X 射线 / 中子衍射模拟¶

X 射线 / 中子衍射模拟计算单晶的 X 射线和中子衍射图样。它是衍射模拟器的主要模式之一。

本页列出当你选择 Wave Length = X-ray（或 Neutron）时在右侧出现的每一项设置。绘制、保存等窗口级操作请参见概览页。

GUI 条件: Wave Length = X-ray / Neutron · Incident beam = Parallel / Precession (X-ray) / Back-Laue · Intensity calculation = Only excitation error / Kinematical

概览¶

X 射线的波长比电子长（Cu Kα: 0.15406 nm = 1.5406 Å），因此埃瓦尔德球的曲率更大。结果同时满足衍射条件的倒易点阵点数量比电子少。由于原子散射能力较小且多重散射较弱，运动学衍射理论对衍射强度即可给出足够的精度（动力学计算仅支持电子）。

Wave Length¶

选择 X-ray 作为辐射源。X 射线可以用两种方式指定: 特征 X 射线和同步辐射。

特征 X 射线¶

选择一个元素和一个跃迁即可确定特征 X 射线的波长。跃迁以 Siegbahn 记号指定（Kα₁ / Kα₂ / Kβ 等）。代表性元素的 Kα₁ 波长:

元素	谱线	波长 (Å)	能量 (keV)
Cu	Kα₁	1.5406	8.048
Mo	Kα₁	0.7107	17.479
Co	Kα₁	1.7890	6.930
Cr	Kα₁	2.2910	5.415

同步辐射¶

将 Element 设为 0: Custom，直接输入能量 (keV) 或波长 (Å)。可以使用任意波长。

入射束模式¶

选择入射束的几何。X 射线有三种模式可用。

Parallel¶

标准平面波。用于 SAED 和单晶 X 射线衍射的平行入射束。

Precession (X-ray) — 进动相机¶

模拟 X 射线进动相机。这是一张捕获倒易点阵单一层面的进动照片。

Back-Laue（背反射劳厄）¶

用白色（多色）X 射线模拟背反射劳厄图样。在这种背反射几何中，探测器放置在辐射源一侧，并关闭 Monochrome。反射几何由 Detector geometry 中的 Tau / Phi 给定（参见 Detector geometry）。

注记: 入射束选项随波长而变化。Precession (electron) 和 Convergence (CBED) 仅在选择电子辐射时出现，而上述 Precession (X-ray) 和 Back-Laue 选项仅在选择 X 射线辐射时出现。对于中子，只有 Parallel 可用。根据截图时的状态，屏幕截图可能未显示 X 射线专用的选项。

强度计算¶

选择用于计算斑点强度的方法。X 射线有两种模式可用。

Only excitation error¶

强度仅由埃瓦尔德球与倒易点阵点之间的几何距离（偏离矢量 \(s_g\)）决定。\(\lvert s_g \rvert\) 越小强度越高，在 Radius 设定的值处达到峰值，当 \(\lvert s_g \rvert\) 超过 Radius 时降为零。结构因子被忽略。

Kinematical & excitation error¶

除偏离矢量外，运动学结构因子 \(\lvert F_{hkl} \rvert^2\) 也被纳入强度。严格遵守消光规则。不包含洛伦兹因子和偏振因子（这是对几何图样的模拟）。

注记: 动力学理论对 X 射线被禁用（仅在选择电子辐射时可用）。

斑点外观¶

控制每个衍射斑点的渲染方式。

Solid sphere / Gaussian : 倒易点阵点的几何模型。Solid sphere 使用半径 R 的球与埃瓦尔德球的截面（圆的面积对应于衍射强度）；Gaussian 使用 σ = R 的三维高斯函数与埃瓦尔德球的截面（二维高斯函数的积分对应于衍射强度）。
Opacity : 斑点的透明度（0 = 透明，1 = 不透明）。
Radius (R) : 倒易点阵点的半径。渲染出的斑点尺寸由 Appearance 和 Intensity calculation 的组合决定。
Brightness : 仅在 Gaussian 模式下有效。设定所渲染高斯函数的积分强度。
Color scale : 在 Gray scale 和 Cold-warm 两种颜色映射之间选择。
Log scale : 以对数刻度显示强度。
Spot color : 当颜色刻度不适用时的默认斑点颜色。
Use crystal color : 勾选后，以分配给每个晶体的颜色绘制斑点。

德拜环（多晶）¶

可以显示多晶样品的德拜环。在工具栏上启用 Debye rings（参见 Toolbar）。

Ignore diffraction intensity : 以相同的颜色和强度绘制所有环（用于忽略结构因子的纯几何比较）。
Show index label : 在每个环附近显示 (hkl) 指数。

详细设置位于选项卡菜单的 Debye rings 选项卡。

中子衍射¶

在 Wave Length 控件中选择 Neutron 即可计算中子衍射图样。输入能量 (meV) 或波长 (nm)。入射束只能为 Parallel。强度计算可以是 Only excitation error 或 Kinematical（不提供 Dynamical）。运动学强度使用中子散射长度代替原子散射因子。

X 射线衍射与电子衍射的区别¶

特征	X 射线衍射	电子衍射
波长	长 (0.5–2.5 Å)	短 (0.02–0.04 Å)
埃瓦尔德球曲率	大	小（近乎平坦）
同时反射数	少	多
散射因子	原子散射因子 \(f(s)\)	电子散射因子 \(f_e(s)\)
动力学效应	通常较小	大
消光规则	严格遵守	可能因多重散射而被违反

通用操作¶

相机长度、探测器几何、保存图样、颜色设置等窗口级操作请参见概览页。详细的探测器几何在下面的几何窗口中配置。