Главная / Молекулы и клетки / Молекула гемоглобина / Получение дифракционных полос

Получение дифракционных полос

30.05.2010г.

С помощью простого оптического устройства от каждой симметричной пары пятен можно получить ряд дифракционных полос, интенсивность которых пропорциональна квадратному корню из интенсивности пятен.

Такое устройство, сконструированное Брэггом и впоследствии усовершенствованное X. Липсоном и К. Тейлором, состоит из точечного источника монохроматического света, двух плосковыпуклых линз и микроскопа. Пару пятен на рентгенограмме можно представить в виде двух отверстий в черном экране, помещенном между двумя линзами. Если расположить точечный источник света в фокусе одной из линз, то параллельные пучки света, проникающие через два отверстия, будут интерферировать в фокусе второй линзы. Соответствующую интерференционную или дифракционную картину можно наблюдать или фотографировать с помощью микроскопа.

Представьте теперь, что каждую пару симметричных пятен на рентгенограмме по очереди воспроизводят в виде двух отверстий на экране, а затем фотографируют дифракционные полосы.

Каждый ряд полос будет  перпендикулярен линии, соединяющей два отверстия, а расстояние между полосами — обратно пропорционально промежутку между отверстиями. Расположение пар пятен и соответствующих рядов полос будет выглядеть так, как представлено на рисунке ниже, где пятна пронумерованы от центра в направлении двух взаимно перпендикулярных линий, обозначенных h и к.


Изображение атомной структуры

Изображение атомной структуры

Изображение атомной структуры можно получить с помощью особого оптического устройства, дающего ряд дифракционных полос (справа), соответствующих пятнам на рентгенограмме (слева). Каждая пара симметрично расположенных пятен дает специфический ряд полос. Так, пятна с индексами 2,2 и 2,2 дадут полосы в квадрате 2,2. Печатая поочередно каждый ряд полос на одну и ту же фотобумагу, можно получить двумерное изображение атомной структуры кристалла. Однако сначала надо решить проблему фаз (смотрите рисунок ниже).


Проблема фаз

Проблема фаз

Проблема фаз возникает из-за того, что пятна на рентгенограмме ничего не говорят о том, каким образом полосы связаны по фазе с произвольно выбранной исходной точкой. В данном случае приведены четыре одинаковых ряда полос с разными фазами относительно исходной точки в верхнем левом углу. Фаза характеризует расстояние гребня волны от исходной точки (в градусах). Одной длине волны соответствует фаза 360°.



«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка





Читайте далее: