Comprender la difracción de rayos X de Braggs y por qué la luz se trata como un solo "rayo/línea"

No estoy familiarizado con la óptica. Así que mi conocimiento de tratar la luz como líneas simples es casi completamente extraño para mí. Aunque sé algo sobre ondas EM y ecuaciones de Maxwells, entonces puedes responder en ese idioma.

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En la imagen, ¿ambas líneas están destinadas a ser partes de un mismo haz de luz, y estas líneas corresponden a los bordes de dicho haz?

En caso afirmativo, ¿por qué es correcto comprender solo el comportamiento de los bordes de la viga?

Supuestamente, la diferencia de ruta puede generar una interferencia constructiva, pero no veo cómo esto puede ser correcto si ambas líneas no aterrizan en el mismo punto del detector. -- Esta es una gran confusión para mí.

Finalmente, los rayos de luz no son de diámetros tan pequeños. Son mucho más grandes. ¿Cómo se amplía esta vista del espectrómetro de rayos X de Braggs? ¿Este evento (el de la imagen) está sucediendo a gran escala, por lo que contamos la misma historia para cada uno de esos eventos?

¿No es importante que el rayo(2) pueda chocar con un plano que no está inmediatamente debajo del primer plano? ¿Este tipo de cosas introducen errores?

Gracias.

Respuestas (2)

¿Están ambas líneas destinadas a ser partes de un mismo haz de luz, y estas líneas corresponden a los bordes de dicho haz?

No, ambas líneas pretenden ser representativas de diferentes caminos posibles para la luz, que realmente se extienden a través de un área grande, y están separadas con fines ilustrativos.

Supuestamente, la diferencia de ruta puede generar una interferencia constructiva, pero no veo cómo esto puede ser correcto si ambas líneas no aterrizan en el mismo punto del detector.

Imagine que el "Rayo 1" en la figura se movió un poco. Luego, podría ver que los vectores de luz salientes del Rayo 1 y el Rayo 2 se dirigirían al mismo punto en el detector y podrían interferir. Lo que realmente sucede es que, efectivamente, muchos rayos golpean toda la superficie, lo que corresponde de manera similar a los eventos de dispersión fuera del siguiente plano de átomos (que también ocurren principalmente de forma continua).

¿Este evento (el de la imagen) está sucediendo a gran escala, por lo que contamos la misma historia para cada uno de esos eventos?

Bien. Imagínese arrastrando la imagen completa, haciendo muchas copias de esos eventos.

¿No es importante que el rayo(2) pueda chocar con un plano que no está inmediatamente debajo del primer plano? ¿Este tipo de cosas introducen errores?

Si el Rayo 2 tiene una diferencia de media longitud de onda, entonces un Rayo 3 hipotético tendría una diferencia de longitud de onda completa y no interferiría, y un Rayo 4 hipotético tendría nuevamente la mitad de la longitud de onda, etc. Es importante que se produzca mucha dispersión, porque le permite sondear la estructura cristalina de otras maneras; después de todo, la mayoría de los materiales reales no son tan simples.

Los dos primeros reflejos de la muestra desconocida están ausentes debido a un error de montaje de la muestra. La relación entre la tercera y la cuarta reflexión es del 68%, ¿cuál es la estructura cristalina de la muestra? Si el ángulo de difracción (2 theta) de la tercera reflexión es de 54 grados (A-1,79 Å), calcule el parámetro de red de la muestra.