埃瓦爾德衍射球英文解釋翻譯、埃瓦爾德衍射球的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 Ewald's diffraction sphere
分詞翻譯:
埃的英語翻譯:
angstrom; dust
【化】 angstrm
【醫】 angstrom; tenthmeter
瓦的英語翻譯:
tile
【化】 tile; watt
【醫】 tile
爾的英語翻譯:
like so; you
德的英語翻譯:
heart; mind; morals; virtue
衍射的英語翻譯:
diffract; diffraction
【化】 diffraction
【醫】 diffraction
球的英語翻譯:
ball; globe; orb; sphere; the earth
【醫】 ball; balloon; bulb; bulbi; bulbo-; bulbus; globi; globus; glomera
glomus; orb; sphaer-; sphaero-; sphere; sphero-
專業解析
埃瓦爾德衍射球(Ewald Sphere),在晶體學與X射線衍射領域是一個核心的幾何構造模型,用于直觀描述和理解X射線(或其他波)在晶體中發生衍射的條件。其名稱源于德國物理學家保羅·彼得·埃瓦爾德(Paul Peter Ewald)。
1. 基本定義與幾何模型
- 漢英對照:埃瓦爾德衍射球 / Ewald Sphere
- 核心概念:該模型是一個在倒易空間(Reciprocal Space) 中構建的假想球體。球的半徑等于入射波波矢 (vec{k_0}) 的大小(即 (| vec{k_0} | = 2pi / lambda),其中 (lambda) 是入射波長)。球的球心位于倒易空間原點 (O) 沿入射波矢 (vec{k_0}) 反方向移動 (| vec{k_0} |) 距離的位置。換言之,球心位于點 (-vec{k_0}) 處。
- 衍射條件(布拉格定律的幾何表達):隻有當晶體對應的倒易點陣點(Reciprocal Lattice Point) 恰好落在這個埃瓦爾德球的球面上時,才會發生衍射。此時,衍射波矢 (vec{k}) 的方向由球心指向該倒易點陣點,且滿足 (| vec{k} | = | vec{k_0} |)(彈性散射)。衍射發生的幾何條件可表示為:
[
vec{k} - vec{k0} = vec{g}{hkl}
]
其中 (vec{g}{hkl}) 是倒易點陣矢量,對應于晶面族 ((hkl)),其長度 (| vec{g}{hkl} | = 2pi / d{hkl}),(d{hkl}) 是 ((hkl)) 晶面的面間距。此式是布拉格定律 (2d_{hkl} sintheta = nlambda) 的矢量形式。
2. 物理意義與應用價值
- 可視化衍射:埃瓦爾德球将抽象的衍射條件(布拉格定律)轉化為直觀的幾何圖形(球與點的相交),極大簡化了對衍射現象的理解。
- 判斷衍射可能性:對于給定的入射波長 (lambda)(即固定的球半徑)和晶體取向(決定了倒易點陣在空間中的分布),通過觀察哪些倒易點落在球面上,即可立即判斷哪些晶面族滿足衍射條件。
- 解釋衍射花樣:在單晶衍射實驗中(如勞厄法、旋轉晶體法),觀測到的衍射斑點直接對應于與埃瓦爾德球相交的倒易點陣點。在多晶衍射(德拜-謝樂法)中,衍射環對應于倒易點陣中與球相交的倒易點構成的圓環。
- 指導實驗設計:為了觀測到更多衍射點(倒易點),實驗上可以通過改變波長 (lambda)(改變球半徑,如使用白光連續譜的勞厄法)或旋轉晶體(使倒易點陣相對于固定的球運動,如旋轉晶體法)來實現。
3. 權威參考來源
- 經典教材:埃瓦爾德衍射球是晶體衍射理論的标準内容,在幾乎所有涉及X射線晶體學或材料結構分析的權威教材中均有詳細闡述。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) 的線上教育資源和術語表也對此概念有明确定義。
- 專業機構:國際晶體學聯合會(IUCr)在其出版物和線上資源中廣泛使用并解釋此概念。
網絡擴展解釋
埃瓦爾德衍射球(Ewald sphere)是倒易空間中的一個幾何模型,用于直觀描述晶體衍射條件。以下是其核心要點:
1.基本定義與幾何構建
- 概念:埃瓦爾德球以入射X射線或電子束的波矢方向為球心,半徑為波長的倒數($1/lambda$),在倒易空間中構建一個球面。
- 關鍵點:倒易原點$O^*$位于入射束與球面的交點,若倒易陣點$P$落在球面上,則對應正空間的晶面滿足布拉格衍射條件,産生衍射斑點。
2.衍射條件的判斷
- 布拉格定律的幾何表達:當倒易點陣中的陣點與埃瓦爾德球面相交時,對應晶面滿足$nλ=2dsinθ$,即發生衍射。實驗時需旋轉晶體,使更多倒易點接觸球面以收集數據。
- 電子衍射的特殊性:電子波長極短(約0.002nm),導緻埃瓦爾德球半徑極大,球面近似為平面,因此電子衍射更易滿足衍射條件。
3.實驗方法中的應用
- X射線單晶衍射:通過旋轉晶體擴大倒易點與球面的接觸範圍,提升數據完整性。
- 勞厄法(多色X射線):倒易陣點變為線段,球面與線段的交點形成衍射圓錐,底片記錄為橢圓或雙曲線。
4.與布拉格定律的關系
埃瓦爾德球将布拉格定律轉化為幾何問題,使衍射方向的可視化更直觀。例如,球心到倒易點的向量對應衍射束方向,直接關聯入射角與晶面間距。
埃瓦爾德衍射球是連接倒易空間與實際衍射實驗的核心工具,通過幾何模型簡化了複雜衍射條件的分析,廣泛應用于X射線和電子衍射研究。如需進一步了解實驗細節,可參考中的具體圖解。
分類
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