Большая Советская Энциклопедия (ДЕ)

Деба'я — Ше'ррера метод, метод исследования структуры мелкокристаллических материалов с помощью дифракции рентгеновских лучей (метод поликристалла). Назван по имени П. Дебая и немецкого физика П. Шеррера, предложивших этот метод в 1916. Узкий параллельный пучок монохроматических рентгеновских лучей, падая на поликристаллический образец и отражаясь от кристалликов, из которых он состоит, даёт ряд коаксиальных, т. е. имеющих одну общую ось, дифракционных конусов (рис. 1). Осью конусов служит направление первичного пучка рентгеновских лучей. Вершины их лежат внутри исследуемого объекта, а углы раствора определяются согласно Брэгга — Вульфа условию: nl = 2dsin q (здесь n — целое положительное число, l — длина волны рентгеновских лучей, d — расстояние между параллельными плоскостями узлов пространственной решётки кристалла, q — угол между отражающей плоскостью и падающим лучом). Угол раствора конуса равен учетверённому углу отражения q . Интенсивность и положение дифракционных конусов фиксируются на фотоплёнке или одним из ионизационных методов (рис. 2). При попадании дифрагирующих лучей на фотоплёнку они оставляют след в виде ряда дифракционных линий, форма которых зависит от геометрии рентгеносъёмки: взаимного расположения образца, фотоплёнки и падающего пучка рентгеновских лучей. В некоторых камерах для съёмки рентгенограмм с поликристаллов фотоплёнка располагается по поверхности цилиндра, ось которого перпендикулярна падающему пучку рентгеновских лучей, а образец помещается на оси цилиндра. Схематическое расположение приборов при этом виде съёмки показано на рис. 3, а рентгенограмма (т. н. дебаеграмма), получаемая таким способом, приведена на рис. 4.

  В других камерах плоская плёнка помещается перпендикулярно к падающему пучку рентгеновских лучей, так что луч, не испытывающий при прохождении через образец дифракции, попадает в центр плёнки. При таком способе съёмки фиксируется полное дебаевское кольцо, т. е. кривая пересечения дифракционного конуса с фотоплёнкой. Дебаеграммы такого вида обычно применяются для определения текстуры (преимущественной ориентировки кристаллитов).

  Измерение углов раствора дифракционных конусов позволяет определить по условию Брэгга — Вульфа межплоскостные расстояния d. В некоторых случаях этих данных, в совокупности с измерением интенсивности лучей в каждом дифракционном конусе, достаточно для полного определения структуры кристаллической решётки.

  Д. — Ш. м. особенно важен для решения различных технических задач; например, он позволяет исследовать структурные изменения. возникающие при различных обработках металлов и сплавов. В случае исследования пластически деформированных кристаллов этот метод позволяет определять наличие текстуры в образце, при термообработке — следить за фазовыми превращениями; Д. — Ш. м. также широко применяется в минералогии и химии для идентификации различных минералов и химических соединений.

  Лит. см. при ст. Рентгеновский структурный анализ.

  В. И. Иверонова.

Рис. 2. Рентгенограмма графита, полученная по методу Дебая — Шеррера с помощью ионизационного спектрографа; использовалось монохроматическое К_a-излучение меди (длина волны l = 1,54 ). Цифрами обозначены кристаллографические индексы плоскостей отражения.

Рис. 4. Дебаеграммы алюминия (а и б), полученные соответственно на K_a- и K_b-излучении меди.

Рис. 3. Схема съемки рентгенограммы по методу Дебая — Шеррера: 1 — рентгеновская трубка; 2 — пучок монохроматического рентгеновского излучения; 3 — диафрагма (щель); 4 — кристалл; 5 — фотоплёнка; 6 — рентгенограмма; О — след, оставляемый лучами, проходящими кристалл насквозь.

Рис. 1. Образование коаксиальных дифракционных конусов: 1 — кристалл; 2 — падающее на кристалл монохроматическое рентгеновское излучение; 3 — дифрагирующие лучи; 4^J и 4^J' — углы раствора дифракционных конусов.

Дебая температура

Деба'я температу'ра, физическая константа вещества, характеризующая многие свойства твёрдых тел — теплоёмкость, электропроводность, теплопроводность, уширение линий рентгеновских спектров, упругие свойства и т. п. Введена впервые П. Дебаем в его теории теплоёмкости. Д. т. определяется формулой:

Q_D = hv_D /k,

где k — Больцмана постоянная, h — Планка постоянная, v_D — максимальная частота колебаний атомов твёрдого тела. Д. т. приближённо указывает температурную границу, ниже которой начинают сказываться квантовые эффекты. При температурах Т>>Q_D теплоёмкость кристалла, состоящего из атомов одного сорта, при постоянном объёме C_V = 6 кал (°Сxмоль)^-1 в соответствии с законом Дюлонга и Пти. При T<_D теплоёмкость пропорциональна (T/ Q_D)³(закон T³ Дебая).

  Типичные значения Д. т. в К для некоторых веществ приведены в табл.