原子散射因子f是指
原子内所有电子在某一方向上引起的
散射波的振幅的几何和,与某一电子在该方向引起的散射波的振幅之比称为该原子的散射因子。 即它承担原子散射X射线能力是电子散射能力多少倍的物理意义。
原子散射因子与x射线波长、原子种类、衍射方向有关。含电子数量多的原子,其散射x射线能力高,f一值大。原子散射能力或f值将随衍射指标hkl或布拉格衍射角0的升值而显著下降。不考虑反常散射效应时,原子散射因子为实函数。
图中表示原子对X射线的散射. r是原子中某一点P的位矢,qj和qs分别为入射波矢和散射波矢. 由P点的散射波和由原子中心O点的散射波之间的位相差为:
这里积分对整个原子体积进行. 其值与电子的空间分布ρ(r)有关,亦即与原子形状有关,所以原子散射因子也叫形状因子。
散射角为零时,原子散射因子的值等于原子序数,即原子中的电子数.散射角增大,散射因子随之减小。International Tables forX-ray Crystallography Vol Ⅲ(1962)列出了各种原子的散射因子在不同的sinθ/λ时的值。
温度升高时,原子振动加剧,散射因子减小.通常引入散射因子的温度因子来描写这种变化.如果振动是各向同性的,则温度因子为exp(-Bsinθ/λ),即f=f0exp(-B·sinθ/λ). 这里f和f0分别表示计及原子振动和不计原子振动时的散射因子,是原子的均方位移.。