Rayos x

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Determinación de los parámetros de red del Oxido de Estaño por medio de la emisión de rayos X
Fundación Universidad Central
Carol Viviana García, Ángela Rocío Rodríguez
14 de Abril de 2011, Bogotá, Colombia

Abstract- X-ray crystallography is a technique of passing a beam of X rays through a crystal of the substance under study. The beam is positioned in several directions due to thesymmetry of the cluster of atoms, and diffraction, resulting in a pattern of intensities that can be interpreted as the location of atoms in the crystal, using Bragg's law.
In this lab is to determine the lattice parameter of tin oxide through an x-ray generator particle detector or Geige-Muller counter using CPM.
Palabras claves- Parámetro de red, Rayos X, Ley de Bragg, Radiación, Longitud de onda,Angulo de incidencia.

INTRODUCCION

Los rayos X que más interesan en el campo de la Cristalografía de rayos X son aquellos que disponen de una longitud de onda aproximada a 1 Angstrom (fundamentalmente los denominados rayos X "duros") y corresponden a una frecuencia de aproximadamente 3 millones de THz (tera-herzios), debido a que por medio de estos y las leyes de la difracción se puededeterminar la características de estructuras de redes periódicas conocidas como cristales.
Cabe resaltar que el rango de la longitud de onda para los rayos x es de los 10 nm a los 10-2 nm.
En el desarrollo del trabajo experimental se pretende determinar los parámetros de red de la estructura cristalina del oxido de estaño (SnO2), por medio de un cristal expuesto a la emisión de rayos X.

MarcoTeórico

Parámetro de red
El parámetro de red hace referencia a la distancia constante entre las celdas unitarias en una estructura cristalina. Las estructuras o redes en tres dimensiones generalmente tienen tres parámetros de red, a, b y c.

Figura Nº1. Oxido de estaño, Estructura Tetragonal centrada en el cuerpo
Comportamiento de los rayos x
Los rayos X pueden difractarse al atravesar uncristal, o ser dispersados por él, ya que el cristal está formado por redes de átomos regulares que actúan como redes de difracción muy finas. Los diagramas de interferencia resultantes pueden fotografiarse y analizarse para determinar la longitud de onda de los rayos X incidentes o la distancia entre los átomos del cristal, según cuál de ambos datos se desconozca. Los rayos X también puedendifractarse mediante redes de difracción rayadas si su espaciado es aproximadamente igual a la longitud de onda de los rayos X.
Se sabe que los átomos son capaces de dispersar radiación electromagnética por medio de los electrones que los constituyen.
La materia es relativamente transparente a los rayos x en diversos grados, esta característica hace útiles a los rayos X en medicina. Sin embargo Max VonLaue pensó que en los cristales, las filas de átomos se encontraban separados a distancias que correspondían a la longitud de onda de rayos X, por lo que los cristales deberían difractar, rayos x. los experimentos con sulfato de cobre confirmaron esta idea.
Ley de Bragg
La ley de Bragg permite estudiar las direcciones en las que la difracción de rayos X sobre la superficie de un cristal produceinterferencias constructivas, dado que permite predecir los ángulos en los que los rayos X son difractados por un material con estructura atómica periódica (materiales cristalinos).
Cuando los rayos X alcanzan un átomo interaccionan con sus electrones exteriores. Estos re-emiten la radiación electromagnética incidente en diferentes direcciones y con la misma frecuencia (en realidad debido avarios efectos hay pequeños cambios en su frecuencia). Este fenómeno se conoce como dispersión de Rayleigh (o dispersión elástica). Los rayos X remitidos desde átomos cercanos interfieren entre sí constructiva o destructivamente. Este es el fenómeno de la difracción.
La interferencia es constructiva cuando la diferencia de fase entre la radiación emitida por diferentes átomos es proporcional a 2π....
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