Rachinger-korrigering

Vid röntgendiffraktion är Rachinger- korrigeringen en metod för att redogöra för effekten av en oönskad K-alfa 2 - topp i energispektrat. Idealiskt görs diffraktionsmätningar med röntgenstrålar av en enda våglängd. I praktiken genereras röntgenstrålarna för en mätning vanligtvis i ett röntgenrör från en metalls K-alfa-linje . Denna generation skapar röntgenstrålar vid en mängd olika våglängder, men de flesta icke-K-alfa-röntgenstrålar kan blockeras från att nå provet av filter. Men K-alfa-linjen är faktiskt två röntgenlinjer nära varandra: den starkare K-alfa 1-toppen och den svagare K-alfa 2-toppen. Jämfört med annan strålning som Bremsstrahlung är K-alfa två-toppen svårare att filtrera mekaniskt. Rachinger-korrigeringen är en rekursiv metod som föreslås av William Albert Rachinger (1927) för att eliminera den störande ${\displaystyle K_{\alpha _{2}}}-$ toppen.

Orsaken till den dubbla toppen

För diffraktionsexperiment med röntgenstrålning används vanligtvis strålning med $K_{\alpha }$ våglängd för anodmaterialet. Detta är dock en dubblett, så i verkligheten två lite olika våglängder. Enligt diffraktionsförhållandena för Laue- eller Bragg-ekvationen genererar båda våglängderna var och en ett intensitetsmaximum. Dessa maxima ligger mycket nära varandra, med deras avstånd beroende på diffraktionsvinkeln $2\theta$ . För större vinklar är avståndet för intensitetsmaxima större.

Procedur

Grunderna

Våglängderna för $K_{\alpha _{1}}$ och $K_{\alpha _{2}}$ strålning är också kända för att öka sin energi genom förhållandet:

$E=h{\frac {c_{0}}{\lambda }}$

Från detta kan vinkelavståndet bestämmas för varje diffraktionsvinkel $\Delta \theta$ bestämma de två Kα-topparna.

Vidare är det känt hur intensiteterna för $K_{\alpha _{1}}$ och $K_{\alpha _{2}}$ beter sig i diffraktionsmönstret. Detta förhållande bestäms kvantmekaniskt och gäller för alla anodmaterial:

$r={\frac {I_{\alpha _{2}}}{I_{\alpha _{1}}}}=0.5$

Beräkning

Den totala intensiteten är:

$I(\theta )=I_{1}(\theta )+I_{2}(\theta )$ ,

där $I_{1}(\theta )$ är intensiteten för den rena ${\displaystyle K_{\alpha _{1}}}-$ toppen och $I_{2}(\theta )$ intensiteten för den rena $\alpha _{2}$ toppen.

Intensiteten för ${\displaystyle K_{\alpha _{2}}}-$ toppen kan uttryckas som:

$I_{2}(\theta )=r\cdot I_{1}(\theta -\Delta \theta )$ ,

så den totala intensiteten är:

$I(\theta )=I_{1}(\theta )+r\cdot I_{1}(\theta - \Delta \theta )$

Praktiskt genomförande

Diffraktionsbild före och efter Rachinger-korrigering

För att praktiskt utföra Rachinger-korrigeringen börjar man på en stigande kant av en topp. För en viss vinkel $\theta$ intensiteten för diffraktionsbilden $I(\theta )$ tar och med $r$ med $I'(\theta )=r\cdot I(\theta )$ , samtidigt blir vinkelskillnaden te beräknad $\Delta \theta$ . Vid punkten $\theta +\Delta \theta$ kan den sanna intensiteten $I_{1}$ (som, om det inte finns någon $K_{\alpha _ {2}}$ topp) skulle beräknas av: $I_{1}(\theta +\Delta \theta ) =I(\theta +\Delta \theta )-I'(\theta )$ .

Eftersom de uppmätta värdena för röntgendiffraktionsexperiment vanligtvis är tillgängliga som ASCII- tabeller, kan denna procedur upprepas steg för steg tills hela diffraktionsmönstret har körts igenom.

Idag används denna metod knappast längre. På grund av datorernas kraft $K_{\alpha _{2}}$ passas in samtidigt.

Restriktioner

Av det sätt som den korrigerade diffraktionsbilden beräknas, följer att ingen korrigering görs för de små diffraktionsvinklarna. Dessutom är antagandet Rachinger att det är $K_{\alpha _{2}}$ Peak bara en skalad variant av $K_{\alpha _{1}}$ topparna inte korrekt, eftersom linjerna i allmänhet har olika bredd. Därför finns det i verkligheten en avvikelse i form och intensitet. Dessutom förlorar korrigeringen sin giltighet för en icke försumbar bakgrund, eftersom detta i sig orsakar en oönskad korrigering.

Litteratur

•   Rachinger, William Albert (1948). "En korrigering för α1 α2 dubbletten vid mätning av bredder av röntgendiffraktionslinjer". Journal of Scientific Instruments . IOP-publicering. 25 (7): 254–255. doi : 10.1088/0950-7671/25/7/125 . ISSN 0950-7671 .

•   Warren, BE (1969). Röntgendiffraktion . Dover Publikationer. ISBN 0-486-66317-5 .