область рентгеновского структурного анализа (См. Рентгеновский структурный анализ), посвященная изучению строения молекул, находящихся в конденсированных состояниях (кристаллы, аморфные вещества и молекулярные жидкости). При исследовании молекул газов и паров получают их рентгенограммы, на которых наблюдаются одно или несколько размытых диффузных колец; такие рентгенограммы позволяют в ряде случаев определять межатомные расстояния в молекуле.

метод изучения структуры вещества, основанный на рассеянии ускоренных электронов исследуемым образцом. Применяется для изучения атомной структуры кристаллов, аморфных тел и жидкостей, молекул в газах и парах. Физическая основа Э. - дифракция электронов (см. Дифракция частиц); при прохождении через вещество электроны, обладающие волновыми свойствами (см. Корпускулярно-волновой дуализм), взаимодействуют с атомами, в результате чего образуются отдельные дифрагированные пучки. Интенсивности и пространственное распределение этих пучков находятся в строгом соответствии с атомной структурой образца, размерами и ориентацией отдельных кристалликов и другими структурными параметрами. Рассеяние электронов в веществе определяется электростатическим потенциалом атомов, максимумы которого в кристалле отвечают положениям атомных ядер.

Электронографические исследования проводятся в специальных приборах - Электронографах и электронных микроскопах (См. Электронный микроскоп); в условиях вакуума в них электроны ускоряются электрическим полем, фокусируются в узкий светосильный пучок, а образующиеся после прохождения через образец пучки либо фотографируются (электронограммы), либо регистрируются фотоэлектрическим устройством. В зависимости от величины электрического напряжения, ускоряющего электроны, различают дифракцию быстрых электронов (напряжение от 30-50 кэв до 1000 кэв и более) и дифракцию медленных электронов (напряжение от нескольких в до сотен в).

Э. принадлежит к дифракционным структурным методам (наряду с рентгеновским структурным анализом (См. Рентгеновский структурный анализ) и нейтронографией (См. Нейтронография)) и обладает рядом особенностей. Благодаря несравнимо более сильному взаимодействию электронов с веществом, а также возможности создания светосильного пучка в электронографе, экспозиция для получения электронограмм обычно составляет около секунды, что позволяет исследовать структурные превращения, кристаллизацию и т. д. С другой стороны, сильное взаимодействие электронов с веществом ограничивает допустимую толщину просвечиваемых образцов десятыми долями мкм (при напряжении 1000-2000 кэв максимальная толщина несколько мкм).

Э. позволила изучать атомные структуры огромного числа веществ, существующих лишь в мелкокристаллическом состоянии. Она обладает также преимуществом перед рентгеновским структурным анализом в определении положения лёгких атомов в присутствии тяжёлых (методам нейтронографии доступны такие исследования, но лишь для кристаллов значительно больших размеров, чем для исследуемых в Э.).

Вид получаемых электронограмм зависит от характера исследуемых объектов. Электронограммы от плёнок, состоящих из кристалликов с достаточно точной взаимной ориентацией или тонких монокристаллических пластинок, образованы точками или пятнами (рефлексами) с правильным взаимным расположением. При частичной ориентации кристалликов в плёнках по определённому закону (текстуры (См. Текстура)) получаются отражения в виде дуг (рис. 1). Электронограммы от образцов, состоящих из беспорядочно расположенных кристалликов, образованы аналогично дебаеграммам равномерно зачернёнными окружностями, а при съёмке на движущуюся фотопластинку (кинематическая съёмка) - параллельными линиями. Перечисленные типы электронограмм получаются в результате упругого, преимущественно однократного, рассеяния (без обмена энергией с кристаллом). При многократном неупругом рассеянии возникают вторичные дифракционные картины от дифрагированных пучков (рис. 2). Подобные электронограммы называются кикучи-электронограммами (по имени получившего их впервые японского физика). Электронограммы от молекул газа содержат небольшое число диффузных ореолов.

В основе определения элементарной ячейки кристаллической структуры и её симметрии лежит измерение расположения рефлексов на электронограммах. Межплоскостное расстояние d в кристалле определяется из соотношения:

d = Lλ/r,

где L - расстояние от рассеивающего образца до фотопластинки, λ - дебройлевская длина волны электрона, определяемая его энергией, r - расстояние от рефлекса до центрального пятна, создаваемого нерассеянными электронами. Методы расчёта атомной структуры кристаллов в Э. аналогичны применяемым в рентгеновском структурном анализе (изменяются лишь некоторые коэффициенты). Измерение интенсивностей рефлексов позволяет определить структурные амплитуды |Φ_hkl|. Распределение электростатического потенциала φ(x, у, z) кристалла представляется в виде ряда Фурье:

(h, k, l - Миллеровские индексы, Ω - объём элементарной ячейки). Максимальные значения φ(x, у, z) соответствуют положениям атомов внутри элементарной ячейки кристалла (рис. 3). Таким образом, расчёт значений φ(x, у, z), который обычно осуществляется ЭВМ, позволяет установить координаты х, у, z атомов, расстояния между ними и т. п.

Методами Э. были определены многие неизвестные атомные структуры, уточнены и дополнены рентгеноструктурные данные для большого числа веществ, в том числе множество цепных и циклических углеводородов, в которых впервые были локализованы атомы водорода, молекулы нитрилов переходных металлов (Fe, Cr, Ni, W), обширный класс окислов ниобия, ванадия и тантала с локализацией атомов N и О соответственно, а также 2- и 3-компонентных полупроводниковых соединений, глинистых минералов и слоистых структур. При помощи Э. можно также изучать строение дефектных структур. В комплексе с электронной микроскопией Э. позволяет изучать степень совершенства структуры тонких кристаллических плёнок, используемых в различных областях современной техники. Для процессов эпитаксии существенным является контроль степени совершенства поверхности подложки до нанесения плёнок, который выполняется с помощью кикучи-электронограмм: даже незначительные нарушения её структуры приводят к размытию кикучи-линий.

На электронограммах, получаемых от газов, нет чётких рефлексов (т. к. объект не обладает строго периодической структурой) и их интерпретация осуществляется др. методами.

Интенсивность каждой точки этих электронограмм определяется как молекулой в целом, так и входящими в неё атомами. Для структурных исследований важна молекулярная составляющая, атомную же составляющую рассматривают как фон и измеряют отношение молекулярной интенсивности к общей интенсивности в каждой точке электронограммы. Эти данные позволяют определять структуры молекул с числом атомов до 10-20, а также характер их тепловых колебаний в широком интервале температур. Таким путём изучено строение многих органических молекул, структуры молекул галогенидов, окислов и других соединений. Аналогичным методом проводят анализ атомной структуры ближнего порядка (см. Дальний порядок и ближний порядок) в аморфных телах, стеклах и жидкостях.

При использовании медленных электронов их дифракция сопровождается эффектом Оже и другими явлениями, возникающими вследствие сильного взаимодействия медленных электронов с атомами. Недостаточное развитие теории и сложность эксперимента затрудняют однозначную интерпретацию дифракционных картин. Применение этого метода целесообразно в сочетании с масс- и Оже-спектроскопией для исследования атомной структуры адсорбированных слоев, например газов, и поверхностей кристаллов на глубину нескольких атомных слоев (на 10-30 Å). Эти исследования позволяют изучать явления адсорбции, самые начальные стадии кристаллизации и т. д.

Лит.: Пинскер З. Г., Дифракция электронов, М. - Л., 1949; Вайнштейн Б. К., Структурная электронография, М., 1956; Звягин Б. Б., Электронография и структурная кристаллография глинистых минералов, М., 1964.

З. Г. Пинскер.

Рис. 3. Электрический потенциал молекулы дикетопиперазина в кристаллической структуре, полученный путём трёхмерного Фурье-синтеза; а и б - оси симметрии молекулы, непрерывной линией показаны эквипотенциальные поверхности, сгущение линий соответствует положениям атомов.

Рис. 1. Электронограмма, полученная от текстуры.

Рис. 2. Кикучи-электронограмма, полученная методом "на отражение" (симметрично расположены тёмные и светлые кикучи-линии).

фотографический снимок при помощи рентгеновских лучей.

РАДИОГР'АФИЯ, радиографии, мн. нет, ·жен. (от слова радио и ·греч. grapho - пишу) (неол. спец.). Фотографирование сквозь непрозрачные предметы с помощью лучей Рентгена.

см. Рентгенограмма.

метод исследования различных объектов (изделий, минералов и др.), использующий воздействие излучения радиоактивного изотопа на фотослой. В Р. применяются внешние источники ионизирующего излучения (См. Ионизирующие излучения) - специально выпускаемые промышленностью радиоактивные изотопы, помещенные в закрытые металлические ампулы; в авторадиографии (См. Авторадиография) (основной разновидности Р.) - внутренние: радиоактивный изотоп вводится в исследуемый объект.

Если с помощью фотоматериала регистрируется ионизирующее излучение, которым просвечивается какой-либо объект, то по фотографическому изображению можно судить о наличии в нём областей с большей или меньшей плотностью, т.к. ионизирующее излучение, проходящее через бездефектные области изделия и области, имеющие скрытые дефекты, ослабляется неравномерно. При этом образуется фотографическое (теневое) изображение скрытых дефектов, по которому устанавливают их форму и размеры. На этом основано применение Р. в качестве "неразрушающего" метода контроля литых, сварных, паяных, кованых и др. изделий и материалов - метод радиоизотопной дефектоскопии. Для целей Р. используются главным образом рентгеновские плёнки. В авторадиографии применяются разнообразные фотоматериалы, в том числе ядерные фотографические эмульсии (См. Ядерная фотографическая эмульсия), которые позволяют регистрировать не только суммарный эффект воздействия на фотослой потока ионизирующих частиц (в виде некоторого его почернения), но и воздействие каждой отдельной частицы (в виде цепочки проявленных зёрен, образующих след, или трек, частицы в фотослое). Количество излучения измеряют с помощью характеристической кривой, установленной для данного типа фотоэмульсии и излучения; при этом оптическая плотность фотоматериала измеряется с помощью Фотометров, в том числе Денситометров и Микрофотометров. Картину распределения оптической плотности получают при сканировании фотографического изображения относительно измерительной щели фотометра. Участкам объекта с большим содержанием радиоактивных атомов соответствуют участки фотографического изображения с большим почернением; на этом основано радиографическое изучение распределения радиоактивного изотопа в твёрдом объекте.

Распределение радиоактивных атомов в микрообъектах (клетки растений и животных, зёрна металлов и др.) изучают с помощью микроскопа по распределению треков частиц или отдельных проявленных зёрен фотоэмульсии. Точность определения местонахождения изотопов в исследуемых объектах зависит от вида излучения, его энергии, толщины образца, толщины фотослоя, расстояния между образцом и фотоэмульсией и от некоторых др. факторов. Кроме того, различные варианты Р., в зависимости от целей исследования, применяются, например, для регистрации отдельных частиц, измерения количества радиоактивных атомов в отдельных участках объекта, регистрации доз ионизирующего излучения (см. Дозиметрия).

Лит.: Радиография, [пер. с англ.], М., 1952; Коробков В. И., Метод макроавторадиографии, М., 1967; Брук Б. И., Авторадиографическое исследование металлов, применяемых в судостроении, Л., 1966; Роджерс Э., Авторадиография, пер. с англ., М., 1972. См. также лит. при статьях Авторадиография и Дефектоскопия.

В. И. Коробков.