Structure Analysis by Small-Angle X-Ray and Neutron Scattering

پراکندگی با زاویه کوچک پرتوهای ایکس و نوترونها یک روش پراش پر استفاده برای مطالعه ساختار ماده است. این روش پراکندگی الاستیک در شاخه های مختلف علم و فناوری، از جمله فیزیک ماده متراکم، زیست شناسی مولکولی و بیوفیزیک، علم پلیمر و متالورژی استفاده می شود. بسیاری از مطالعات پراکندگی زاویه کوچک برای کاربردهای علمی و عملی محض ارزش دارند. به خوبی شناخته شده است که کلی ترین و آموزنده ترین روش برای بررسی ساختار فضایی ماده بر اساس پدیده پراش موج است. در آزمایش‌های پراش، یک پرتو اولیه تابش بر یک جسم مورد مطالعه تأثیر می‌گذارد و الگوی پراکندگی آنالیز می‌شود. در اصل، این تجزیه و تحلیل به فرد اجازه می دهد تا اطلاعاتی در مورد ساختار یک ماده با وضوح فضایی تعیین شده توسط طول موج تابش به دست آورد. روش های پراش برای مطالعه ماده در همه مقیاس ها از ذرات بنیادی گرفته تا اجسام کلان استفاده می شود. استفاده از پرتوهای ایکس، نوترون ها و پرتوهای الکترونی، با طول موج های حدود 1 A، امکان مطالعه حالت متراکم ماده، جامدات و مایعات را تا حد تفکیک اتمی فراهم می کند. تعیین ساختار اتمی کریستال ها، یعنی آرایش اتم ها در یک سلول واحد، نمونه مهمی از این خط بررسی است.

Small-angle scattering of X rays and neutrons is a widely used diffraction method for studying the structure of matter. This method of elastic scattering is used in various branches of science and technology, includ­ ing condensed matter physics, molecular biology and biophysics, polymer science, and metallurgy. Many small-angle scattering studies are of value for pure science and practical applications. It is well known that the most general and informative method for investigating the spatial structure of matter is based on wave-diffraction phenomena. In diffraction experiments a primary beam of radiation influences a studied object, and the scattering pattern is analyzed. In principle, this analysis allows one to obtain information on the structure of a substance with a spatial resolution determined by the wavelength of the radiation. Diffraction methods are used for studying matter on all scales, from elementary particles to macro-objects. The use of X rays, neutrons, and electron beams, with wavelengths of about 1 A, permits the study of the condensed state of matter, solids and liquids, down to atomic resolution. Determination of the atomic structure of crystals, i.e., the arrangement of atoms in a unit cell, is an important example of this line of investigation.