к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Дифракция нейтронов

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).


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

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

Гуревич И. И., Тарасов Л. В., Физика медленных нейтронов, M., 1965;
Крауфорд Ф., Волны, пер. с англ., 3 изд., M., 1984;
Каули Дж., Физика дифракции, пер. с англ., M., 1979;
Sears V. F., AECL - 8480, Chalk River, Ontario, 1984.

A. M. Балагуров, Ю. M. Останевич

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм представляет собой инструмент идеологического подчинения одних людей другим с помощью абсолютно бессовестной манипуляции их психикой для достижения интересов определенных групп людей, стоящих у руля этой воровской машины? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира