利普森的条和Beevers的球

每年我都发现自己在领导的一组关于x射线晶体学教程,一个主题,我承认,我从来没有觉得很舒服。其中一个问题要求学生计算一组反射的结构因素。正弦和余弦的总和需要一点关怀和耐心;毫不奇怪的问题在学生中产生一定的暴躁。在试图恢复士气,有时我发现自己不得不避免听起来像四Yorkshiremen草图。我们都高兴的一个杯子的价格的茶…”

自现代衍射仪自动收集和处理一个完整的数据集很大程度上几小时,很难欣赏努力多么残酷,重复的晶体学是出现之前的电脑。数据收集使用布拉格的电离作用谱仪(必威体育 红利账户,2013年12月,p37)都变得异常缓慢。数以百计的斑点强度x射线照片将被估计的眼睛用一个小放大镜和转录一个笔记本。处理,这是一个完全不同的球赛。

打开单元细胞

起初劳伦斯布拉格晶体视为包含点原子散射x射线原子序数比例;同步散射强度在特定角度。这样做是没有x射线波段的精确知识;只有通过结合散射数据的密度高对称物质像闪锌矿结构和波长。

随着结构的复杂性的增加很明显,识别所需的单位细胞解体x射线衍射的强度。1915年,劳伦斯的父亲,威廉·亨利·布拉格表示,解决方案必须躺在使用傅里叶级数,大笔的正弦和余弦加权计算原子序数的比例——x射线穿过晶体的振幅。1928年,劳伦斯表明该方法可以用于解决硅酸盐的结构透辉石的结构已经有所了解。

在这个时候,两个研究生在利物浦,塞西尔Beevers和亨利·利普森,被分配从事x射线晶体学,他们试图确定三斜晶系的结构(即低对称性)硫酸铜。具有讽刺意味的是,利物浦没有设备去做这两人写信给劳伦斯布拉格在曼彻斯特寻求帮助。布拉格邀请他们使用他的老电离作用的工具之一。两个学生将进行测量行驶40英里(骑自行车Beevers保存铁路票价),然后回到利物浦继续他们的分析——一个任务,他们逐渐意识到,需要多年才能完成。

然后利普森的脑电波。以傅里叶级数为一组特定的飞机,方程可以重新安排第一次分离x和y组件,然后将正弦和余弦分成单独的资金。从这一个可以计算每条组成的一个复杂的查找表值的振幅和不同的密勒指数的值h和k。每条纸上列出了16计算值,对应于一个席卷的四分之一的思考范围。为了到达电子密度,适当带上的值将被用作进一步的一组系数求和,最终揭示了电子密度在一片水晶。

如果前面的描述是令人费解的,它只是一个指示的多么深刻的抽象是结晶学的科学。甚至使用这种简化,跟踪计算所需的特殊精神值得生产的僧人的灵活性和耐心。但至关重要的是条计算的数量减少了近一个数量级。

餐桌上科学

利普森和编译一个初始计算,不完整的带在他母亲的帮助下,在他们的厨房。他和Beevers填写剩下的,当他们需要的时候带和发表了CuSO的结构方法和解决方案₄.5H₂o .的方法吸引了切身利益和两人开始接收请求的副本。£200的帮助下贷款安排的干预劳伦斯•布拉格Beevers和利普森打印一套完整的带安置在两个相同的盒子,一个用于正弦和余弦的之一。几百集销售和使用从1930年代中期到计算机开始乏味的结构方案和细化。

利普森最终成为曼彻斯特的物理学教授。Beevers搬到爱丁堡作为研究员在晶体学和重新编译的条3˚的高分辨率(32步骤/条)。他还成立了一个慈善公司,雇了一个残疾人劳动力使球棍模型的分子和晶体结构。

几个月前,一位同事提醒我一个盒子,正在准备处理。里面是醋酸铍的晶体结构模型和二甲基氯化锡可追溯到1970年代,由张有机玻璃和“Beevers“球”。我把他们带回美国一些学生看着他们问:“那一定是如此的很多工作”。我咬我的舌头停止自己说,‘天他们很高兴的一杯茶的价格…”

承认

我感谢杰里米•Cockroft Krešo Bučar和Rob McMeeking建议和灵感。