💎 Bragg-Beugung — Röntgenkristallstruktur

Über diese Simulation

Wenn Röntgenstrahlen auf einen Kristall treffen, werden sie von den Elektronen in den Atomen gestreut. Bei den meisten Winkeln löschen sich die gestreuten Wellen durch destruktive Interferenz aus. Bei speziellen, durch das Braggsche Gesetz (nλ = 2d·sin θ) beschriebenen Winkeln sind Wellen, die von aufeinanderfolgenden parallelen Ebenen gestreut werden, phasengleich und interferieren konstruktiv, was Beugungspeaks erzeugt. William Lawrence Bragg leitete diese Bedingung 1913 her und erhielt zusammen mit seinem Vater William Henry Bragg 1915 den Nobelpreis für Physik.

Jede Schar von Kristallebenen, identifiziert durch Miller-Indizes (hkl), hat einen charakteristischen d-Abstand. Für ein kubisches Gitter gilt d = a/√(h²+k²+l²), wobei a der Gitterparameter ist. Die vollständige Menge der Beugungspeaks — ihre Winkel und Intensitäten — bildet ein Beugungsmuster, das für die Kristallstruktur einzigartig ist. Der Vergleich eines gemessenen Musters mit einer Datenbank identifiziert unbekannte Materialien.

Diese Simulation zeigt einen 2D-Querschnitt eines Kristallgitters mit einem Röntgenstrahl im aktuellen 2θ-Winkel und veranschaulicht die Weglängengeometrie, die dem Braggschen Gesetz zugrunde liegt. Das Beugungsmuster-Panel zeigt die Intensität gegen 2θ für alle erlaubten Reflexionen der gewählten Kristallstruktur. FCC- und BCC-Gitter haben Auswahlregeln, die bestimmte Peaks verbieten (systematische Auslöschungen).

Häufig gestellte Fragen