Page 21 - XXIII_Studencka_Sesja_Plakatowa
P. 21
Wykorzystanie promieniowania X w badaniach materiałów
Streszczenie
2. Rentgenowska spektroskopia
W doświadczeniach wykorzystano promienie rentgenowskie, które są bardzo przydatne w
badaniach małych struktur, ponieważ mają wysoką energię, a co zatem idzie: krótką długość fali. fluorescencyjna (XRF)
Obie właściwości promieni X zostały użyte aby wyznaczyć: (1) odległość między dwoma Zjawisko XRF opiera się na zdolności przejścia
jednakowymi atomami w krysztale NaCl i KCl, czyli stałą sieciową; (2) kluczowe pierwiastki w elektronów z powłok wyższych do niższych, co skutkuje
złotym wisiorku 585 próby i skorupkach jaj. wypromieniowaniem fotonu o energii równej różnicy
energii wiązania elektronu na powłokach (Rys.5). Układ
XRF składa się z lampy rentgenowskiej, filtru, miejsc na
próbniki oraz detektora krzemowego. Lampa
Wydział Fizyki, 1. Rentgenografia strukturalna materiałów Rys.5 Tworzenie się promieniowania rentgenowska generuje promienie rentgenowskie na
Astronomii Charakterystycznego [3]. skutek hamowania elektronów termicznych, które są przyśpieszane w polu
krystalicznych (XRD) elektrycznym, uderzających w anodę oraz generuje promieniowanie
i Informatyki Metoda XRD jest stosowana w badaniach struktury przestrzennej substancji krystalicznych, w tym do charakterystyczne, które powstaje, gdy elektrony w atomach anody
wyznaczania stałych sieciowych kryształów. Długość fali promieni rentgenowskich jest powracają do stanów podstawowych na orbitach wewnętrznych, po tym jak
Stosowanej
Nazywam się Deivid Rumiancev. Pochodzę z Litwy, a do- porównywalna z odległościami międzypłaszczyznowymi kryształów, dlatego przy odbiciu od płaszczyzn może zostały z nich wybite przez rozpędzone elektrony. Następnie wygenerowane
dojść do interferencji. Warunkiem koniecznym dla zajścia interferencji konstruktywnej jest, to że różnica dróg fotony przechodzą przez filtr, celem którego jest zmniejszenie natężenia linii
kładniej z Wilna. optycznych fal odbitych od płaszczyzn musi być równa całkowitej wielokrotności długości fali. Dane zjawisko interferujących oraz natężenia tła i kierowanie na badany materiał.
II Pracownia opisuje prawo Bragga-Wulfa (Rys.1): nλ=2dsinϴ gdzie n liczba całkowita oznaczająca rząd odbicia, ϴ to kąt Fotony wybijają elektrony z powłok elektronowych atomu
Zdecydowałem się na studiowanie w Polsce z kilku badanego ciała i tworzą dziury, które są zapełniane przez przeskakujące
Fizyczna odbicia/padania, d to odległość między płaszczyznami.
powodów. Po pierwsze, w Wilnie ukończyłem liceum im. elektrony z wyższych powłok, przez co następuje tzw. fluorescencja
emisyjna, którą rejestruje detektor. Daną metodą można określić tylko
Adama Mickiewicza (tak, w Wilnie jest spora diaspora Rys.1 Prawo Bragga-Wulfa, gdzie czarne kropki tworzą płaszczyzny, na których ułożone są atomy kryształu.[6] pierwiastki od Na do U.
polska, a co za tym idzie – obecność polskich szkół) co XXIII
oznacza, że znam język polski. Kolejną przyczyną była 1.2 Wyniki XRD
chęć samodzielnego życia i zapoznanie się z nowym Studencka W eksperymencie wykorzystano dyfraktometr Empyrean 2.1 Wyniki XRF
2.1.1 W poniższej tabeli w pierwszej
otoczeniem, miastem, kulturą. Sesja firmy PANalaytical (Rys.3) z goniometrem w geometrii Bragga- kolumnie są podane energie zarejestrowanych
Brentano. Do generowania promieni
rentgenowskich używano lampy
Plakatowa miedzianej. Badano sproszkowaną (polikrystaliczną) próbkę chlorku fotonów, w drugiej kolumnie są wartości tablicowe
sodu NaCl i chlorku potasu KCl. Z otrzymanego dyfraktogramu (Rys.4) przejść [2], których nazwy podane są w trzeciej
kolumnie. W czwartej kolumnie są właściwie
31.05-04.06.2021 znaleziono dokładne wartości refleksów. Każdemu refleksowi odpowiada
jedna rodzina płaszczyzn opisana wskaźnikami Millera hkl. Metoda pierwiastki, które zostały zidentyfikowane w
wskaźnikowania, czyli szukania wskaźników Millera, była oparta o regułę wisiorku (Rys. 6). Widmo energetyczne otrzymane
plakat nr wygaszeń sieci FCC. Do obliczenia stałej sieciowej zastosowano wzór w wyniku pomiaru przedstawia Rys. 7. Z owego
Deivid = ℎ + + . W celu znalezienia dokładnej wartości stałej widma wyznaczono energie przejść.
2
2
2
5
3.5x10
2
2
Rumiancev 19 sieciowej zrobiono wykres od (Rys.4) i dopasowano linię prostą. 3.0x10 5 Rys.6 Zdjęcie wisiorka
linii z osią Y jest szukaną wartością stałej sieciowej.
Przecięcie
Ostatecznie, szukana stała sieciowa dla NaCl i KCl wynosi = Poza złotem Au w skład
5.6406±0.0004 Å, = . ± . Å. 2.5x10 5 wchodzą: srebro Ag, miedź Cu
autor: 2.0x10 5 (dla zwiększenia twardości) i
Zliczenia argonu Ar , który wchodzi w
cynk Zn. Widać jeden pik dla
Deivid Rumiancev
opiekun: 1.5x10 5 skład powietrza oraz sygnał od
rodu Rh, z
którego jest
Wybrałem biofizykę, ponieważ chciałem nauczyć się dr 1.0x10 5 zbudowana lampa
opisywać układy biologiczne metodami fizycznymi. Na Paweł Dąbczyński rentgenowska.
5.0x10 4
wydział WFAiS trafiłem przypadkowo, gdyż w czasie re-
krutacji nie zauważyłem że ów kierunek jest na dwóch Rys. 2 Komórka Rys 3. Sześcian halitu z 0 5 10
elementarna halitu [7] kopalni soli w Wieliczce Rys 3. Urządzenie pomiarowe Empyrean PANalytical Rys 7 Widmo energetyczne wisiorka Energia (keV)
wydziałach. W trakcie studiów nauczyłem się wiele nowe- KCl
go: oprócz przedmiotów wykładanych na kursie biofizy- a NaCl
ki, dowiedziałem się dużo o historii Krakowa i o różnicach
6.3
w załatwianiu spraw w placówkach urzędowych. 10 5
W trybie stacjonarnym byłem aktywnym członkiem Stała sieciowa (Å) KCl
NaCl
Koła Naukowego Biofizyki Molekularnej i Fizyki Medycz-
nej. Dodatkowo, miałem zaszczyt zostać wiceprezesem Zliczenia 10 4
koła i być uczestnikiem kilku wyjazdów integracyjno- 5.6 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
2
cos q
-naukowych. Co więcej, już 3 lata jestem starostą moje-
go rocznika.
10 3
Poza kołem naukowym, na studiach jest dużo cieka- 1.1.2 Kolejna próbka zawierała zmiażdżoną skorupkę jajka przepiórki. Zgodnie z
przewidywaniami skorupka w znacznych ilościach zawiera atomy wapnia Ca. Dodatkowo, łatwo są
wych przedmiotów, a brak ośmiogodzinnego snu i ocze- rozpoznawalnie piki pochodzące od lampy rodowej. Poniżej jest widmo pochodzące od skorupki i
50.61718
76.87775 103.13831 129.39888
kiwanie na kolejne ćwiczenia oraz kolokwia, zawsze Rys. 4 Dyfraktogram proszkowy uzyskany dla chlorku sodu tabelka z danymi.
motywowały mnie do uczęszczania na te różnorodne (NaCl) i chlorku potasu (KCl) wraz z normalizacją. 2q
zajęcia. Tak szerokie spektrum tematyki na kursach
biofizyki, wzmocniło moje zainteresowania w dziedzi- Podsumowanie
nie chorób psychicznych oraz budowie ludzkiego umy-
Powyższe doświadczenia pokazały, że promienie rentgenowskie mają szeroki zakres
słu. W przyszłości mam nadzieję, że uda mi się trafić na
zastosowań: można badać materiały szlachetne jak i minerały typu soli kuchennej. Promienie X
projekt, w którym będą badane zaburzenia psychiczne, mogą pomóc nie tylko w diagnostyce chorób ale również służyć do badania kryształów i 8x10 5
w tym depresja, dyskalkulia czy dysleksja. wyznaczania składu pierwiastkowego materiałów. 7x10 5
Poza studiami zajmuję się malowaniem akwarelą Metodą XRF udało się ustalić obecność podstawowego pierwiastka jubilerskiego złota – Au, 5
jak i dodatki charakterystyczne dla stopu 585 próby takie jak srebro, miedź i cynk. Owa metoda 6x10
(obecnie jestem w trakcie malowania kart tarota), rośli-
również wykazała obecność wapnia Ca w skorupce, którego obecność jest dość przewidywana. 5x10 5
nami doniczkowymi, śpiewaniem, sportem (przeważnie Z uzyskanego dyfraktogramu metodą XRD dla halitu (NaCl) obliczono stałą sieciową,
sztukami walki), grami komputerowymi, geopolityką, która wynosi = 5.6406±0.0004 Å a dla KCl = 6.2939 ± 0.0003 Å. Wartość stałej Zliczenia 4x10 5
klimatem i psychologią. W celu poszerzania wiedzy sieciowej jest zgodna z wartością literaturową jeśli uwzględnić różnice ciśnienia i temperatury 3x10 5
pomiędzy warunkami w trakcie pomiaru oraz z warunkami, w których została wyznaczona
w dziedzinie biofizyki, wszystkie moje zainteresowania
wartość literaturowa = . Å , = 6.2987 Å[1]. 2x10 5
przeszły w jedno – naukę 24/7. Jeden z tematów, któ-
rymi ew. chciałbym się zająć w karierze zawodowej to Literatura: 6. Autorstwa Dipl.-Phys. (JPG-version), Matthias 1x10 5
badanie roślin i w konsekwencji przyczynić się do opra- 1. http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/result.php M. (SVG-version) - /home/matthias/Desktop, Domena
2. https://xdb.lbl.gov/xdb-new.pdf publiczna, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?c Rys 8 Widmo energetyczne 5 10
cowania systemów produkcji pokarmu na kolonizowa- 3. Peter Brouwer, Theory of XRF, 2003 urid=3528588 skorupki jaja przepiórki Energia (keV)
4. https://www.le-comptoir-geologique.com/halite-encyclopedie.html 7. http://vischem.blogspot.com/2011/01/activity-3-1-19-
nych planetach i w przestrzeni kosmicznej. 5. https://opengeology.org/Mineralogy/10-crystal-morphology-and-symmetry/ 11-crystal-structures.html
