Diffrakció (elhajlás, akadályba ütközés miatt)

Átírás

1 Röntgensugárzás Röntgeniffrakció Röntgen krisztaográfia.5.. Röntgensugárzás étrejötte kiök!ött eektron M L becsapóó eektronok K Eektromágneses sugárzás (f=6 9Hz, E=eV kev (.9*-7-4J), λ<- -8m)!.-keV: ágy; -kev: kemény Eektronátmenetek áta kivátott sugárzás (!?) ionizáó sugárzás Wihem Conra Röntgen, német fizikus 895 November 8 X-ray (ismereten sugárzás) 9 Fizikai Nobe-íj eektronátmenetek áta kivátott sugárzás gamma sugárzás: atommag áta kibocsátott sugárzás Röntgensugárzás keetkezése karakterisztikus röntgensugárzás vonaas spektrum (anó anyagátó függ) Chares Gover Barka - Fizikai Nobe íj 97 a karakterisztikus rtg sugárzás fefeezéséért Barka fevetette, hogy a rtg sugárzás eektromágneses huám Karakterisztikus rtg sugárzás (iszkrét energia átmenetek) Közei köcsönhatás (közepes energia) ütközés az atommagga (maximáis energia) fékezési röntgensugárzás ( Bremsstrahung ) foyamatos spektrum Távoi köcsönhatás (aacsony energia) Interferencia huámok taákozásakor feép! fizikai jeenség két küönböz! forrású, koherens huám taákozása (fázisküönbségük áanó) konstruktív és estruktív interferencia Diffrakció s = + = sin + sin = (sin + sin ) (ehajás) s = = (sin + sin ) = sin = sin (sin + sin ) =!! = sin = sin

2 A beépés szöge Diffrakció (ehajás, akaáyba ütközés miatt) Diffrakciós rács Bejöv! fény Ehajott fény a) b) (sin + sin ) = A iffrakciós szög () sin Diffrakciós szög egyenesen arányos a huámhossza (λ) forítottan arányos a rácsáanóva () sin Az eemi rések közötti távoság (rácsáanó) beta (egree) (nm) apha= egree amba=5nm beta (egree) apha= egree amba=nm (nm) apha= egree amba=5nm beta (egree) (nm) apha= egree amba=5nm beta (egree) apha=5 egree amba=5nm apha= egree amba=5nm Diffrakció étrejöttének fetéteei: λ és megfee! aránya! megfee! hasznáata! (nm)

3 Max von Laue (879-96) Nobe-íjas (94) német fizikus. Röntgen sugárzás eektormágneses huám vagy részecske? Ha huám iffrakció! Optikai rácssa nem sikerüt. A röntgen huámhossza kisebb mint az akamazott rácsáanó!? Kristáyrács akamazásának ötete. Két iákja Water Frierich és Pau Kipping megcsinája a kíséretet (réz-szufát i. cinkszufi). következtetések a röntgesugárzás huám természet" a kristáyok rácsszerkezet"ek röntgensugárzás huámhosszának meghatározása Röntgeniffrakció szerkezeti vizsgáatok (p. 953 James Watson és Francis Crick meghatározza a DNS szerkezetét) Kristáyszerkezet fetárása Wiiam Henry Bragg és fia Wiiam Lawrence Bragg kiogozza a kristáyszerkezet rtg-sugárzássa vaó vizsgáatának aapjait. 95 fizikai Nobe íj Bragg egyenet Konstruktív interferencia étrejöttének fetéteei a kristáyró szóróó rtg-sugárzás esetén. Miyen szög" röntgensugarat térít e egjobban a kristáy, ha a röntgensugár huámhosszát és a kristáyatomok távoságát ismerjük? sin Θ = : a rács síkjai közötti távoság Θ: a bees! sugárzás és a szóró feüet közötti szög m: egész szám λ: huámhossz Laue-egyenetek sin Θ = γ = cosγ = cosγ = cosγ = cosγ γ γ s = = cos γ cos γ = (cos γ cos γ )! s = = (cosγ ) (cosγ ) =! γ 3

4 cos Laue-egyenetek a (cos cos ) = hλ b (cos cos ) = kλ c (cosγ ) = λ + cos + cos γ = Röntgeniffrakció Anyagok szerkezetének vizsgáatára akamas mószer. Az anyag épít! eemeinek (atomok) renezetten, perioikusan ke eheyezkenie, hogy a iffrakciós mintázat étrejöjjön. Aapja a rtg-sugár anyagon történ! szóróása, ehajása interferencia spektrum (intenzitás profi) rtg huámhossza (Å) ~ atomi méretek Fehérjék vizsgáata Fehérjék kristáyosítása. Kristáyosítási körümények megváasztása (só, puffer, precipitáó ágens). Kristáy hasznáatának e!nye: nagyszámú azonos erenez!és" gócpontot tartamaz a szórás feer!söik bizonyos irányokban. Intenzitás és fázis aatokbó szerkezet kikövetkeztethet!. Fagyasztás foyékony nitrogénben. Röntgeniffrakciós kép fevétee. Rtg-sugárzás szóróik az atomok körüi eektronfeh!n. Diffrakciós mintázat étrejön (fontos pontok heye és intenzitása). A fázis megvátozására vonatkozó aatok hiányoznak! Moekuák nehéz atomokka történ! jeöése. Diffrakciós mintázat megvátozik. A fémion heyzetéb! a fázisetoóás meghatározható. Újabb röntgeniffrakciós kép fevétee. Eremények matematikai kiértékeése (Fourier transzformáció). Moe étrehozása. Vége! 4

5 Atomer mikroszkóp Ger Binnig, Heinrich Rohrer, Christoph Gerber és Emun Weibe -986 Pásztázó mikroszkópos mószer Aapja: az anyag feszíne és vaami mérhet fizikai paraméter közötti kapcsoat A feszíni omborzat fetérképezése, eképezése. atomi méret febontóképesség nm rezgésmentesítés fontos pásztázás piezzoeektromos hatás (forított) Taszítóer a t csúcsa és a vizsgát anyag eektronfeh je között. A t anyaga kemény sziíciumkristáy. Átmér je nm-es nagyságren. Statikus v. kontakt hasznáat. irekt kapcsoat a feszín és a t között. a feszín és a t között feép er áanó értéken tartása. Dinamikus v. nem kontakt hasznáat. nincs irekt kapcsoat a feszín és a t között (rezegtetés). Vége! Jung SH, Park D, Park JH, Kim YM, Ha KS. Moecuar imaging of membrane proteins an microfiaments using atomic force microscopy. Exp Mo Me. Sep 3;4(9):