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Concept
Facteur de diffusion atomique
Résumé
En physique, le facteur de diffusion atomique est une mesure de la puissance de diffusion d'une onde par un atome. Il dépend de la nature des interactions entre l'onde et l'objet diffusant, donc de la radiation incidente : en général, il s'agit de la diffusion élastique de rayons X, de neutrons ou d'électrons. En cristallographie, les facteurs de diffusion atomiques sont utilisés pour calculer le facteur de structure d'une réflexion donnée lors de la diffraction par un cristal.
Le facteur de diffusion atomique apparaît lorsque l'on considère l'effet d'un objet (atome ou ion) sur une onde incidente , de vecteur d'onde et de longueur d'onde λ comparable à la taille de l'objet, dans l'hypothèse de la diffusion élastique. L'onde diffusée au point par l'objet situé au point origine s'écrit :
où est le vecteur d'onde de l'onde diffusée, de même longueur d'onde λ mais de direction différente. Les normes des deux vecteurs d'onde sont donc égales :
L'angle entre les vecteurs d'onde incident et diffusé est l'angle de diffusion 2θ et est le vecteur de diffusion, différence des vecteurs d'onde des faisceaux incident et diffusé et :
Le facteur de diffusion atomique est la transformée de Fourier de la distribution de densité spatiale de l'objet diffusant, de l'espace réel vers l'espace réciproque. Il est défini par :
Du fait des propriétés de la transformée de Fourier, la largeur de la fonction dans l'espace réciproque est une fonction inverse de celle de la distribution de densité dans l'espace réel : des objets larges conduisent à une décroissance rapide du facteur de diffusion.
thumb|upright=1.1|alt=Figure montrant les facteurs de diffusion atomique pour les rayons X de l'oxygène, du chlore, de l'anion Cl et du cation K|Facteurs de diffusion atomique (cas des rayons X) de l'oxygène (bleu), du chlore (vert), de l'anion Cl (magenta) et du cation K (rouge).
Les rayons X sont diffusés par le nuage électronique de l'atome et l'amplitude de la diffusion des rayons X augmente avec le numéro atomique .
Source officielle
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