[科普中国]-原子散射因子

介绍

原子散射因子 原子散射因子f定义为原子散射波幅与一个电.子散射波幅之比.即它承担原子散射X射线能力是电子散射能力多少倍的物理意义。

原子散射因子与x射线波长、原子种类、衍射方向有关。含电子数量多的原子，其散射x射线能力高，f一值大。原子散射能力或f值将随衍射指标hkl或布拉格衍射角0的升值而显著下降。不考虑反常散射效应时，原子散射因子为实函数。1

原理图中表示原子对X射线的散射. r是原子中某一点P的位矢，qj和qs分别为入射波矢和散射波矢. 由P点的散射波和由原子中心O点的散射波之间的位相差为：

这里积分对整个原子体积进行. 其值与电子的空间分布ρ(r)有关，亦即与原子形状有关，所以原子散射因子也叫形状因子。

散射角为零时，原子散射因子的值等于原子序数，即原子中的电子数.散射角增大，散射因子随之减小。International Tables forX-ray Crystallography Vol Ⅲ(1962)列出了各种原子的散射因子在不同的sinθ/λ时的值。

如果X射线的波长略低于原子的吸收边，则原子对X射线有强烈的吸收并引起反常的相位变化，这种情况下原子散射因子要用复数表示。

温度升高时，原子振动加剧，散射因子减小.通常引入散射因子的温度因子来描写这种变化.如果振动是各向同性的，则温度因子为exp(-Bsinθ/λ)，即f=f0exp(-B·sinθ/λ). 这里f和f0分别表示计及原子振动和不计原子振动时的散射因子，是原子的均方位移.。2