题目
X射线衍射时,首先出现的衍射峰必定是( )的晶面。? 间距小高指数低指数间距大
X射线衍射时,首先出现的衍射峰必定是( )的晶面。? 间距小高指数低指数间距大
题目解答
答案
低指数
解析
考查要点:本题主要考查X射线衍射中布拉格定律的应用,以及晶面指数与晶面间距的关系。
解题核心思路:
- 布拉格定律($n\lambda = 2d \sin\theta$)表明,衍射峰的出现与晶面间距$d$和衍射角$\theta$有关。
- 晶面指数与间距的关系:低指数晶面的$d$值较大,高指数晶面的$d$值较小。
- 衍射峰出现顺序:在相同的入射角$\theta$下,$d$较大的晶面更容易满足布拉格条件,因此低指数晶面的衍射峰先出现。
关键分析步骤
布拉格定律的物理意义
根据公式$n\lambda = 2d \sin\theta$,当入射角$\theta$逐渐增大时,$\sin\theta$增大。对于固定的$\lambda$和$n$,晶面间距$d$越大,所需的$\theta$越小即可满足条件。因此,d值较大的晶面会优先出现衍射峰。
晶面指数与间距的关系
晶面间距公式(如立方系)为:
$d_{hkl} = \frac{a}{\sqrt{h^2 + k^2 + l^2}}$
可见,低指数晶面(如$h^2 + k^2 + l^2$较小)的$d$值较大,而高指数晶面的$d$值较小。
结论推导
由于低指数晶面的$d$值较大,它们在较小的$\theta$下即可满足布拉格条件,因此第一个出现的衍射峰对应低指数晶面。