Questão 11. Sobre a técnica de difração de raios-X, responda:
a) O que são raios- X ?
b) O que é difração de raios- X ?
c) Por que uma estrutura cristalina difrata raios-X?
a) O que são raios- X ?
b) O que é difração de raios- X ?
c) Por que uma estrutura cristalina difrata raios-X?
Passo 1
O enunciado pergunta três coisas sobre difração de raios-X:
- O que são raios-X?
- O que é difração de raios-X?
- Por que uma estrutura cristalina difrata raios-X?
Para responder, vamos usar conceitos de radiação eletromagnética, interferência e estrutura periódica de cristais.
Passo 2
Para explicar o que são raios-X, lembramos que são radiação eletromagnética de alta energia e curta comprimento de onda, ficando entre os raios ultravioleta e as radiações gama. Tipicamente, seus comprimentos de onda variam de
o que é comparável ao espaçamento entre planos atômicos em sólidos.
Passo 3
Difração de raios-X é o fenômeno em que esses raios, ao incidir sobre um material com átomos dispostos de forma periódica, sofrem espalhamento coerente e interferem entre si. Quando a interferência é construtiva em certas direções, observa-se máximos de intensidade conforme descrito pela lei de Bragg:
onde
é a distância entre planos cristalinos,
é o ângulo de incidência/espalhamento,
é o comprimento de onda dos raios-X e
é um inteiro.
Passo 4
Uma estrutura cristalina difrata raios-X porque seus átomos formam redes periódicas de planos cujo espaçamento
é da mesma ordem de grandeza que o comprimento de onda
. Cada átomo age como um centro de espalhamento. As ondas espalhadas por planos diferentes podem se somar construtivamente quando satisfazem a condição de Bragg, gerando picos de difração que revelam a geometria interna do cristal.
Resposta
a) Raios-X são radiação eletromagnética de alta energia e curto comprimento de onda (
a
,m), situada entre o ultravioleta e os raios gama.
b) Difração de raios-X é o espalhamento coerente dessa radiação por um material periódico, com interferência construtiva ocorrendo segundo a lei de Bragg .
c) Um cristal difrata raios-X porque seus planos atômicos têm espaçamentos comparáveis ao comprimento de onda, de modo que as ondas espalhadas por esses planos interferem construtivamente em direções específicas.
b) Difração de raios-X é o espalhamento coerente dessa radiação por um material periódico, com interferência construtiva ocorrendo segundo a lei de Bragg
c) Um cristal difrata raios-X porque seus planos atômicos têm espaçamentos comparáveis ao comprimento de onda, de modo que as ondas espalhadas por esses planos interferem construtivamente em direções específicas.