Дифракция нейтронов. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Дифракция нейтронов - явление рассеяния нейтронов, в к-ром определяющую роль играют волновые свойства нейтрона (см. Корпускулярно-волновой дуализм ).Длина волны и импульс р связаны соотношением де Бройля

=hp. Матем. описание Д. н., так же как и в случае др. волновых полей, следует из принципа Гюйгенса - Френеля и, в этом смысле, аналогично описанию дифракции света, рентг. лучей, электронов и др. микрочастиц (см. Дифракция волн ).Согласно этому описанию, интенсивность рассеянного излучения в некрой точке пространства зависит как от

, так и от свойств рассеивающего объекта. Соответственно, Д. н. применяется как для исследования или формирования нейтронных пучков (нейтронные монохроматоры, анализаторы), так и для исследований строения рассеивающего вещества.

Рис. 1. Угловое распределение нейтронов с энергией 14 МэВ, рассеянных на ядре Sn;

- сечение рассеяния;

- угол рассеяния.

Рис. 2. Дифракционный максимум интенсивности нейтронов, рассеянных на монокристалле CsHSeO₄, - третий порядок отражения от кристаллографической плоскости (100).

В области энергий нейтрона

~10^-7 эВ (

~10^-12 см) Д. н. проявляется при рассеянии нейтронов на атомных ядрах (рис. 1). При

~10^-2 аВ (

~10^-8 см) Д. н. применяется для исследования атомной и магнитной структуры конденсиров. сред (кристаллы, жидкости, макромолекулы). Для нейтронов с

~10^-8 см кристалл представляет собой трёхмерную дифракц. решётку и Д. н. проявляется в виде максимумов интенсивности с резкой зависимостью от

и угла рассеяния

(рис. 2). При

10^-7 см Д. н. реализована на краю непрозрачного экрана (рис. 3), щелях и др. классич. объектах дифракции с целью эксперим. проверки нек-рых положений квантовой механики.

Рис. 3. Интенсивность пучка нейтронов после прохождения мимо поглощающего экрана с резким краем

. Одна единица по горизонтальной оси соответствует смещению приёмной щели (шириной 30 мкм) на расстояние 100 мкм.

Наиб. широко Д. н. применяется в нейтронографии. Отличия по сравнению с дифракцией рентгеновских лучей или с дифракцией электронов в том, что нейтроны в осн. взаимодействуют с атомными ядрами и магн. моментами электронных оболочек атомов. Сферич. волна, рассеянная отд. ядром [

; r - радиус-вектор точки, k - волновой вектор], характеризуется амплитудой рассеяния b, не зависящей для медленных нейтронов от длины т. н. вектора рассеяния

, что связано с малостью размеров ядра (~10^-12 см) по сравнению с

(~10^-8 см).

Величина b нерегулярно зависит от атомного номера ядра Z, его массового числа А и взаимной ориентации спинов ядра и нейтрона. Так как Д. н. на кристаллах - результат суммирования амплитуд вторичных волн, рассеянных мн. ядрами, важную роль играет т. н. когерентная длина рассеяния

, где усреднение идёт по спиновым и изотопным состояниям структурно-эквивалентных ядер (см. Нейтронография структурная; табл.).

В случае магн. взаимодействия амплитуда рассеяния отд. атома может быть вычислена, если известны электронные волновые функции. Амплитуда магн. рассеяния зависит от величины и взаимной ориентации спина атома, спина нейтрона и

. Это позволяет отделить магн. рассеяние от ядерного (см. Магнитная нейтронография). Действит. и мнимая части l_ког зависят от

и даны при

=10^-8 см.

Литература по дифракции нейтронов

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.


Когерентные длины рассеяния медленных нейтронов некоторыми элементами и изотопами (10^-12 см)
Элемент, изотоп	b_ког	Элемент, изотоп	b_ког	Элемент, изотоп	b_ког
H	-0,3741	Sc	1,23	Nb	0,7054
¹H	-0,3742	Ti	-0,330	Mo	0,695
²Н	0,6674	V	-0,0382	Cd	0,51-0,16i
Li	-0,190	Cr	0,3635	Cd	0,51-0,16i
⁶Li	0,20-0,026i	⁵⁰Cr	-0,450	In	0,406-0,54i
⁶Li	0,20-0,026i	⁵²Сr	0,492	In	0,406-0,54i
⁷Li	-0,222	⁵³Cr	-0,420	Sn	0,6228
Be	0,779	⁵⁴Cr	0,455	Те	0,543
В	0,530 + + 0,021 i	Mn	-0,373	I	0,528
В	0,530 + + 0,021 i	Fe	0,954	Cs	0,542
¹⁰В	0,01-0,107i	Со	0,250	La	0,824
¹⁰В	0,01-0,107i	Ni	1,03	Ce	0,484
¹¹B	0,665	⁵⁸Ni	1,44	Pr	0,445
С	0,6648	⁶⁰Ni	0,28	Nd	0,769
N	0,936	⁶¹Ni	0,760	Та	0,691
О	0,5805	⁶²Ni	-0,87	W	0,477
F	0,565	⁶⁴Ni	-0,038	Re	0,92
Na	0,363	Cu	0,7718	Os	1,10
Mg	0,5375	Zn	0,5680	Ir	1,06
Al	0,3449	Ge	0,8193	Pt	0,963
Si	0,4149	As	0,658	Au	0,763
P	0,513	Se	0,7970	Hg	1,266
S	0,2847	Br	0,679	Tl	0,879
Cl	0,9579	Kr	0,780	Pb	0,9400
К	0,371	Rb	0,708	Bi	0,8526
Ca	0,490	Zr	0,716	U	0,8417