Đang tải... (xem toàn văn)
1.LUẬN ĐIỂM KHOA HỌC XÂY DỰNG PHỔ NHIỄU XẠ RƠNGHEN 2. GIẢI THÍCH KẾT QUẢ KHI XÁC ĐỊNH PHỔ NHIỄU XẠ RƠNGHEN CỦA MUỐI ĂN VÀ TINH BỘTTầm quan trọng của tia Rơnghen và phổ Rơnghen.Phổ Rơnghen để xác định Cấu trúc phân tử vật chấtXác định thành phần khoáng vật trong ngành địa chấtNguyên liệu trong luyện kim, gốm, sứ, thủy tinh………..
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT KHOA DẦU KHÍ LỚP LỌC HÓA DẦU A- K56 Nhóm Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực 1.Nguyễn Thị Thịnh 2.Đặng Thị Xoa 3.Triệu Thị Việt Anh TS: Tống Thị Thanh Hương ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.LUẬN ĐIỂM KHOA HỌC XÂY DỰNG PHỔ NHIỄU XẠ RƠNGHEN GIẢI THÍCH KẾT QUẢ KHI XÁC ĐỊNH PHỔ NHIỄU XẠ RƠNGHEN CỦA MUỐI ĂN VÀ TINH BỘT PHỔ NHIỄU XẠ RƠNGHEN MỞ ĐẦU NỘI DUNG KẾT LUẬN MỞ ĐẦU Tầm quan trọng tia Rơnghen phổ Rơnghen Trong công nghiệp: tia X dùng để dò lỗ hỏng khuyết tật sản phẩm đúc MỞ ĐẦU Trong y học: dùng để chiếu điện, chụp điện, chữa bệnh ung thư nông (gần da) MỞ ĐẦU Trong đời sống: kiểm tra hành lý hành khách máy bay… MỞ ĐẦU Phổ Rơnghen để xác định - Cấu trúc phân tử vật chất - Xác định thành phần khoáng vật ngành địa chất - Nguyên liệu luyện kim, gốm, sứ, thủy tinh……… Lát mỏng thạch học đá móng Granite Tổng quan tia Rơnghen Chữ Chữ NỘI DUNG Phổ nhiễu xạ Rơnghen Chữ Chữ Câu hỏi thảo luận Chữ NỘI DUNG Tổng quan tia Rơnghen 1.1 Khái niệm - Là dạng sóng điện từ Wilhem Conrad Roentgen - Có bước sóng khoảng 0,01÷ 1nm tương ứng với dãy tần số 30 PHz÷ 30 Ehz - Năng lượng 120 eV ÷ 120 keV 1.2 Phân loại - Tia X cứng có bước sóng từ 0.01 ÷ 0.1nm có tính đâm xuyên mạnh - Tia X mềm có bước sóng từ 0.1 ÷ 1.0 nm có tính đâm xuyên yếu 10 Phổ nhiễu xạ Rơnghen 2.2 Nhiễu xạ tia Rơnghen - Nhiễu xạ tia X tượng chùm tia X nhiễu xạ mặt tinh thể chất rắn tính tuần hoàn cấu trúc tinh thể tạo nên cực đại cực tiểu nhiễu xạ • Chiếu lên tinh thể chùm tia Rơnghen, nút mạng trở thành tâm nhiễu xạ mạng tinh thể đóng vai trò cách tử nhiễu xạ • Các sóng tán xạ từ nguyên tử giao thoa với nhau, sóng pha xuất giao thoa tăng cường, lệch pha 180 độ giao thoa triệt tiêu 15 2.Phổ nhiễu xạ Rơnghen 2.3 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen • Mạng tinh thể cấu tạo từ nguyên tử hay ion, phân bố cách đặn không gian theo quy luật xác định • Mạng tinh thể đóng vai trò cách tử nhiễu xạ đặc biệt có chùm tia X chiếu tới • Tia tới đến mặt phẳng nguyên tử phản xạ nút mạng • Những tia phản xạ nút mạng mặt phẳng có pha quang trình chúng • Những tia phản xạ nút mạng mặt phẳng khác có pha khác • Hiệu quang trình giưa tia phản xạ mặt phẳng khác cho thông số cấu trúc chất Phân tích cấu trúc mạng tinh thể 16 2.Phổ nhiễu xạ Rơnghen 2.4 Phương trình Vulf-Bragg - Khi chiếu tia X vào vật rắn tinh thể xuất tia nhiễu xạ với cường độ hướng khác Các hướng bị khống chế bước sóng xạ tới chất mẫu tinh thể - Định luật Vulf – Bragg đưa năm 1913 thể mối quan hệ bước sóng tia X khoảng cách mặt phẳng nguyên tử - Theo lý thuyết cấu tạo tinh thể, nguyên tử hay ion phân bố cách trật tự đặn không gian theo quy luật xác định Khoảng cách nguyên tử (ion) khoảng vài Å 17 2.Phổ nhiễu xạ Rơnghen - Khi chùm tia X đập vào tinh thể xuất tia nhiễu xạ với cường độ hướng khác - Định luật Bragg giả thiết mặt phẳng nguyên tử phản xạ sóng tới độc lập phản xạ gương d: khoảng cách hai mp nguyên tử song song λ : bước sóng chùm tia chiếu tới θ : góc chùm tia tới mặt phẳng phản xạ n: bậc phản xạ 18 Phổ nhiễu xạ Rơnghen - Điều kiện nhiễu xạ hiệu quang lộ số nguyên lần bước sóng Phương trình bragg có dạng: nλ = 2d.sinθ Phương trình biểu thị mối quan hệ góc tia nhiễu xạ θ bước sóng tia tới, khoảng cách mặt phẳng nguyên tử định luật Bragg không thỏa mãn không xảy tượng giao thoa - Khi n > phản xạ coi phản xạ bậc cao phương trình Bragg viết sau: λ = 2(d /n)sinθ 19 Phổ nhiễu xạ Rơnghen - Định luật Bragg điều kiện cần chưa đủ cho nhiễu xạ tia X, nhiễu xạ chắn xảy với ô đơn vị có nguyên tử ô góc mạng, nguyên tử không góc ô mạng mà vị trí khác chúng hoạt động tâm tán xạ phụ lệch pha với góc Bragg => kết số tia nhiễu xạ theo phương trình phải có mặt 20 Câu hỏi thảo luận Xác định phổ nhiễu xạ rơnghen hai mẫu muối ăn tinh bột Kết nhận được? Giải thích? Phổ nhiễu xạ Rơnghen xác định mẫu muối ăn không xác định mẫu tinh bột 21 3.Câu hỏi thảo luận 3.1 Muối ăn (NaCl) Muối ăn(NaCl) có cấu trúc mạng tinh thể với nút mạng ion Na+, Cl- tạo thành lớp mạng Các nút mạng cách khoảng cách xác định không gian chiều Cấu trúc mạng tinh thể muối ăn 22 Câu hỏi thảo luận Khi chùm tia Rơnghen (tia X) tới bề mặt tinh thể vào bên mạng tinh thể mạng lưới đóng vai trò cách tử nhiễu xạ đặc biệt Các nguyên tử, ion bị kích thích chùm tia X trở thành tâm phát tia phản xạ Nếu tia X chiếu đập vào lớp mạng ta thu hiệu quang trình Do hiệu quang trình giống nhau, thu mặt phẳng phản xạ phổ XRD 0 Phổ XRD NaCl: với catot Cu, góc quét 2θ từ đến 90 23 Câu hỏi thảo luận 3.2 Tinh bột Tinh bột có cấu trúc vô định hình nên kết nhiễu xạ tia X góc lớn không cho thông tin cấu trúc vật liệu 24 3.Câu hỏi thảo luận Do tinh bột cấu trúc tinh thể (không có nút mạng) nên chiếu tia X vào lớp mạng mặt phẳng phản xạ không thu phổ XRD đầy đủ, xác Phổ XRD tinh bột biến tính 25 Câu hỏi thảo luận Khi tinh bột biến tính ta thu phổ XRD đầy đủ, xác Phổ XRD tinh bột biến tính axit 26 Câu hỏi thảo luận - Khi có proton H + tác động vào cấu trúc tinh bột, làm thay đổi cấu trúc vô định hình tinh bột - Chúng giúp tạo liên kết phần nhỏ số phân tử tinh bột với để tạo thành số mạng cấu trúc tinh thể nhỏ số phân tử tinh bột với =>> Xuất mạng cấu trúc tinh thể nên thu phổ XRD 27 KẾT LUẬN Đã tìm luận điểm khoa học để xây dựng phổ nhiễu xạ Rơnghen: từ định luật Vulf-Bragg dựa vào cấu trúc mạng tinh thể phân tử vật chất Đã giải thích xuất phổ nhiễu xạ Rơnghen với mẫu Muối ăn tinh bột.=> Kết luận tìm thấy xự xuất phổ nhiễu xạ Rơnghen mẫu muối ăn 28 “XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM 1” [...]... các góc Bragg nào đó => kết quả là mất đi một số tia nhiễu xạ theo phương trình phải có mặt 20 3 Câu hỏi thảo luận Xác định phổ nhiễu xạ rơnghen của hai mẫu muối ăn và tinh bột Kết quả nào sẽ nhận được? Giải thích? Phổ nhiễu xạ Rơnghen xác định được của mẫu muối ăn nhưng không xác định được của mẫu tinh bột 21 3.Câu hỏi thảo luận 3.1 Muối ăn (NaCl) Muối ăn( NaCl) có cấu trúc mạng tinh thể với nút mạng... cấu trúc tinh thể nhỏ giữa một số phân tử tinh bột với nhau =>> Xuất hiện mạng cấu trúc tinh thể nên có thể thu được phổ XRD 27 KẾT LUẬN 1 Đã tìm được những luận điểm khoa học cơ bản để xây dựng phổ nhiễu xạ Rơnghen: từ định luật Vulf-Bragg và dựa vào cấu trúc mạng tinh thể của phân tử vật chất 2 Đã giải thích được sự xuất hiện của phổ nhiễu xạ Rơnghen với 2 mẫu Muối ăn và tinh bột. => Kết luận được... đầy đủ, chính xác Phổ XRD của tinh bột không có biến tính 25 3 Câu hỏi thảo luận Khi tinh bột biến tính thì ta có thể thu được phổ XRD đầy đủ, chính xác Phổ XRD của tinh bột biến tính bằng axit 26 3 Câu hỏi thảo luận - Khi có các proton H + tác động vào cấu trúc của tinh bột, sẽ làm thay đổi cấu trúc vô định hình của tinh bột - Chúng giúp tạo liên kết một phần nhỏ giữa một số phân tử tinh bột với nhau... chồng chất của 2 hoặc nhiều sóng tán xạ tạo thành sóng tổng hợp • Nhiễu xạ (Diffraction): là sự giao thoa tăng cường của nhiều sóng tán xạ 14 2 Phổ nhiễu xạ Rơnghen 2.2 Nhiễu xạ tia Rơnghen - Nhiễu xạ tia X là hiện tượng các chùm tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thể của chất rắn do tính tuần hoàn của cấu trúc tinh thể tạo nên các cực đại và cực tiểu nhiễu xạ • Chiếu lên tinh thể một chùm tia Rơnghen, ... phản xạ và phổ XRD 0 0 Phổ XRD của NaCl: với catot là Cu, góc quét 2θ từ 0 đến 90 23 3 Câu hỏi thảo luận 3.2 Tinh bột Tinh bột có cấu trúc vô định hình nên kết quả nhiễu xạ tia X ở góc lớn không cho thông tin về cấu trúc vật liệu 24 3.Câu hỏi thảo luận Do tinh bột không có cấu trúc tinh thể (không có nút mạng) nên khi chiếu tia X vào các lớp mạng sẽ không có mặt phẳng phản xạ và không thu được phổ XRD... khỏe 13 NỘI DUNG 2 Phổ nhiễu xạ Rơnghen 2.1 Khái niệm nhiễu xạ - Nhiễu xạ là đặc tính chung của các sóng bị thay đổi khi tương tác với vật chất - Là sự giao thoa tăng cường của nhiều hơn một sóng tán xạ Quá trình hấp thụ và tái phát bức xạ electron còn gọi là tán xạ Để mô tả hiện tượng nhiễu xạ người ta đưa ra 3 thuật ngữ sau : • Tán xạ (Scattering): là quá trình hấp thụ và tái bức xạ thứ cấp theo các... thông số cấu trúc của chất Phân tích cấu trúc mạng tinh thể 16 2 .Phổ nhiễu xạ Rơnghen 2.4 Phương trình Vulf-Bragg - Khi chiếu tia X vào vật rắn tinh thể thì xuất hiện các tia nhiễu xạ với cường độ và hướng khác nhau Các hướng này bị khống chế bởi bước sóng của bức xạ tới và bởi bản chất của mẫu tinh thể - Định luật Vulf – Bragg được đưa ra năm 1913 thể hiện mối quan hệ giữa bước sóng tia X và khoảng cách... tâm nhiễu xạ và mạng tinh thể đóng vai trò như cách tử nhiễu xạ • Các sóng tán xạ từ mỗi nguyên tử sẽ giao thoa với nhau, nếu các sóng cùng pha thì xuất hiện giao thoa tăng cường, nếu lệch pha 180 độ thì giao thoa triệt tiêu 15 2 .Phổ nhiễu xạ Rơnghen 2.3 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen • Mạng tinh thể cấu tạo từ những nguyên tử hay ion, phân bố một cách đều đặn trong không gian theo một quy luật xác định. .. cách nhau những khoảng cách xác định trong không gian 3 chiều Cấu trúc mạng tinh thể muối ăn 22 3 Câu hỏi thảo luận Khi chùm tia Rơnghen (tia X) tới bề mặt tinh thể và đi vào bên trong mạng tinh thể thì mạng lưới này đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ đặc biệt Các nguyên tử, ion bị kích thích bởi chùm tia X sẽ trở thành các tâm phát ra các tia phản xạ Nếu tia X chiếu đập vào trên cùng 1 lớp mạng... về cấu tạo tinh thể, những nguyên tử hay ion phân bố một cách trật tự đều đặn trong không gian theo một quy luật xác định Khoảng cách giữa các nguyên tử (ion) khoảng vài Å 17 2 .Phổ nhiễu xạ Rơnghen - Khi chùm tia X đập vào tinh thể thì xuất hiện các tia nhiễu xạ với cường độ và các hướng khác nhau - Định luật Bragg giả thiết rằng mỗi mặt phẳng nguyên tử phản xạ sóng tới độc lập như phản xạ gương d: ... góc quét 2θ từ đến 90 23 Câu hỏi thảo luận 3.2 Tinh bột Tinh bột có cấu trúc vô định hình nên kết nhiễu xạ tia X góc lớn không cho thông tin cấu trúc vật liệu 24 3 .Câu hỏi thảo luận Do tinh bột... đầy đủ, xác Phổ XRD tinh bột biến tính 25 Câu hỏi thảo luận Khi tinh bột biến tính ta thu phổ XRD đầy đủ, xác Phổ XRD tinh bột biến tính axit 26 Câu hỏi thảo luận - Khi có proton H + tác động... trí khác chúng hoạt động tâm tán xạ phụ lệch pha với góc Bragg => kết số tia nhiễu xạ theo phương trình phải có mặt 20 Câu hỏi thảo luận Xác định phổ nhiễu xạ rơnghen hai mẫu muối ăn tinh bột