Rontgendiffractie

20 belangrijke vragen over Rontgendiffractie

Wat is röntgendiffractie en hoe werkt het? Wat is diffractie?

Röntgendiffractie = bepaling van een eiwitstructuur met röntgenstraling.

Er wordt gebruik gemaakt van het golfkarakter van elektromagnetische straling.

Diffractie is een combinatie van buiging en interferentie van elektromagnetische straling door een object. Wij kijken nu naar interferentie.

Als röntgenstraling door een kristal gaat, leidt dit tot een diffractiepatroon (= interferentiepatroon = verstrooiingspatroon) dat gebruikt kan worden om de positie van alle atomen te bepalen.

Wanneer zullen  golven elkaar uitdoven en versterken?

verschil van 180 graden uitdoven

Golven met dezelfde amplitude en frequentie met fase verschil van 0 of 360 graden versterken

Wat zijn golflengte, trillingstijd, frequentie, fase en amplitude?

  • Golflengte λ (m):
    • de lengte van 1 volledige trilling, bijv. van een golftop naar de volgende golftop.
  • Trillingstijd T (s):
    • de tijd die nodig is voor 1 volledige trilling.
  • Frequentie f (Hz of s–1):
    • het aantal trillingen per s. Er geldt:  f = 1/T
  • Fase φ:
    • gedeelte van een trilling doorlopen vanaf het begin. De fase heeft geen eenheid maar wordt meestal uitgedrukt in aantal trillingen (aantal golflengtes), radialen of graden (2π rad  = 360°). Meestal wordt gekeken naar faseverschillen tussen golven, bijv. Δφ = ½ λ (= π rad = 180°).
  • Amplitude A (m):
    • de maximale uitwijking t.o.v. de evenwichtsstand.
  • Hogere cijfers + sneller leren
  • Niets twee keer studeren
  • 100% zeker alles onthouden
Ontdek Study Smart

Wat is er zichtbaar met behulp van een tralie?

Op plekken waar het licht doorheen gaat versterken de golven elkaar en op lege plekken doven ze elkaar uit.

Wat is een tralie? Wat is de tralieconstante?

Een tralie ( = diffractierooster) is een plaatje waarop een serie parallelle lijntjes is aangebracht. Alleen die lijntjes (spleten, krassen) laten licht door.

De tralieconstante d (= spleetafstand) is de afstand tussen 2 van die spleten.

Meestal wordt van een tralie het aantal spleten per mm opgegeven: n. De spleetafstand d is daaruit te berekenen:  d = 1/n

Wat is de nulde orde en wat is de eerste orde?

Het licht dat recht door de tralie gaat is in dezelfde fase dus versterkt elkaar.

links en rechts van de nulde orde en de lichtgolven versterken elkaar dus zijn in dezelfde fase.

Als licht door een tralie valt, ontstaat een patroon van punten. Hoe noemen we dit patroon? En hoe ontstaat deze?

Een interferentiepatroon. Dit komt omdat de openingen (spleten) in de tralie beschouwd mogen worden als nieuwe lichtbronnen ("Beginsel van Huygens").

Hoek berekenen waaronder de lichtstralen de tralie verlaten

Sin a = n x labda/d
n= de orde
labda= golflengte
d= afstand tussen twee spleten= tralieconstante

Waarom wordt normaal laserlicht gebruikt om een interferentiepatroon te onderzoeken?

Laserlicht is coherent: alle golven hebben dezelfde golflengte én zijn in fase.

Waarvoor is de beamstop nodig in een rontgendiffractor?

Anders raakt de detector overbelicht, de beamstop houdt de gevaarlijke intenste rontgenstraling tegen.

Wanneer kan een tralie beschouwd worden als nieuwe lichtbron?

Wanneer geldt: opening < λ
Er treed dan buiging op.

Wat zeggen de puntjes bij een diffractie?

De intensiteit verteld de hoeveelheid van de straling die op de detector komt. Het verteld ook de plaats van de atomen en de atoomsoort.

Bij twee openingen ontstaat een interferentiepatroon. Hoe ontstaat deze?

Het patroon ontstaat doordat lichtgolven die een weglengteverschil hebben van 0 λ, 1 λ, 2 λ (oftewel Δφ = 0, 1, 2) etc. elkaar versterken. Hierdoor ontstaat een patroon van lichtstrepen en donkere gebieden op het projectiescherm.

Waarom is de positie van waterstofatomen moeilijk te bepalen met rontgendiffractie?

- de intensiteit van de reflectie is klein doordat het maar 1 elektron heeft.
- het wordt gebruikt om een binding te vormen met koolstof waardoor je geen verschil ziet tussen de atomen.

Waardoor kunnen ze een 3D structuur maken van rontgendiffractie?

Door de reflecties die de eiwitatomen uitzenden en dan kan berekend worden waar de elektronen van het eiwitmolecuul zich bevinden

Waardoor zijn de maxima van een tralie veel scherper dan van een plaatje van 2 spleten?

Tussen de maxima in vindt steeds totale uitdoving plaats > scherpe maxima.

Waarvan hangt de betrouwbaarheid af van de berekende 3D structuur?

- golflengte van röntgenstraling moet de juiste lengte hebben om de de atomen zichtbaar te maken.
- reflecties moeten zo duidelijk mogelijk zijn, dus de juiste intensiteit

Wat wordt afgeleid het patroon en uit de intensiteit van een reflectie van een röntgendiffractiepatroon?

  • Patroon: positie van de atomen
  • Intensiteit: atoomsoorten
    • groter atoomnummer > groter aantal elektronen > intensere gereflecteerde röntgenstraling

Waarom is een H-atoom nauwelijks te detecteren met röntgendiffractie?

Het atoomnummer van het H-atoom is 1 > maar 1 elektron > moeilijk te detecteren. Echter zijn ze wel af te leiden uit de positie van overige atoomsoorten.

Röntgendiffractie kan gedaan worden met verschillende resoluties. Wat houdt dat in?

Met verschillende nauwkeurigheid (= resolutie). Momenteel best haalbare = 0,1 nm (10^-9 m).

De vragen op deze pagina komen uit de samenvatting van het volgende studiemateriaal:

  • Een unieke studie- en oefentool
  • Nooit meer iets twee keer studeren
  • Haal de cijfers waar je op hoopt
  • 100% zeker alles onthouden
Onthoud sneller, leer beter. Wetenschappelijk bewezen.
Trustpilot-logo