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DiffrazioneDaPolveri

< Legge di Bragg e condizione di Laue | Indice | Fattori di forma e di struttura >

Del metodo di Laue, già citato, esistono variazioni in cui si impiegano rivelatori di piccolissima accettanza angolare al posto della pellicola fotografica, per misure di precisione su monocristalli.

Non è necessario però avere un monocristallo di un composto per ricavarne informazioni sulla struttura cristallina. In particolare si può ottenere diffrazione anche da polveri, ossia da un numero elevatissimo di cristallini orientati casualmente.

Nel metodo di Debye-Scherrer, così chiamato dal nome degli ideatori, si impiega radiazione monocromatica^[1];la condizione di Bragg implica che ogni famiglia di piani può dare diffrazione solo per un ben preciso valore di {$\theta$}, pari a {$\sin^{-1}(\lambda/2d)$}.

Fig. 20 Metodo di Debye-Scherrer: a) Condizione di Laue per un grano; la figura può essere ruotata attorno a {$\mbox{\it\bf k}$} per generare il cono dei fasci {$\mbox{\it\bf k}^\prime$} diffratti da tutti i cristalliti che soddisfano la condizione nella polvere. b) I coni possono essere rivelati con una lastra - o una matrice di rivelatori - nel piano {$\pi_1$}, o con un singolo rivelatore che si muove nel piano {$\pi_2$}.

Nelle polveri contribuiranno allora solo quei grani orientati in modo che il fascio incida su di essi ad un angolo {$\theta$}; la figura 20 a, che mostra la direzione del fascio diffratto, {$\mbox{\it\bf k}^\prime$}, può essere ruotata attorno alla direzione del fascio incidente, {$\mbox{\it\bf k}$}, per generare altre geometrie permesse: la radiazione diffratta uscirà allora secondo coni con asse parallelo a {$\mbox{\it\bf k}$} (v. figura 20 b) e vi sarà uno di questi coni per ogni famiglia di piani cristallografici, ossia per ogni vettore del reticolo reciproco.

La rivelazione più semplice consite nel mettere una pellicola di fronte al campione, perpendicolare al fascio incidente: i diversi coni di diffrazione proietteranno anelli concentrici su di essa. Per una determinazione quantitativa, i fasci diffratti, uno per famiglia, possono venir intercettati facendo ruotare un rivelatore in un semipiano contenente {$\mbox{\it\bf k}$} (che interseca tutti i coni) e registrandone i conteggi in funzione di {$\theta$}; in alternativa si possono coprire con molti piccoli rivelatori porzioni maggiori di angolo solido e sommare i contributi corrispondenti allo stesso valore di {$\theta$}. Un tipico risultato è mostrato in figura 21.

Fig. 21 Spettro di polveri del KBr con raggi X.

Il metodo delle polveri aprì la strada alla individuazione di un grande numero di strutture di materiali non disponibili come monocristalli, in particolare di metalli. Ancora oggi questo metodo fornisce una caratterizzazione di base, utilizzata a scopo diagnostico nella preparazione dei materiali.

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