей и дифракция электронов являются важными аналитическими методами, которые мы можем использовать для определения кристаллической структуры кристаллических твердых тел. Ключевое различие между дифракцией рентгеновских лучей и дифракцией электронов заключается в том, что дифракция рентгеновских лучей включает в себя дифракцию падающего пучка рентгеновских лучей в разных направлениях, тогда как дифракция электронов включает интерференцию электронного луча.
Кроме того, при дифракции рентгеновских лучей используется пучок рентгеновских лучей, а при дифракции электронов используется пучок электронов. Еще одно важное различие между рентгеновской дифракцией и дифракцией электронов заключается в том, что дифракция электронов ограничена фазовой проблемой, но не оказывает существенного влияния на дифракцию рентгеновских лучей. Более подробная информация представлена в инфографике о разнице между дифракцией рентгеновских лучей и дифракцией электронов.
Резюме – Дифракция рентгеновских лучей против дифракции электронов
Дифракция рентгеновских лучей и дифракция электронов - это методы, которые мы можем использовать для определения структуры кристаллов. Ключевое различие между дифракцией рентгеновских лучей и дифракцией электронов заключается в том, что дифракция рентгеновских лучей включает в себя дифракцию падающего пучка рентгеновских лучей в разных направлениях, тогда как дифракция электронов включает интерференцию электронного луча.
