高校物理 要点・解法ノート
差がつく

ブラッグ反射

着眼点結晶の格子面で反射したX線どうしの経路差 2d\sin\theta が波長の整数倍のとき強め合う。\theta は格子面とX線のなす角。

2d\sin\theta = n\lambda\quad(n = 1, 2, 3, \dots)
例題
1
格子面の間隔 2.0\times10^{-10}\ \mathrm{m} の結晶で、格子面となす角 30^\circ で1次の反射(n=1)が強く観測された。X線の波長を求めよ。
解答
\lambda = 2\times2.0\times10^{-10}\times\sin30^\circ = 2.0\times10^{-10}\ \mathrm{m}
2
波長 1.0\times10^{-10}\ \mathrm{m} のX線を、格子面の間隔 2.0\times10^{-10}\ \mathrm{m} の結晶に当てる。2次の反射の角度を求めよ。また、何次までの反射が観測できるか(\sin\theta<1 とする)。
解答
\sin\theta = \dfrac{n\lambda}{2d} = \dfrac{n}{4}。n = 2 で \sin\theta = 0.5、\theta = 30^\circ。
\dfrac n4 < 1 より n = 1, 2, 3。3次まで。
注意\theta は格子面からの角で、光の屈折などで使う「法線からの角」ではない。経路差は 2d\sin\theta(\cos ではない)。

「電子と光・原子と原子核」の項目

  1. 電気素量(ミリカンの実験)差がつく
  2. 光子のエネルギーと運動量必須
  3. 光電効果必須
  4. X線の発生(連続X線と固有X線)差がつく
  5. ブラッグ反射差がつく
  6. コンプトン効果差がつく
  7. 物質波(ド・ブロイ波)必須
  8. ボーアの原子模型(水素原子)必須
  9. 原子核の構成と放射性崩壊必須
  10. 放射線の性質と単位必須
  11. 半減期必須
  12. 質量とエネルギーの等価性・質量欠損と結合エネルギー必須
  13. 核反応・核分裂・核融合差がつく
  14. 素粒子と基本的な力不要

高校物理ノートの項目一覧 ・ 着眼点まとめ ・ ノート全体を開く(「理解した」のチェックと進み具合はノートに保存されます)