【doc】小角X射线散射中的干涉效应
小角X射线散射中的干涉效应
2002年北京同步辐射装置用户
报告
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小角X射线散射中的干涉效应
李志宏吴东孙予罕
(中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室太原030001)
赵辉董宝中
(中国科学院北京高能物理研究所同步辐射实验室北京100032)
密集散射体体系的小角散射往往存在干涉效应的影响【l】.所谓密集体系并不一定意
味着有相当大的样品浓度,往往散射体的实在体积与样品体积的比值大于5%对散射曲
线就有较大的影响.密集散射体之间的相互干涉效应理论上较难
分析
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,因为这时的散射
强度不仅取决于散射体按大小的分布,而且还取决于它们在空间的位置分布.在较大角
域大散射体的散射强度接近于零,实质上不参与干涉;在很小角域各种散射体的散射强
度坶比较高而相互干涉.这时由实验曲线计算出的散射体的几何尺寸值将小于真实值.
1.散射体间干涉效应的判断
(1)散射曲线出现干涉峰【2】,表明干涉效应的存在.
如图l所示,对于某个圆球形单分散颗粒系,设P为颗粒密集程度指数(P=颗粒的
实在体积和样品体积的比值),R为颗粒半径,q为散射矢量,II(q)为散射强度,I(0)为散
射角为零度时的散射强度,当P由0变为0.5时,在qR=2.5处出现了一个强度峰,这
是由于颗粒间的干涉效应造成的.
0236
qR
图l不同颗粒密集程度时的散射强度I(q),I(0)和qR的关系曲线
(2)散射曲线在低角处出现低头或平台(如图2所示),则表明可能有干涉效应的
存在【3】.
(3)从距离分布函数D(r)曲线的形状可以判断是否存在散射体间互相干涉的影响
(见图3).散射体的距离分布函数由下式确定:
ll8
08632L’=;’:;c;
.)I/【bJH
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D(r)寺点(g)grsinqrdq
(3.12)
如果D(r)--r图上出现负的极大值,则表明存在散射体间干涉效应;如果D(r)---r图呈
现逐渐减小,稳定地趋于零,没有负值出现,则不存在散射体间的干涉效应.D(0负的
极大值的出现对应散射强度曲线上低角部分干涉效应的存在【3】.
—
q
图2I(q)--q曲线示意图
O
图3D(r)-~r曲线
干涉
2.散射体间干涉效应的处理
(1)引入相关函数从统计上进行处理【l】,见本章下节有关相关函数的叙述.
(2)从实验上进行修iE[3,11.一是采用外推法求出浓度无限小情况下的散射体结
构参数.例如求回转半径,这在溶液的情况下容易做到:即改变溶液的浓度C,在每种
浓度下计算出溶质粒子的回转半径RG,然后作RG-C图,外延到C趋
近于0时的情况,
得到浓度无限小情况下的粒子的回转半径.
‘
另一种方法是采用外推法求出浓度无限小情况下的散射曲线.将待测厚度相同但致
密度不同的若干个试样,分别测出它们在各个角度下的散射强度.为了使诸试样参与散
射的散射体数,吸收衰减等彼此等效,需对上述实测强度进行规一化.即令诸试样在大
角域的散射强度相等(因这里干涉效应可以忽略),以其中的一个为
标准
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,求出进行规
一
化的各比例系数,再分别去乘所测得的强度.然后以角度为参数作I(散射强度)-p
(散射体密集度)关系图.当P值不大时,I(散射强度)-p近似呈线性关系.将这些
直线外延,它们在纵轴上的截距即相应于P--0时各角度下的散射强度,也就是散射体之
间没有干涉影响的散射强度.
参考文献:
l张晋远[标签:快照]
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