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4.3 Röntgenbeugung 4.3.4 Kristalloptik
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- 1Prinzip- Untersuchung unbekannter Röntgenstrahlung
- optische Elemente - 2Bragg-Reflexionk⋅λ=2dsinθ
bestimmter Einfallswinkel nur eine Wellenlänge
nur k=1 nennenswerte Rolle
Reflexion an Vielschichtspiegeln
effizienter, spektral schmaler
Schichten mit d=λ/2 Vielschichtspiegel δ=λ/4
kein schleifender Einfall
jede Ebenenschar für bestimmte Wellenlänge als Spiegel - 3Röntgenoptik- Ebenenschar mit Bragg-Reflexion, parallel zur Oberfläche
- jeder Reflexionswinkel genau eine Wellenlänge - 4Anwendung SpektroskopieNetzebenenabstände 0,08 nm≤d≤1.3 nm→ höhere Ordnungen härtere Strahlung
λ/Δλ≈〖10〗^4
Winkel von einigen μrad (10`)
Kristallspektrometer i.d.R. sehr lichtschwach - 5Ebene Kristalle- an jedem Punkt genau eine Wellenlänge reflektiert
- gleiche Wellenlänge entlang von Kreisbogen reflektiert, Detektor große Bögen
- Bragg-Spektrometer für Übersichtsspektren, bei sehr lichtstarken Quellen - 6Spiegel als Monochromator- Probenlicht durch Kollimatoren parallel
- fällt schräg auf ebenen Kristall
- Drehen Kristall: ganzes Spektrum - 7Zylindrische gebogene Kristalle (besseres Lichtsammeln)von Hamos-Anordnung
Johann-Anordnung
Johansson-Anordnung - 8von Hamos-Anordnung- zylindrisch um Achse gebogen (zw. Quelle und Detektor) → einzelne Farben hintereinander auf Achse (in Detektionsebene)
- Licht einer Farbe in einem Punkt (erhöhte Lichtstärke)
- ausgedehnte Quellen (Fleck von Größe der Quelle) → verschlechterte spektrale Auflösung - 9Johann-Anordnung- normal auf Ebene Quelle-Kristall-Detektor
- Rowland-Kreis, Röntgenquelle innerhalb des Kreises
- Strahlen auf virtuellen Punkt genau auf dem Rowland-Kreis
- nur in betrachteter Ebene → Spektrallinien
- starke Abbildungsfehler:
o kleine Kristalle
o nicht besonders lichtstark - 10Johansson-Anordnung- Gitterebenen nicht parallel zur Kristalloberfläche → im Kristall ist spektrale Fokussierung fehlerfrei
- Herstellung:
o sphärisches Schleifen
o präzises Krümmen - 11Kristallspektrometer mit räumlicher Auflösung- in zwei Ebenen biegen → vereinigen und mehr Licht sammeln
- Wahl beider Radien → für bestimmten Einfallswinkel verzerrungsfrei
- in Detektionsebene in 1D spektrale Aufspaltung, normal dazu 1D-Abbildung Quelle → welche Position, welches λ
- torisch gebogene Kristalle
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