Experimenta con la difracción

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low-Cristales-IMG_0287 Este interactivo ofrece la posibilidad de experimentar con la principal herramienta del cristalografo: la difracción. Los dos laseres y las 14 rejillas de difracción disponibles le permitirán explorar mucho de los conceptos fundamentales de la difracción, tan importante para la cristalografía como difíciles de entender y, a veces, contraintuitivos.

Antes de utilizar este interactivo es muy conveniente familiarizarse con el material presentado en los paneles “La difracción“, “Cristales y rayos X: Minerales y medicinas” y “Cristales y rayos X: Macromoléculas Biológicas“.

Coloque las diapositivas de esta mesa delante del haz de laser y observará el patrón de difracción que produce cada uno de los patrones periódicos. Cambie el haz entre las diferentes muestras de cada diapositiva y observe como cambia el patrón de difracción. Tenga cuidado de no exponer sus ojos al haz directo del laser.

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Las fotografías del panel ilustran los patrones impresos en cada diapositiva, por lo que usted puede ver simultáneamente el patrón real y el de difracción, además del haz de laser que tiene una longitud de onda de 430nm (verde) o 632nm (rojo). Los cristalógrafos trabajamos con rayos X para poder ver las moléculas mediante experimentos de difracción. Los rayos X, con una longitud de en torno a 0.1nm no son visibles, como tampoco  lo son los patrones moleculares en el cristal. Esa es precisamente la utilidad de los métodos cristalográficos de difracción de rayos X, “ver” las moléculas en el cristal.

Los experimentos que puede realizar en esta mesa para comprobar conceptos fundamentales en difracción son:

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Reciprocidad

El patrón de difracción presenta una relación recíproca con el patron real. Cuanto mayor es la distancia entre los puntos en la diapositiva menor es la separación de los haces difractados y, por tanto, de los puntos sobre la pantalla.

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Celda Unidad

La periodicidad de los haces difractados depende de la celda unidad. Una celda rectángular girada(A) produce un patrón de difracción con celdas rectángulares giradas y lo mismo sucede con un patrón con una celda hexagonal (B).

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Motivo

El motivo que se repite en el patrón real controla las intensidades de los haces difractados pero no su posición. Compruebelo usando estos dos patrones con la misma distribución pero diferentes motivos.

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Simetría

La simetría del patrón real controla la simetría del patrón difractado. Los planos de simetría verticales de los patrones A y B son iguales, pero los planos de simetría horizontales solo están presentes en A.

Los elementos de simetría hacen que determinados haces de difracción desaparezcan del patrón difractado. A este efecto se le llama “Extinción Sistemática” y permite al cristalógrafo identificar la simetría del cristal. ¿Puede ver que haces están “extinguidos” en C y en D?

gratting-ADN

ADN

Esta diapositiva le permite investigar el famoso patrón de difracción del ADN de Rosalin Franklin. Las partes de la hélice que se inclinan a cada lado producen las dos aspas del patrón difractado. Compruébelo usando A y B. Usando C puede observar el patrón completo de la hélice.

La presencia de la segunda hélice del ADN añade detalles al patrón de difracción. Estos “detalles” son la información que pemite determinar la estructura del patrón real a partir del patrón de difracción.

 

CRISTALES

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