Техника - молодёжи 1951-11, страница 15

0БШИЗКА/0Л1ЛА

ИССЛЕДУЕМЫЙ ОБРАЗЕЦ

ЦШРАЖЕН-НЫЙ ПУЧОК

плошать NaCL

сиЕтчкк

Спраьа— проекция игпочсчной молекулы нарафгна itpu рассмтривании вдоль оси молекулы. Слева — чертеж, составленный на основе элекгрониграфических исследований, покавывающий распре'. л< ние п ютности электронов в молекуле парафина. Наряду с уплотнениями в центре, соответствующими итомам углерода, четко выделяются уплотчения около атомов водород-1.

выделиться. В результате этого не происходит обратного превращения а решетку альфа-железа. Образуется ншзая фаза, устойчивая при нормальных температурах, обладающая осоОыми свойствами и в том числе той высокой прочностью, которая хара ^терипует закаленную сталь.

ЭЛЕКТРОННЫЕ И НЕЙТРОННЫЕ

ЛУЧИ СОПЕРНИЧАЮТ С РЕНТГЕНОВСКИМИ ЛУЧАМИ

Для структурных исследояа! ий с помощью рентгеновские лучей достаточно иметь весьма ма; ые количества вещества, измеряемые миллиграммами. Тем не менее в этом малом объеме содержится большое количество атомных: плоскостей, участвующих в отражении рентгеновских лучей. Но часто возникаем задача исследований структуры тонких Слоев, образующихся, например. на поверхности металла в процесс* обработки различными газгг^и (азотирование, оксидирование и науглероживание), а также при тепловой ооргботке поверхности. Здесь идет речь о слоях юл-рдиною мной раз погядка в несколько дес..гков ангстремов (1 ангстрем — 10—« см). Такие слои оказываются «невидимым л > для рентгеновских лучей. В этом случае Hi. помощь исследователям приходят электроны.

Как известно, каждая микрочастичка, в том числе и электрон, обладает двоякими свойствами: горпускулярными и волновыми. Волновая природа глектрона была подтверждена в опыте по дифракции электронных лучей. Пропустив пучок электронов через тончайшую металлическую фоль-у, ученые получили дифракционную картину, сходну ю с дифракционной карти: юй на рентгенограь мах. Явление э; ек-уронной , ифракци!;. также подчиняется закону Вульфа.

Источником электронных лучей служат раскал.гнлые нкти, поие-щенные в г риборе, из которого > ца-лен воздух. Электроны, ускоряемые после выход. из нити электрическим напряжением, достигают поверхности исследуемого образца. Длина волни электронного луча не является постоянной, а зависит о* скорости электронов, а следовательно, и от величины приложенного напряжения. Чем выше

Болыш.м

приложенное напряжение, тем короче длина волны электронов

Существенное различие между электронной и рени Яновской лифрркциий за-кл ючае'.'ся. в следующем; рентгеновские лучи рассеивают гя электронами, входящими в состав атомов. Электронные же лучи рассеиваются не только электронами, но и ядргми атомов. Вследствие оолылого рассеяния электронов поглощение иу в веществе очень велико. Там, где рени онов-ские лу"и пройдут чере°, толщину в 0,001 ш, э..ектоол-ный луч иройдет лишь через пленку толщиной в 0,000001 мм. Преимуществом электронографии является то, что с помощью этого метода открылас! возможность исследовать тончайшие пленки. Большая рассеиваются способность электронных лучей приводит к значительному сокра-щэнгяю продолжительности экс ози-ции по сравнению со съемкой в рентгеновских лу чах.

Помимо указгчных достоинств электронографичгского метода, отметим еще одно.

С помощью рентгеновских лучей трудно обнаружить положение атомов легких элементов. Чем меньше у атома электронов, тем слабее он рассеивает эти лучи.

Элег:троннь.е же лучи рассэива-емые hi только электронами, но и ядргми атомов, опосооны «засекать» пол >жеш.е даж« наил< гчайшего атома водорода.

Восемь лет тому назад советским уче-н)чм Усыкину и кареву удалось обна-руж ли ь положения атомов водорода в хлористом аммонии. Сопетским исследователя:! Пянскеру и Вайннпойну путем пересчета* значений яркости рассеянных элек'^роннь'х лучей удалось получить картину распределения электронн рй плотности в парафине. Здесь о^четли-зо ви, 1ны как Солее плотные области, соответствующие атомам углерода, та», и менее нлотные области, соответствую-щир- атомам водорода.

Электронограф и веский метод не всожет, однако, заменить рентгеноструктурно г о метгда, так как обладает ограниченными возможностями вследствие большого поглощения электронных лучей в веществе.

Новой, зарождающейся областью на-у.си, открывающей целый ряд при нципи-ально ноьых возможностей, является ной-тронограф.1я,

Нейтрон — элементарная частица, лишенная а/ ектриЧеского заряда Отсутствие электрического заряда у нейтрона дает этой Частичке ряд-преимуществ перед чр-'тицами, обладаю щими зарядоы, например протонем или <>лс ктрбно!». Заряженные частички, в^содяшие в состав и томов, не оказывают на нейтрон затормажчьа¹ >щего действия. Пс • этому неитроь обладает большой пронлкающей способностью. Проникая в вещэстзо, нейтроны рассеивается ядрами атомов ье!цества, и при надлежащи:: условиях возмож-1. получить и наблюдать дифрак-пию нейтронных лучей в исследуемом веществе.

В качестве источника нейтронов используется нейтронный ^сотел-., обладчющий достаточно большой мощностью. Выходящие из источника нейтроны направляются в монохроиатор. Монохром; itop служи! 1ля ыделения из лучка нейтронов, выходящие из источника, нейтронов с определенной, одинаковой скоростью, или, "руги-ми словами, нейтронных лучей с одиьаковой дойкой волны.

Из моно:сроматора нейтронные лучи направляются затеь на исследуемый кристалл Нейтринная дифракция также подчиняется закону Вульфа.

Приведем несколько примеров применения нейтронов в структурном анализе.

При исследовании гидрид" натрия — соединения натрия с водородом — рентгенографически удалось установить положении только атомов натрия. Положений же атомов водорода определить не уда юсь. Поэтому точно установить тип кристаллической оошетки гидрида натрия ученые не смогли.

(Окончание см, на стр. 37)

Схема установки для нейтронографии.

КРИСГПалЛ МОНОХРОМАтОР

"APAQHP

свинец

ПАА/ ЗЩИИ ЛУЧОК НЕЙЛШЖШ