ГЛАВА 14. К-линии и каналирование

14.1. Линии Косселя

14.1.1. Геометрия линий Косселя

Дифракционные картины от монокристаллов, полученные в сходящемся пучке и представляющие собой наборы линий, наблюдались в рентгеновских лучах, электронных пучках и других излучениях при разнообразных экспериментальных условиях. В дифракционных картинах, которые получены с помощью рентгеновских лучей, излученных внутри монокристалла, образуются линии Косселя. Почти аналогичные линии Кикучи образуются, когда электроны, диффузно и неупруго рассеянные в кристалле, дифрагируют в кристалле. Эти и все другие похожие типы картин, обсуждаемые в данной главе, мы назовем в общем как картины К-линий.

В 1934 г. в первоначальных наблюдениях Косселя и др. [262] и ранее, в 1922 г., в отчасти спорной работе Кларка и Дьюэйна [55] антикатод в рентгеновской трубке был сделан из монокристалла. Характеристические рентгеновские лучи, возбужденные падающим электронным пучком, дифрагировали затем в кристалле, давая картину линий Косселя на фотопластинке. Картину, полученную Фогесом [383] в 1936 г. от монокристалла меди, позднее воспроизвел Джеймс [232]. Аналогичные картины, но с использованием не электронов, а рентгеновских лучей для возбуждения флуоресцентного рентгеновского излучения в кристалле получал Боррман [38]. Во Есех этих случаях картины наблюдали с той же стороны кристалла, на которую падали электроны или рентгеновские лучи, но с тонким кристаллом возможна также геометрия на прохождение.

Геометрию картины с линиями можно понять из рассмотрения дифракции лучей, исходящих из точечного источника в кристалле, как показано на фиг. 14.1. При излучении из точки некоторое направление лучей составит брэгговский угол с определенным набором плоскостей, в результате, помимо прошедшего луча возникнет дифрагированный луч Совокупность Есех направлений в которых интенсивность уменьшается за счет дифракционного процесса, будет представлять собой конус, половина угла раствора которого равна и ось которого перпендикулярна дифракционным плоскостям. Совокупность всех

Фиг. 14.1. Схема, поясняющая образование картин линий Косселя с излучением, возбужденным в точке в кристалле.

дифрагированных пучков образует аналогичный конус направлений с увеличенной интенсивностью и с противоположно направленной осью. Пересечения этих конусов с плоской фотопластинкой или пленкой будут иметь вид эллипсов, парабол или гипербол. Расчет геометрии картин см. в работе [373].

Из фиг. 14.1 видно, что будет также возникать отражение с противоположной стороны атомных плоскостей, давая прошедший луч параллельный и дифрагированный луч параллельный благодаря этому будет существовать тенденция к компенсации избытка или недостатка интенсивности, которые обусловлены дифракцией от плоскостей Действительно, если рентгеновские лучи с равной интенсивностью возбуждаются во всех точках внутри кристалла, то мы видим, что избыток интенсивности, обязанный будет прямо погашаться проходящим излучением от такой точки, как Согласно положениям простой кинематической дифракции или двухволновой динамической трактовки без поглощения, сумма прошедших и дифрагированных пучков в любом направлении будет всегда одна и та же и линии Косселя не будут показывать никакого контраста. Чтобы предсказать что-то похожее на наблюдаемый черно-белый контраст линий, мы должны использовать динамическую теорию с поглощением.