埃瓦尔德衍射球英文解释翻译、埃瓦尔德衍射球的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 Ewald's diffraction sphere
分词翻译:
埃的英语翻译:
angstrom; dust
【化】 angstrm
【医】 angstrom; tenthmeter
瓦的英语翻译:
tile
【化】 tile; watt
【医】 tile
尔的英语翻译:
like so; you
德的英语翻译:
heart; mind; morals; virtue
衍射的英语翻译:
diffract; diffraction
【化】 diffraction
【医】 diffraction
球的英语翻译:
ball; globe; orb; sphere; the earth
【医】 ball; balloon; bulb; bulbi; bulbo-; bulbus; globi; globus; glomera
glomus; orb; sphaer-; sphaero-; sphere; sphero-
专业解析
埃瓦尔德衍射球(Ewald Sphere),在晶体学与X射线衍射领域是一个核心的几何构造模型,用于直观描述和理解X射线(或其他波)在晶体中发生衍射的条件。其名称源于德国物理学家保罗·彼得·埃瓦尔德(Paul Peter Ewald)。
1. 基本定义与几何模型
- 汉英对照:埃瓦尔德衍射球 / Ewald Sphere
- 核心概念:该模型是一个在倒易空间(Reciprocal Space) 中构建的假想球体。球的半径等于入射波波矢 (vec{k_0}) 的大小(即 (| vec{k_0} | = 2pi / lambda),其中 (lambda) 是入射波长)。球的球心位于倒易空间原点 (O) 沿入射波矢 (vec{k_0}) 反方向移动 (| vec{k_0} |) 距离的位置。换言之,球心位于点 (-vec{k_0}) 处。
- 衍射条件(布拉格定律的几何表达):只有当晶体对应的倒易点阵点(Reciprocal Lattice Point) 恰好落在这个埃瓦尔德球的球面上时,才会发生衍射。此时,衍射波矢 (vec{k}) 的方向由球心指向该倒易点阵点,且满足 (| vec{k} | = | vec{k_0} |)(弹性散射)。衍射发生的几何条件可表示为:
[
vec{k} - vec{k0} = vec{g}{hkl}
]
其中 (vec{g}{hkl}) 是倒易点阵矢量,对应于晶面族 ((hkl)),其长度 (| vec{g}{hkl} | = 2pi / d{hkl}),(d{hkl}) 是 ((hkl)) 晶面的面间距。此式是布拉格定律 (2d_{hkl} sintheta = nlambda) 的矢量形式。
2. 物理意义与应用价值
- 可视化衍射:埃瓦尔德球将抽象的衍射条件(布拉格定律)转化为直观的几何图形(球与点的相交),极大简化了对衍射现象的理解。
- 判断衍射可能性:对于给定的入射波长 (lambda)(即固定的球半径)和晶体取向(决定了倒易点阵在空间中的分布),通过观察哪些倒易点落在球面上,即可立即判断哪些晶面族满足衍射条件。
- 解释衍射花样:在单晶衍射实验中(如劳厄法、旋转晶体法),观测到的衍射斑点直接对应于与埃瓦尔德球相交的倒易点阵点。在多晶衍射(德拜-谢乐法)中,衍射环对应于倒易点阵中与球相交的倒易点构成的圆环。
- 指导实验设计:为了观测到更多衍射点(倒易点),实验上可以通过改变波长 (lambda)(改变球半径,如使用白光连续谱的劳厄法)或旋转晶体(使倒易点阵相对于固定的球运动,如旋转晶体法)来实现。
3. 权威参考来源
- 经典教材:埃瓦尔德衍射球是晶体衍射理论的标准内容,在几乎所有涉及X射线晶体学或材料结构分析的权威教材中均有详细阐述。例如:
- B. D. Cullity & S. R. Stock 的 Elements of X-Ray Diffraction (Chapter 2, Reciprocal Lattice and Diffraction)。
- N. Ashcroft & N. D. Mermin 的 Solid State Physics (Chapter 2, The Reciprocal Lattice)。
- International Union of Crystallography (IUCr) 的在线教育资源和术语表也对此概念有明确定义。
- 专业机构:国际晶体学联合会(IUCr)在其出版物和在线资源中广泛使用并解释此概念。
网络扩展解释
埃瓦尔德衍射球(Ewald sphere)是倒易空间中的一个几何模型,用于直观描述晶体衍射条件。以下是其核心要点:
1.基本定义与几何构建
- 概念:埃瓦尔德球以入射X射线或电子束的波矢方向为球心,半径为波长的倒数($1/lambda$),在倒易空间中构建一个球面。
- 关键点:倒易原点$O^*$位于入射束与球面的交点,若倒易阵点$P$落在球面上,则对应正空间的晶面满足布拉格衍射条件,产生衍射斑点。
2.衍射条件的判断
- 布拉格定律的几何表达:当倒易点阵中的阵点与埃瓦尔德球面相交时,对应晶面满足$nλ=2dsinθ$,即发生衍射。实验时需旋转晶体,使更多倒易点接触球面以收集数据。
- 电子衍射的特殊性:电子波长极短(约0.002nm),导致埃瓦尔德球半径极大,球面近似为平面,因此电子衍射更易满足衍射条件。
3.实验方法中的应用
- X射线单晶衍射:通过旋转晶体扩大倒易点与球面的接触范围,提升数据完整性。
- 劳厄法(多色X射线):倒易阵点变为线段,球面与线段的交点形成衍射圆锥,底片记录为椭圆或双曲线。
4.与布拉格定律的关系
埃瓦尔德球将布拉格定律转化为几何问题,使衍射方向的可视化更直观。例如,球心到倒易点的向量对应衍射束方向,直接关联入射角与晶面间距。
埃瓦尔德衍射球是连接倒易空间与实际衍射实验的核心工具,通过几何模型简化了复杂衍射条件的分析,广泛应用于X射线和电子衍射研究。如需进一步了解实验细节,可参考中的具体图解。
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