پراش پودر
توضیحات

همچنین ببینید: توری پراش
متداول‌ترین نوع تجزیه پراش پودری با استفاده از پرتو ایکس است، که موضوع اصلی این مقاله است، اگرچه برخی جنبه‌های مربوط به تجزیه پراش پودری نوترون نیز ذکر شده است. (تجزیه پراش الکترونی پودری به دلیل پراش دینامیکی پیچیده‌تر است و در اینجا به طور کامل مورد بحث قرار نمی‌گیرد.) پراش‌سنج‌های معمولی از تابش الکترومغناطیسی (موج‌ها) با طول موج و فرکانس مشخصی استفاده می‌کنند که توسط منبع آن‌ها تعیین می‌شود. منبع‌ها معمولاً پرتو ایکس هستند و نوترون‌ها نیز منابع متداولی هستند که فرکانس آن‌ها به وسیله طول موج دو بروی آن‌ها تعیین می‌شود. وقتی این موج‌ها به نمونه می‌رسند، تابش ورودی یا از سطح بازتاب می‌شود یا می‌تواند وارد شبکه شود و به وسیله‌ی اتم‌های موجود در نمونه پراش شود. اگر اتم‌ها به صورت متقارن با فاصله تفکیک d قرار گرفته باشند، این موج‌ها تنها در جایی که تفاوت طول مسیر 2d sin θ  با ضریب صحیحی از طول موج برابر باشد با هم سازگاری تداخل خواهند داشت و طبق قانون براگ، حداکثر پراش را ایجاد می‌کنند. این موج‌ها در نقاط میان تلاقی‌ها که موج‌ها به صورت ناهم‌فاز هستند، با هم تداخل مخرب داشته و به نقاط روشن در الگوی پراش منجر نمی‌شوند. به دلیل اینکه خود نمونه به عنوان یک توری پراش عمل می‌کند، این فاصله فاصله اتمی می‌باشد.
تمایز بین پراش پودری و پراش تک‌کریستال، درجه بافت نمونه است. تک‌بلورها حداکثر بافت را دارند و به عنوان ناهمسان‌گرد شناخته می‌شوند. در مقابل، در تجزیه پراش پودری، هر جهت‌گیری بلوری ممکن به طور مساوی در یک نمونه پودری نمایان است، که همسان‌گرد است. تجزیه پراش پرتو ایکس پودری (PXRD) بر اساس این فرض است که نمونه به صورت تصادفی قرار داده شده است. بنابراین، تعداد معنادار آماری از هر صفحه ساختار بلور در جهت مناسبی برای پراش پرتو ایکس وجود خواهد داشت. بنابراین، هر صفحه در سیگنال نمایان خواهد شد. عملیاتی، گاهی نیاز است نمونه چرخانده شود تا  تأثیر بافت از میان رفته و آزمایش واقعا تصادفی شود.
از نظر ریاضی، بلورها می‌توانند توسط یک شبکه براوه دارای قرارگیری منظم  اتم‌ها توصیف شوند. به دلیل این قرارگیری منظم، ما می‌توانیم این ساختار را با استفاده از شبکه وارون توصیف کنیم که با یک تبدیل فوریه با ساختار اصلی مرتبط است. این فضای سه‌بعدی می‌تواند با محورهای معکوس *z* ،y* ،x ویا در مختصات کروی توسط χ * ،φ* ،q توصیف شود. در پراش پودر، شدت برای φ* و χ* یکنواخت است و تنها q به عنوان پارامتر مهم و قابل اندازه‌گیری باقی می‌ماند.
وقتی تشعشع بر روی یک سنسور صفحه‌ای پراکنده می‌شود، میانگین‌گیری چرخشی منجر به حلقه‌های پراش اطراف محور پرتو می‌شود، برخلاف نقاط لائو گسسته‌ای که در پراش تک‌بلور مشاهده می‌شوند. زاویه بین محور پرتو و حلقه را زاویه پراکنش نامیده و در کریستالوگرافی پرتاب اشعه ایکس همواره به صورت ۲θ نشان داده می‌شود (در پراکنش نور مرئی معمولاًبه آن به صورت θ اشاره می‌شود). با توجه به قانون براگ، هر حلقه متناظر با یک بردار شبکه وارون مشخص در بلور نمونه می‌باشد. این منجر به تعریف بردار پرتاب به صورت زیر می‌شود:
|G|=q=2k\sin(\theta )={\frac {4\pi }{\lambda }}\sin(\theta )
در این معادله، G بردار شبکه وارون است، q طول بردار شبکه وارون است، k بردار انتقال‌ مومنتوم است، θ نیمی از زاویه پراکنش است و λ طول موج منبع است. داده‌های پراش پودر معمولاً به صورت یک دیفراکتوگرام ارائه می‌شوند که شدت پراش "I" به عنوان تابعی از زاویه پراکنش 2θ یا به عنوان تابعی از طول بردار پرتاب q نشان داده می‌شود. متغیر دوم این مزیت را دارد که دیفراکتوگرام دیگر به وابستگی به مقدار طول موج λ بستگی ندارد. پیدایش منابع سینکروترون محدوده‌ی طول موج را به طرز قابل توجهی گسترش داده است. برای تسهیل قابلیت مقایسه داده‌های بدست آمده با طول موج‌های مختلف، استفاده از q توصیه شده و مورد قبول واقع شده است.