固体物理第三章晶格振动与晶体的热学性质3.6确定晶格振动谱的实验方法

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1、§3.6确定晶格振动谱的实验方法晶格振动的频率和波矢间的关系——晶格振动的振动谱晶格振动的振动谱测定方法——中子非弹性散射——X射线散射——光子与晶格的非弹性散射1.中子非弹性散射入射晶体时中子的动量和能量出射晶体后中子的动量和能量能量守恒动量守恒倒格子矢量声子的准动量——中子的能量____0.02~0.04eV——声子的能量____~10–2eV两者具有相同的数量级测得各个方位上入射中子和散射中子的能量差——确定声子的频率——从反应堆出来的慢中子的能量与声子的能量接近，容易测定中子散射前后的能量变化，直接给出声子能量的信息根据入射中子和散射中子方向的几何关系—

2、—确定声子的波矢——得到声子的振动谱2.光子与晶格的非弹性散射入射光子的频率和波矢散射光子的频率和波矢光子与声子的作用过程满足能量守恒动量守恒入射光子受到声子散射，变成散射光子，与此同时在晶格中产生，或者吸收一个声子——固定入射光的频率和入射方向，测量不同方向的散射光的频率，可以得到声子的振动谱1)光子与长声学波声子相互作用——光子的布里渊散射长声学波声子光子的频率如果光子波矢与声子波矢大小近似相等——可见光光子的波矢~105cm-1——光子被长声学波声子散射，人射光子与散射光子的波矢大小近似相等长声学波声子的波矢近似地写成——不同角度方向测得散射光子的频率，得

3、到声子频率声子的波矢声子振动谱散射光和入射光的频率位移——布里渊散射2.光子与光学波声子的相互作用——光子的拉曼散射能量守恒动量守恒——光子的拉曼散射只限于光子与长光学波声子的相互作用——可见光或红外光k很小，光子与光波声子发生相互作用，要求声子的波矢q必须很小散射光和入射光的频率位移3.X光非弹性散射——X光光子具有更高的频率(波矢可以很大)，可以用来研究声子的振动谱——X射线的能量~10-4eV远远大于声子能量~10-2eV——在实验技术上很难精确地直接测量X光在散射前后的能量差，因此确定声子的能量是很困难的