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Kristallstrukturanalyse

Übungsaufgaben

Arbeitsauftrag : Bragg'sches Gesetz

Nach William Lawrence Bragg wird die Beugung von Röntgenstrahlen an den einzelnen Teilchen in Kristallen interpretiert, um das Gitter desselben zu identifizieren.

Wie lautet die nach ihm benannte Gleichung? Interpretieren Sie die Gleichung und nennen Sie die verwendeten Größen.

Die Röntgenstrahlen treten in die erste Phase des Kristalls ein. Während ein kleiner Teil an der ersten Atom- bzw. Molekülschicht reflektiert wird, dringt der Rest in das Innere des Kristalls und wird an der zweiten, dritten oder n-ten Schicht gebeugt. Die Streuung an den einzelnen Zentren ist verhältnismäßig klein. Sie können sich aber durch Interferenz verstärken, wenn der Gangunterschied (die Wegstrecke 2 d sin α ) ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge ( n λ ) ist. Diese Bedingung für die Beugungsmaxima gilt nur für bestimmte Einfallswinkel ( α ).

nλ = 2 d sin α mit n = 1, 2, 3, ...

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Arbeitsauftrag : Bragg'sches Gesetz

Stellen Sie die Reflexion am Gitter nach Bragg graphisch dar.

Abb.1
Beugung am Gitter nach Bragg
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Aufgabe : Bragg'sches Gesetz

Ein Röntgenstrahl, dessen Wellenlänge λ in etwa den Atomabständen des Kristalls entspricht, trifft auf eine Kristallebene.

Bitte eine Auswahl treffen.

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richtig

falsch

teilweise richtig

Dies ist die richtige Antwort

Der Röntgenstrahl wird von der Ebene reflektiert.

Der Strahl wird nur reflektiert, wenn er ein Atom trifft.

Der Röntgenstrahl reflektiert nicht an der Ebene.

Der Strahl wird nur durchgelassen, wenn er kein Atom trifft.

Der Röntgenstrahl wird von der Ebene reflektiert oder durchgelassen.

Wenn der Strahl ein Atom trifft, wird er reflektiert. Trifft er kein Atom, wird er durchgelassen.

Der Röntgenstrahl wird von der Ebene reflektiert und durchgelassen.

Das kann nicht sein, der Strahl wird entweder durchgelassen oder reflektiert, je nachdem, ob er ein Atom trifft oder nicht.

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Aufgabe : Beugung am Gitter

Werden Röntgenstrahlen an der Elektronenhülle oder am Atomkern des getroffenen Teilchens reflektiert?

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richtig

falsch

teilweise richtig

Dies ist die richtige Antwort

An der Elektronenhülle.

Richtig: Röntgenstrahlen werden an der Elektronenhülle der Atome im Kristall reflektiert.

Am Atomkern.

Falsch: Neutronenstrahlen werden am Atomkern reflektiert.

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Aufgabe : Bragg'sches Gesetz

Das Bragg'sche Gesetz beschreibt

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richtig

falsch

teilweise richtig

Dies ist die richtige Antwort

Die Intensität von einfallenden und reflektierten Lichtwellen.

Ob ein Röntgenstrahl von einer Molekülschicht reflektiert wird.

Mit welchem Winkel Strahlen von Molekülebenen reflektiert werden.

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Aufgabe : Laue-Verfahren

Was lässt sich mit dem Laue-Verfahren besonders gut bestimmen bzw. ist Voraussetzung für das Verfahren?

Ein

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Aufgabe : Das Debye-Scherrer-Verfahren

Weil beim Debye-Scherrer-Verfahren das zu untersuchende Material als vorliegt, wird dieses Verfahren auch genannt.

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