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1、病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第六章第六章 电电 子子 衍衍 射射内容提要：内容提要：引言引言第一节第一节 电子衍射原理电子衍射原理第二节第二节 单晶电子衍射花样的标定单晶电子衍射花样的标定第三节第三节 多晶电子衍射花样的标定多晶电子衍射花样的标定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程引引 言言透射电镜的透射电镜的主要特点主要特点：可进行微观组织形貌与晶：可进行微观组织形貌与晶体结构的同位分析。（体结构的同位分析。（通过怎样的操作实现？通过怎样
2、的操作实现？）1 1、透射电镜中电子衍射的应用、透射电镜中电子衍射的应用主要有以下三个方面：主要有以下三个方面： 物相分析和结构分析；物相分析和结构分析； 确定晶体位向；确定晶体位向； 确定晶体缺陷的结构及其晶体学特征。确定晶体缺陷的结构及其晶体学特征。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2、电子衍射和、电子衍射和X射线衍射的比较射线衍射的比较 共同点：共同点： 原理相似原理相似 二者都是以满足（或基本满足）布二者都是以满足（或基本满足）布拉格方程作为产生衍射的必要条件。拉格方程作为产生衍射的必要条件。 衍射花样在几何特
3、征上也大致相似。衍射花样在几何特征上也大致相似。单晶衍射花样单晶衍射花样由排列得十分整齐的许多斑点所组成；由排列得十分整齐的许多斑点所组成；多晶体的电子衍射花样多晶体的电子衍射花样一系列不同半径的同心圆环；一系列不同半径的同心圆环；非晶体物质的衍射花样非晶体物质的衍射花样只含有一个或只含有一个或两个非常弥散的衍两个非常弥散的衍射环射环。 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程不同之处：不同之处： 电子衍射的布拉格角
4、电子衍射的布拉格角很小，约为很小，约为1 122。电子衍射的衍射线集中在前方；而电子衍射的衍射线集中在前方；而X X射线产生衍射时，其射线产生衍射时，其角最大可接近角最大可接近90 90 。 略微偏离布格条件的电子束也能发生衍射。略微偏离布格条件的电子束也能发生衍射。薄晶体的倒易点被拉长为倒易杆，增加了倒易阵点和爱瓦薄晶体的倒易点被拉长为倒易杆，增加了倒易阵点和爱瓦尔德球相交截的机会，结果使略微偏离布格条件的电子束尔德球相交截的机会，结果使略微偏离布格条件的电子束也能发生衍射。也能发生衍射。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生
5、理过程 电子衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面内电子衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面内爱瓦尔德球半径比倒易矢量大几十倍，可近似认为产生的爱瓦尔德球半径比倒易矢量大几十倍，可近似认为产生的电子衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面内。电子衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面内。这个结果使晶体产生的衍射花样能比较直观地反映晶体内这个结果使晶体产生的衍射花样能比较直观地反映晶体内各晶面的位向，给分析带来不少方便。各晶面的位向，给分析带来不少方便。 电子衍射束的强度较大电子衍射束的强度较大原子对电子的散射能力远高于它对原子对电子的散射能力远高于它对X X射线的散射能力（约射线的散射能力（约高出四个数量级）
6、，故电子衍射束的强度较大，摄取衍射高出四个数量级），故电子衍射束的强度较大，摄取衍射花样时曝光时间仅需数秒钟。花样时曝光时间仅需数秒钟。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第一节第一节 电子衍射原理电子衍射原理一、布拉格方程一、布拉格方程二、晶带定理和零层倒易截面二、晶带定理和零层倒易截面三、偏离矢量与倒易阵点扩展三、偏离矢量与倒易阵点扩展四、电子衍射基本公式四、电子衍射基本公式五、选区衍射五、选区衍射病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程一、布拉格
7、方程一、布拉格方程1 1、电子衍射与电子衍射与X X射线衍射条件结果的比较射线衍射条件结果的比较 电镜的照明光源（即高能电子束）比电镜的照明光源（即高能电子束）比X X射线更射线更容易满足衍射的波长条件容易满足衍射的波长条件。对于给定的晶体样品，只有当入射波长足够短时，才能产对于给定的晶体样品，只有当入射波长足够短时，才能产生衍射，即要求生衍射，即要求 。 电子衍射的衍射角总是非常小（电子衍射的衍射角总是非常小（1 122）。）。通常的透射电镜的加速电压通常的透射电镜的加速电压100100200KV200KV，即电子波的波长，即电子波的波长为为1010-2-21010-3-3nmnm数量级，而
8、常见晶体的晶面间距为数量级，而常见晶体的晶面间距为1 1 10 10- -1 1nmnm数量级，于是数量级，于是病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2、衍射矢量方程和艾瓦尔德图解法衍射矢量方程和艾瓦尔德图解法衍射矢量方程：衍射矢量方程：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、晶带定理和零层倒易截面二、晶带定理和零层倒易截面1、晶带：晶带：在晶体中平行于某一在晶体中平行于某一晶向的若干个晶面属晶向的若干个晶面属于同一晶带，称这个于同一晶带，称这个晶向
9、为晶带轴。晶向为晶带轴。用用uvwuvw表示这一晶带。表示这一晶带。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2 2、晶带定律、晶带定律若晶带轴的方向指数为若晶带轴的方向指数为 uvwuvw ，晶带中某晶面的指，晶带中某晶面的指数为数为( (hklhkl),),则则上式就是晶带定律。上式就是晶带定律。( (hklhkl) )的倒易矢量的倒易矢量g g必定垂必定垂直于直于uvwuvw。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破
10、坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3、由同一晶带中已知的二个晶面的指数计算晶由同一晶带中已知的二个晶面的指数计算晶带轴带轴 uvwuvw:为了方便，一般采用交为了方便，一般采用交叉法求解。叉法求解。如两晶面的指数分别如两晶面的指数分别为（为（h h1 1k k1 1l l1 1）及）及（h h2 2k k2 2l l2 2），），对应的对应的 uvwuvw 为：为：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程4 4、晶带和零层倒易截面、晶带和零层倒易截面正空间的一个晶带所属的晶面族正空间的
11、一个晶带所属的晶面族可以用倒空间的一个平面可以用倒空间的一个平面(uvw)*表示；晶带轴表示；晶带轴uvw的方向即为的方向即为此倒易平面的法线方向。此倒易平面的法线方向。 如果电子束沿晶带轴如果电子束沿晶带轴uvw的反的反向入射时，通过原点的倒易平面向入射时，通过原点的倒易平面只有一个，这个二维平面叫做只有一个，这个二维平面叫做零零层倒易面层倒易面，用，用(uvw)(uvw)* *0 0表示。表示。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程在衍射中，相对于某一特定晶带轴在衍射中，相对于某一特定晶带轴uvw的零层倒易截面的零层倒
12、易截面内各倒易阵点的指数的内各倒易阵点的指数的两个约束条件两个约束条件：、各倒易阵点和晶带轴指数间必须满足晶带定、各倒易阵点和晶带轴指数间必须满足晶带定理。理。 、只有不产生消光的晶面（即、只有不产生消光的晶面（即|F|F|2 200）才能在）才能在零层倒易面上出现倒易阵点。零层倒易面上出现倒易阵点。根据上述条件，可以作出一系列的标准零层倒易截面。根据上述条件，可以作出一系列的标准零层倒易截面。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程也就是说，可以作出入射电子束平行于晶带轴的零层倒易也就是说，可以作出入射电子束平行于晶带轴的
13、零层倒易截面。截面。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程三、偏离矢量与倒易阵点扩展三、偏离矢量与倒易阵点扩展病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程在实际的电子衍射操作时，即使对称在实际的电子衍射操作时，即使对称入射时，仍可使入射时，仍可使g g矢量端点不在厄瓦矢量端点不在厄瓦尔德球面上的晶面产生衍射，得到许尔德球面上的晶面产生衍射，得到许多强度不等但对称分布的规则排列的多强度不等但对称分布的规则排列的许多斑点。许多斑点。说明了入射束与晶面的夹角和精确
14、的说明了入射束与晶面的夹角和精确的布拉格角布拉格角B B 存在某偏差存在某偏差时，衍时，衍射强度变弱但不一定为零，射强度变弱但不一定为零，( (此时衍此时衍射方向的变化并不明显射方向的变化并不明显) )。 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程1、倒易阵点扩展倒倒易易阵阵点点的的扩扩展展：实实际际样样品品晶晶体体的的倒倒易易阵阵点点不不是是一一个个几几何何意意义义上上的的“点点”，而而是是沿沿着着晶晶体体尺寸较小的方向发生扩展。尺寸较小的方向发生扩展。倒倒易易阵阵点点的的扩扩展展量量为为晶晶体体尺尺寸寸较较小小方方向向上上
15、实实际际尺尺寸寸的的倒倒数数的的2 2倍。倍。薄薄片片晶晶体体的的倒倒易易阵阵点点拉拉长长为为倒倒易易“杆杆”；倒易杆总长为；倒易杆总长为2/t2/t病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程电镜中的薄片样品的倒易电镜中的薄片样品的倒易阵点拉长为阵点拉长为“倒易杆倒易杆”，加之电子波长又很小，因加之电子波长又很小，因此在与入射电子束垂直的此在与入射电子束垂直的二维零层倒易面二维零层倒易面(uvw)*0上，上，倒易原点附近较大范围的倒易原点附近较大范围的倒易阵点都可能与厄瓦尔倒易阵点都可能与厄瓦尔德球面接触。德球面接触。反映在电
16、子衍射图上是同反映在电子衍射图上是同时有大量衍射斑点出现。时有大量衍射斑点出现。 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2、偏离矢量在偏离布拉格角在偏离布拉格角maxmax范围内，范围内，倒易杆都可能和倒易杆都可能和反射球面相交而产生衍射。反射球面相交而产生衍射。偏离矢量：偏离矢量：倒易倒易杆中心至倒易杆杆中心至倒易杆与厄瓦尔德球面与厄瓦尔德球面交截点的矢量，交截点的矢量，用用s s表示。表示。s s是一个倒空间的量，量纲为正空间长度的倒数。是一个倒空间的量，量纲为正空间长度的倒数。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程s越大，则实际的半衍射角愈越大，则实际的半衍射角愈偏离精确布拉格角（即偏离精确布拉格角（即 越越大大 ）精确符合布喇格条件时，精确符合布喇格条件时，=0， s也等于零；也等于零；越大，越大， s越大，衍射强度越大，衍射强度越小；越小；当当 max时，不发生衍时，不发生衍射。射。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相
