ESFERA DE EWALD E MEDIDAS CRISTALOGRÁFICAS

Última Atualização 28/ 10/ 2003

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O aplicativo permite interação a fim de visualizar o método de obtenção de medidas cristalográficas a partir de difração de raios-x por um cristal representado em uma só dimensão. O registro pode ser obtido de modo fotográfico com uma câmara de precessão de Buerger ou com um detector eletrônico com um difratômetro automático.  O modelo aqui apresentado utiliza a esfera de Ewald e consegue explicar a obtenção do parâmetro recíproco a* da cela unitária. A tabela-1 resume o significado das legendas utilizadas na figura do aplicativo.

Tabela-1 Significado das legendas usadas na figura.
Legenda Significado
I Fonte emissora do raio-x incidente
C Cristal no centro da esfera de Ewald
 a* Eixo cristalográfico referencial do espaço recíproco
(1 0 0) Plano cristalográfico com índices de Miller h = 1,  k = 0 e l = 0
O Origem do sistema de eixos cristalográficos
B Ponto origem no filme, mancha do raio-x vindo direto da fonte I
X'' Mancha do raio-x difratado pelo cristal em C produzida no filme
F Filme fotográfico
grau Rotação em graus após acionar a barra de rolagem
l2 Comprimento de onda do raio-x, tal que CO = 1/l2

O arraste do mouse sobre o quadrado verde da barra de rolagem na figura gira o cristal de um ângulo indicado em grau. Observa-se que o eixo cristalográfico que suporta os pontos (h 0 0) do espaço recíproco também gira, assim como o filme (ou o detector eletrônico), de modo a conservar o paralelismo entre o filme e o eixo cristalográfico.  Para visualizar um esquema do retículo recíproco será preciso clicar no botão L. Um segundo clique no botão L removerá o esquema.
O raio-x, aqui indicado por um traço verde a partir da fonte I, incide sobre o cristal em C. Quando o ponto correspondente ao plano (1 0 0) tangencia a esfera de Ewald, parte do raio-x incidente sobre o cristal é difratado na direção dada por C e (1 0 0) e impressiona o filme fotográfico (ou um detector eletrônico) no ponto X'. Na tabela-2 apresenta-se uma coletânea de grandezas notáveis e seu significado.

Tabela-2 Significado de grandezas notáveis
Grandeza Significado
C O raio da esfera de Ewald = 1/l2
O (1 0 0) parâmetro recíproco a*
C B  distância cristal - filme
X'' B distância BX'' medida no filme

O triângulo C (100) e O é semelhante ao triângulo C B e X''. Logo conclui-se que o valor do parâmetro recíproco da cela unitária pode ser calculado por a* = (X'' B /l2 )/(C B).

Exercício

1) Ao clicar sobre o botão l2  diminui-se o comprimento de onda do raio-x para o valor l1. Qual o efeito causado pela diminuição do comprimento de onda da radiação de raio-x sobre o fator de ampliação do método de difração para medir distâncias?

2) Qual seria o comprimento de onda mais conveniente para medir parâmetro de cela  unitária de uma macromolécula, l1 ou l2?

3) Qual o comprimento de onda que é capaz de registrar maior número de raios difratados no filme F, l1 ou l2?

Tabela de temas
 
Apresentação