Способ измерения динамических смещений атомов кристаллических твердых телах Советский патент 1977 года по МПК G01N23/00 G01T3/00 

различных температурах и отдельно для ра личных частот колебаний атомов. Это достигается тем, что в известном способе измерения динамических смещений атомов в кристаллических твердых телах, включающем измерение спектра когерентно рассеянных медленных нейтронов твердым телом, согласно изобретению, нейтроны, неупруго когерентно рассеянные твердым телом, регистрируют спектрометром по времени пролета при различных температурах, углах рассеяния и энергиях падающих нейт ронов, а по щирине когерентныхтшков определяют величину динамических смещений атомов по формуле: (-аи,/ ,.. Л -К -С038 2К ( - оугде и - динамическое смещение атома из положения равновесия, см; , q -разрешение спектрометра по энергии (выраженное в долях единицы); Jl- постоянная Планка, эрг/ сек./ m -масса нейтрона, г; -положение крьшьев когерентного пика на щкале энергии, aprj Kg-модуль волнского вектора падающих нейтронов, см , В-угол, под которым измеряется спект рассеянных нейтронов, град. Сущность изобретения заключается в то что ширина когерентных пиков на спектрах энергии при неупругом когерентном рассеянии медленных нейтронов непосредственно определяется величиной динамических сме-щений атомов твердого тела. При изменении температуры изменяется щирина когерентных пиков, что поаЬоляет определять температурную зависимость величины смещений атомов. При кэменеюш энергии падающих нейтронов и угла рассеяния когерентные пики на спектрах смещаются по энергетической щкале, что позволяет и мерять частотную зависимость динамически смещений атомов кристаллического твердог тела. Принципиальным отличием предложенного способа измерения динамических смещений атомов кристаллических твердых тел от из вестного является использование неупругого рассеяния, что дает возможность прямого определения величины динамичеоких смещени атомов и их частотной и температурной зависимости. Энергетические спектры рассеянных ней ронов измеряются с помощью спектрометров по времени пролета. В полученных спектрах наблюдаются пики, которые обусловлены коге рентными эффектами рассеяния. По энергетической щирине таких пиков можно определять величину динамических смещений атомов в твердых телах, если использовать приведенную выше . Для проверки способа измерения динамических смещений атомов кристаллических твердых тел был измерен энергетический спектр медленных нейтронов,неупруго когерентно рассеянных на поликристаллическом об -железе при комнатной температуре. Измерения вьшолнены на спектрометре по времени пролета. На полученном в эксперименте энергетическом спектре в области передач энергии 6,45-13,2 мэВ наблюдается когерентный пик. Используя формулу определения динамических смещений и значения S 6,45, 5-2 13,2 мэВ была определена валичи- на динамических смещений атомов железа при температуре ЗОО° К. Она оказалась равной О,168 А. Измерения для железа при комнатной температуре известными ранее способами дают величину корня квадратного из среднеквадратичных дина1 нческих смещений атомов, равную 0,115 А. Отличие в значении данных величин вызвано тем, что динамические смещения атомов, определяемые описьшаемым способом, есть максимально динамические смещения атомов при данной температуре и частоте колебаний в интервале J 1,56 - 3,197 1О сек . Таким образом измерения ширины и положения когерентных пиков на спектрах неупруго когерентно рассеянных медленных нейтрсьнов кристаллическими твердыми телами могут использоваться для получения информации о динамических смещениях атомов из положения равновесия и их частотной и температурной зависимости. Предложенный способ определения значений динамических смещений в ряде случаев может дополнить существующие способы. Формула изобретения Способ измерения динамических смещений атомов в кристаллических твердых телах, основанный на измерении спектра когерентно рассеянных медленных нейтронов твердым телом, отличающийся тем, что, с целью прямого определения величины динамических смещений атомов и их частотной и температурной зависимости, нейтроны, неупруго когерентно рассеянные твердым телом, регистрируют спектрометром по времени юсролета при различных температурах, углах рассея ния и энергиях падающих нейтронов, а по ш рине когерентных пиков определяют величину смещений атомов по формуле: -s( + K COSB+2K -, I mcj , g -2K-J . д- s. г „ . ( f,a -аКо где и -динамическое смещение атома из положения равновесия, см; ,Q,-pa3pemeHHe спектрометра по энергии (выраженное в долях единицы); И - постоянная Планка, эрг/ сек.; ni - масса нейтронов, г , . и положение крыльев когерентного пика на шкале энергии, эрг; Ко - модуль волнового вектора падаюцщх нейтронов, см ; в- угол, под которым измеряется спектр рассеянных нейтронов, град. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Рентгенография в физическом исследовании. Под редакцией Ю. А. Богарецкого, М., 1961, с. 25. 2.Дж. Бекон Дифракция нейтронов , М., Ил. 1957, с. 63. 3.Р. Джеймс Оптические принципы дифракции рентгеновских лучей , М., 1950,с.42 (прототип).