खनिज विज्ञान में एक्स-रे विवर्तन

एक्स-रे विवर्तन खनिजों की पहचान करने और बिखरी हुई एक्स-रे के कोणों और तीव्रताओं से उनकी क्रिस्टल संरचनाओं को निर्धारित करने की प्राथमिक विधि है।

Definition

खनिजों की पहचान करने, उनके इकाई-कोशिका आयामों को मापने और उनके परमाणुओं की त्रि-आयामी व्यवस्था को निर्धारित करने के लिए एक्स-रे विवर्तन तकनीकों का अनुप्रयोग।

Scope

यह विषय जालक तलों द्वारा एक्स-रे प्रकीर्णन के भौतिकी, ब्रैग के नियम, एकल-क्रिस्टल और पाउडर विधियों के बीच अंतर, प्रावस्था पहचान के लिए d-अंतराल और संदर्भ डेटाबेस का उपयोग, इकाई-कोशिका शोधन, और विशेष मिट्टी-खनिज विश्लेषण को शामिल करता है। यह क्रिस्टलोग्राफिक सिद्धांत और व्यावहारिक खनिज लक्षण वर्णन के बीच एक सेतु है।

Core questions

• ब्रैग का नियम विवर्तन कोण को अंतरालीय रिक्ति से कैसे संबंधित करता है?
• किसी खनिज की पहचान उसके पाउडर विवर्तन पैटर्न से कैसे की जाती है?
• एकल-क्रिस्टल और पाउडर विवर्तन विश्लेषण में क्या अंतर है?
• विस्तार योग्य मिट्टी खनिजों को ग्लाइकोलेशन और हीटिंग द्वारा कैसे अलग किया जाता है?

Key theories

ब्रैग का नियम

विवर्तन अधिकतम तब होता है जब nlambda 2d sin(theta) के बराबर होता है, इसलिए बिखरी हुई एक्स-रे के कोणों को मापने से अंतरालीय दूरियां प्राप्त होती हैं जो एक खनिज की पहचान करती हैं और उसकी इकाई कोशिका को सीमित करती हैं।

पाउडर विवर्तन फिंगरप्रिंटिंग

प्रत्येक क्रिस्टलीय खनिज d-अंतराल और सापेक्ष तीव्रताओं का एक विशिष्ट सेट उत्पन्न करता है; संदर्भ डेटाबेस के विरुद्ध एक मापा पैटर्न का मिलान महीन-दानेदार मिश्रणों में भी स्पष्ट प्रावस्था पहचान प्रदान करता है।

Clinical relevance

एक्स-रे विवर्तन महीन-दानेदार या अंतर्वर्धित खनिजों की पहचान करने, मिट्टी और अयस्क प्रावस्थाओं का लक्षण वर्णन करने, चट्टानों में खनिज अनुपातों को निर्धारित करने के लिए अपरिहार्य है, और भूविज्ञान, मृदा विज्ञान और सामग्री उद्योगों में एक नियमित विश्लेषणात्मक उपकरण है।

History

वॉन लाउ की 1912 की खोज कि क्रिस्टल एक्स-रे को विवर्तित करते हैं, जिसके तुरंत बाद ब्रैग्स द्वारा परावर्तन नियम का सूत्रीकरण और सरल संरचनाओं का निर्धारण किया गया, जिसने संरचनात्मक खनिज विज्ञान की नींव रखी। 1916-1917 में डेबी, शेरर और हल द्वारा विकसित पाउडर विधि ने नियमित खनिज पहचान को संभव बनाया।

Key figures

• William Lawrence Bragg
• William Henry Bragg
• Max von Laue
• Peter Debye

Seminal works

• bragg1913
• klein2007
• cullity2001

Frequently asked questions

d-अंतराल क्या है?

एक क्रिस्टल में परमाणुओं के आसन्न समानांतर तलों के बीच की लंबवत दूरी; तलों का प्रत्येक सेट एक विवर्तन शिखर देता है जिसकी स्थिति ब्रैग के नियम के माध्यम से इस रिक्ति पर निर्भर करती है।

क्या एक्स-रे विवर्तन अनाकार पदार्थों की पहचान कर सकता है?

सीधे तौर पर नहीं, क्योंकि विवर्तन लंबी दूरी के आवधिक क्रम पर निर्भर करता है; ज्वालामुखी कांच जैसे अनाकार प्रावस्था केवल व्यापक कूबड़ उत्पन्न करते हैं न कि तीखे शिखर।