【原】窥一“斑”而知全“豹”——X射线衍射法

封面图：水晶晶簇

   人们最早对于晶体的认识是宏观的，即依据晶体的宏观形状（宏观对称性）将晶体分类，例如下面这个胆矾晶体：

      现在我们将它归为三斜晶系，因为它几乎没有任何对称元素。

    光的衍射效应最早是由Francesco Grimaldi于1665年发现，他用diffraction这个词来描述光的这种偏折效应，这个词源于拉丁语词汇diffringere，意为“成为碎片”，即波原来的传播方向被“打碎”、弯散至不同的方向。而要想了解晶体的微观结构，就要借助光来观测。但是，由于可见光的波长太长，因此只能采用X射线对晶体进行观测。下面这个图片是现代的X射线衍射仪：

     老式的仪器可以更清楚的看到其内部结构：

    X射线衍射仪的核心部分由一个发射源，样品台和接收器构成，其中接收器可以在半圆上绕样品台转动，收集各个方向的X射线强度，输入计算机，获得强度-角度图。例如下面这个是一种半导体的X射线衍射图：

通过晶体的X射线衍射图样，可以得到晶体的空间群甚至分子的结构。