H+K+L=偶数时,衍射存在的结论仍成立,且强度变强。而当H+K+L=奇数时,衍射相消的结论不一定成立,只有当fA=fB时,FHKL=0才发生消光,若fA≠fB,仍有衍射存在,只是强度变弱了。
推导劳埃方程和布拉格方程
解:1。推导劳埃方程:假定①满足干涉条件②X-ray单色且平行
如图:以α0为入射角,α为衍射角,相邻原子波程差为a(cosα-cosα0),产生相长干涉的条件是波程差
为波长的整数倍,即:a(cosα-cosα0)=hλ
式中:h为整数,λ为波长。一般地说,晶体中原子是在三维空间上排列的,所以为了产生衍射,必须同时满足:
a(cosα-cosα0)=hλ b(cosβ-cosβ0)=kλ
c(cosγ-cosγ0)=lλ 此三式即为劳埃方程。
2.推导布拉格方程式:假定①X-ray单色且平行②晶体无限大且平整(无缺陷)
如右图:光程差为2dsinθ,要出现衍射条纹,则有:
2dsinθ=nλ (n=1,2…)
此式即为布拉格方程。
阐明消光现象的物理本质,并利用结构因子推导出体心和面心晶体的衍射消光规律
解: 由系统消光的定义<把因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上的衍射消失的现象>知,消光的物理本质是原子的种类及其在晶胞中的位置。
由|Fhkl=0| <=> 消光 可推出如下消光规律
①体心晶体 存在2个原子,坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,1/2) 则 Fhkl = f + feπi(h+k+l) 要消光,则有 h+k+l=2n+1 (n=0,1,2…). ②面心晶体 存在4个原子,坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,0) (1/2,0,1/2),(0,1/2,1/2)
则 Fhkl = f + feπi(h+k) + feπi(h +l) + feπi(k+l) 要消光则必使Fhkl=0,故消光规律为: h,k,l不能同时为奇或h,k,l不能同时为偶
下图为高分子材料典型的DSC曲线,试回答:(分)
c
a
b
(1),DSC的基本原理是什么?
(2),a, b, c 对应为材料的何种转变峰,温度分别为聚合物的何种特征温度。
(3),a, b, c三个峰在高分子材料研究中的应用。
1),基本原理:在程序升温(或降温,恒温)的过程中,始终保持试样与参比物的温度相同,为此试样和参比物各用一个独立的加热器和温度检测器。当试样发生吸热效应时,由补偿加热器增加热量,使试样和参比物之间保持相同温度;反之当试样产生放热效应时,则减少热量,使试样和参比物之间保持相同温度。然后将此补偿的功率直接记录下来,它精确地等于吸热和放热的热量,因此可以记录热流速率(dH/dt或dQ/dt)对温度的关系曲线,即DSC曲线。 (2),a,玻璃化转变峰;聚合物的玻璃化温度Tg;
b,结晶峰;结晶温度Tc c,熔融峰;熔点Tm
(3),a峰:测定聚合物的玻璃化转变温度;
b峰:聚合物结晶过程中的动力学研究; c峰:计算聚合物的结晶度。
下图为CuSO4·5H2O的TG曲线,试回答:
(1),热重法的基本原理。
(2),分析各阶段,CuSO4·5H2O脱水过程并给出判断理由。 答: (1)基本原理:程序升高温度,物质失去重量,记录质量与温度之间的关系,从而得到物质的分解、挥发温度与过程。 (2)bc阶段:CuSO4·5H2O= CuSO4·3H2O+2H2O↑
de阶段CuSO4·3H2O= CuSO4·H2O+2H2O↑ fg阶段:CuSO4·H2O= CuSO4+ H2O↑
判断的理由:(m0-m1):(m1-m2):(m2-m3)=2:2:1,根据CuSO4·5H2O在受热条件下,脱出5个结晶水,从失去的质量比可以判断。