Dispersión y difracción. Diagramas ópticos de difracción
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En el libro Atlas of Optical Transforms (G. Harburn, C.A. Taylor, T.R. Welberry; Ed. G. Bell and Sons, London 1975) se presentan análogos ópticos que ayudan a la interpretación de los diagramas de difracción de rayos X. De los cerca de 400 ejemplos que proponen, hemos seleccionado unos pocos que creemos pueden ayudar a comprender lo que se ha venido exponiendo en este capítulo.

En cada figura, los diagramas de la línea superior corresponden al sistema en donde la luz se difracta, y los de la inferior corresponden al efecto de difracción producido. Excepto en la última figura, en donde en la parte superior están los diagramas de difracción y abajo el objeto recuperado a partir de los diagramas.




Se presenta aquí el objeto más simple (un círculo) y su combinación más simple a dos círculos, mostrando el efecto del espaciado entre ellos. A medida que aumenta dicho espaciado, las franjas de difracción se hacen más numerosas y más próximas (es el efecto "recíproco". Véase la red recíproca)




Cuando el objeto se combina en líneas, las correspondientes franjas de difracción se producen perpendiculares a la línea original. Si el objeto forma una red en dos dimensiones (figura de la derecha), es decir,una red bidimensional, el diagrama de difracción produce otra red (recíproca de la original). Las variaciones de intensidad en ésta última, son debidas al tamaño finito del objeto bidimensional.




Aquí se complica ligeramente el objeto original, que puede verse como una representación idealizada de moléculas: benceno, tolueno y nitro-benceno.




Una misma molécula puede formar polimorfos, es decir, diferentes estructuras cristalinas. Los diagramas de difracción dan aparentemente una distribución de intensidades distintas, pero en ellos se puede notar, a través de los máximos que produce la red, cómo se transluce en el fondo el diagrama de difracción de la molécula, en este caso la del benceno.




Las distorsiones de periodicidad en la red directa (figuras de la columna de la derecha) se transforman en los diagramas de difracción en líneas difusas.




Si el cristal está formado por mosaicos discontínuos (izquierda), los máximos de los diagramas de difracción se hacen más anchos y difusos. Cuando los mosaicos cambian también de orientación, en el diagrama de difracción empiezan a esbozarse círculos sobre los máximos. Esto dará lugar a círculos completos en los diagramas de polvo microcristalino.




Cuando la muestra está formada por dos o más orientaciones de una red (macla), los máximos de los diagramas de difracción se desdoblan, llegando a difundirse en líneas si los tamaños de las componentes de la macla son pequeñas.




Se presenta aquí la recuperación de la imagen de una molécula (rodio - ftalocianina). Los diagramas de difracción en este caso están arriba, y ópticamente, conservando las relaciones de fase conocidas, se recuperan las imágenes de abajo. Dependiendo del tamaño del diagrama de difracción que usemos (resolución), es decir, del número de máximos empleados para formar la imagen, ésta es más o menos reconocible. Las figuras de la tercera columna de la derecha muestran la proyección de la densidad electrónica de esta molécula, así como un esquema plano de la misma.



Pero volvamos al punto de partida...

 
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