X 光繞射與結構解析

單色輻射(monochromatic radiation)

單色的意思是「一種顏色」。一般白光是各種顏色的混合;雷射筆則近乎一種純色。X 光也有顏色——顏色就是波長——而繞射唯有在光束接近一種純 X 光顏色時才會乾淨俐落。如果許多波長同時打在晶體上,每一個都在略為不同的角度滿足布拉格定律,銳利的峰就會塗抹成一片糊。

起點是 X 光管的原始輸出,也就是白色輻射:寬廣的制動輻射連續譜加上銳利的特徵譜線。要把它變成單色,你得剪掉除了強 K-alpha 以外的一切。常見兩招。一片薄金屬箔濾片(對銅是鎳)之所以被選用,是因為它的吸收邊剛好落在 K-alpha 能量之上、K-beta 能量之下,於是吞掉 K-beta 卻放行 K-alpha。更好的做法是晶體單光儀:用一顆好的單晶擺在 K-alpha 的精確布拉格角,於是只有那個波長被繞射進光束,其餘全被丟棄。

粉末法與大多數單晶法都假設輻射是單色的,好讓每一個晶面間距 d 恰好給出一個可量的角度。(相反的選擇——刻意使用白色輻射——是勞厄法:固定不動的單晶為每個斑點各自挑選波長。)一個誠實的但書:即使經過濾片的實驗室光束也並非完美單色——它仍帶著 K-alpha-1/K-alpha-2 雙線,所以真正的單一波長工作,需要一台只挑出 K-alpha-1 的單光儀。

對銅靶而言,一片薄鎳箔濾片能把 K-beta 線削到 K-alpha 的百分之幾,留下的光束在實務上就是約 1.5418 埃的 Cu K-alpha。

鎳濾片利用它的吸收邊恰好落在 Cu K-alpha 與 K-beta 之間這個巧合。

單色與白色(多色)輻射相反。別指望經濾片的實驗室光束完美純淨——殘留的 K-alpha-2 線會把高角度的峰分裂成雙峰。

又稱
monochromatic X-rayssingle-wavelength radiation單色 X 光單一波長輻射