总结
• 以上所说的核散射和磁散射均属于弹性散射。另 外，考虑到热中子的能量与分子或原子的平均振 动能量相当，所以中子与分子（原子）相互碰撞 时能量可以相互发生交换，由此可引起中子的波 长发生变化，这就是中子的非弹性散射。
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中子散射及其应用
散射原理
• 中子是电中性粒子，它具有波动性。常用的热中 子波长约为10~100nm，相当于金属的原子间距 。 • 中子束通过金属时会被散射。中子散射分为两种 性质：一是弹性散射，即散射前后中子的能量不 会发生变化；二是非弹性散射，即散射时中子的 能量产生损耗或者增大。
核散射
• 中子束通过金属时不受电场的影响，但要受到原 子核的影响，而产生核散射。对多数材料来说， 基本散射体就是原子核。通常中子发生散射的特 性可用散射长度lb表示，lb的量纲为长度，金属的 散射长度约为10-12cm数量级。
磁散射
• 中子具有磁矩，当它与一个具有磁矩的原子相互碰撞时， 由于磁的相互作用也会产生散射，这种散射称为磁散射。 核散射和磁散射同时存在时，两个散射效应可相互叠加。 磁散射取决于被研究金属原子的磁性，即受散射体原子和 离子磁矩大小及方向的影响。 • 对于磁散射，通常也用一个磁散射长度lp表示原子或离子 的散射特性，它的量纲是长度单位。不同金属的磁散射长 度也有明显的差异，例如，铁的lp值是0.6 X 10-12cm,钴为 4.7 X 10-12cm，镍为0.16 X 10-12cm。
几种常见金属的散射长度
• 由右图可知，周期表 中相邻元素间中子散 射长度的变化没有固 定规律，正是这一特 性使它对相邻元素的 鉴别能力比X射线高得 多。
• 由于中子的波长与原子间距的数量相当，所以X 射线的衍射规律都适用于中子束。当用中子束照 射晶体时，散射中子的衍射规律服从布拉格方程 nλ = 2 dsinΘ，它是利用中子衍射技术分析合金微 观结构的基础。