X射线衍射原理是现代材料学、化学、生物学、地质学等领域研究物质微观结构不可或缺的技术之一。它能够揭示晶体内部原子的排列方式以及晶体的对称性,从而为科学家们提供晶体学信息。X射线衍射原理的发现与应用,为深入理解物质世界提供了关键性的技术支撑。 X射线,作为一种高能电磁波,具有波粒二象性。当X射线与物质相互作用时,它们会与物质的原子核及电子云发生相互作用,主要表现为散射现象。在晶体学研究中,当X射线照射到具有周期性排列的原子结构上时,散射的X射线将会产生干涉效应。由于晶体结构的规律性,散射波在特定的方向上会相互加强,形成衍射束,而其他方向上的散射波则相互抵消。这一现象成为了X射线衍射技术的基础。 在X射线衍射技术中,Bragg公式是解释和计算衍射现象的关键。Bragg公式,即2dsinθ = nλ,其中d为晶面间距,θ为入射X射线与晶面之间的角度,n为整数,λ为X射线的波长。该公式说明了散射波在特定方向上光程差等于波长整数倍时,将产生相长干涉,形成明显的衍射峰。这些衍射峰的特征是X射线衍射技术中分析晶体结构的依据。 X射线衍射的应用广泛,涵盖了多晶体衍射和单晶体衍射两大类。多晶体衍射,又称为粉末衍射,它通过观察粉末样品中微小晶体的衍射图样,可获得晶体结构的相关信息。单晶体衍射则利用具有特定取向的单晶体,对晶体结构进行更精确的测定。两种技术各有优势,广泛应用于材料的相鉴定、晶体缺陷分析、晶格参数测量等方面。 倒易点阵是描述衍射图案的数学模型,它将晶体的实际空间点阵转换到倒易空间中,利用倒易点阵可以更直观地理解和计算晶体的衍射条件。而厄瓦尔德图解则是一种图形化的分析方法,通过这种图解方式可以形象地看到X射线在晶体内部如何传播和衍射。 在进行X射线衍射实验时,选取合适的X射线波长非常重要。常用的X射线源如Cu Kα辐射,其波长与晶体的晶格常数相近,能够使衍射现象更为明显。此外,X射线衍射技术还能够用于荧光分析,通过测量衍射角可以推断出晶格参数或X射线的波长。 X射线衍射技术之所以得到广泛应用,是因为它可以用于不同类型材料的分析。在材料科学领域,X射线衍射用于检测材料的晶体结构、相变、织构和内应力等。在地质学领域,X射线衍射分析可以帮助确定岩石矿物的种类。化学领域中,X射线衍射用于鉴定未知化合物的结构。生物学领域,则应用X射线衍射技术揭示生物大分子的三维结构。 非晶体材料,由于缺少长程有序结构,因此在X射线衍射图谱中不会出现明显的衍射峰,这为区分晶体与非晶体材料提供了可靠手段。X射线衍射技术已经发展成为一种成熟且极为重要的分析手段,为科研和工业生产提供了强有力的支撑。随着科技的发展,X射线衍射技术不断被改进和完善,其应用领域也在不断拓展,对于推动科学技术的进步具有不可替代的作用。
2025-08-20 19:38:54 1.3MB X射线衍射原理
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散射在光的成像过程中无法避免,传统的光学成像技术很难解决散射引起的光波前畸变及图像失真等问题。近年来,大量的研究成果表明充分利用散射效应的成像技术可以实现透过散射介质或复杂介质成像,且具有超分辨的特性。本文在介绍散射成像基本原理的基础上,重点介绍了透过散射介质成像方法以及相关技术的研究进展,分析了散射成像尚存在的问题,最后对散射成像未来的研究方向进行了展望。
2025-07-08 15:12:17 16.84MB 成像系统 散射成像 超衍射极 波前整形
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内容概要:本文利用Comsol电磁波模型,详细探讨了金属超表面光栅在TE和TM偏振条件下斜入射时的衍射级反射光谱计算。首先介绍了金属超表面光栅的基本概念及其在光子学和纳米光学领域的应用背景。接着阐述了Comsol电磁波模型的功能和优势,展示了如何用该模型模拟电磁波在金属超表面光栅上的传播、反射和衍射现象。重点分析了TE和TM两种偏振态下,不同衍射级的反射光谱特征,并对计算结果进行了深入解读,揭示了电磁波与金属超表面光栅间的复杂相互作用。 适合人群:从事光子学、纳米光学及相关领域的科研工作者和技术人员。 使用场景及目标:适用于需要深入了解电磁波与金属超表面光栅相互作用的研究项目,帮助研究人员更好地理解和预测光栅的光学性能。 其他说明:文中提供的Python代码片段为模拟计算的简要示例,具体实现需依据Comsol的实际API进行调整。
2025-06-23 00:00:03 457KB
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电子能谱,晶体衍射,表面形貌技术协同性及在表面和材料科学中的应用,孙长庆,,A combination of methods of crystalgraphy, electron energy spectroscopy and surface mophorphology could reveal comprehensive information abot bond geometry, valence density of stat
2025-06-10 08:09:17 1.65MB 首发论文
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有效提高薄膜硅太阳能电池光转换效率是清洁能源利用领域的一个重要问题。设计了一种以三角形一维衍射光栅为基础的薄膜硅太阳能电池的背部反射器结构,用以有效提高硅太阳能电池的光转换效率。利用时域有限差分(FDTD)法,从光栅结构形状、倾斜角度、光栅周期以及光栅间隔等4个方面分别研究了薄膜硅太阳能电池下表面的光反射率。结果表明,由等腰直角三角形组成的一维光栅结构的背反射能力最强,合理增大光栅周期也将有助于提高硅太阳能电池的背面光反射率。此外,研究还发现,对于间隔型一维衍射光栅结构,平面波入射光会在和光栅周期对应的波长处发生共振现象。利用该特性,一维衍射光栅结构还可作为一种波长选择器。
2025-05-30 21:15:37 5.73MB 太阳能电
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提出了可能使用质子标记技术测量的LHC衍射物理学程序的主要部分。 图中显示了ATLAS前向质子探测器(ALFA和AFP)在各种LHC光学设置中的几何接受度。〜给出了观测源自ALFA和AFP站中最小偏差事件的质子的概率。 讨论了双射流,光子+射流,射流-间隙-射流和$ W / Z $玻色子的单衍射和双Pomeron交换生产的主要特性。 评估了以排他(双质子标签)和半排他(单标签)模式测量射流产量的可能性。
2024-07-05 13:30:36 671KB Open Access
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里面每一行代码都有备注,两种衍射都能调出来,可根据需要调光屏距离,图案可视化也可根据需要调整,但个人认为已经是挺好看了~ 使用说明: 1.如果有一定的基础知识储备,直接跟着注释看代码理解 2.如果想直接拿图: a.代码中z1,z2可用于调两个图的观察屏距离,绘图部分代码可以调标签的位置 b.其他的参数设置也都可调 c.自主绘制白底黑色的图案可以替换bmp文件得到不同的衍射屏形状 3.如果代码乱码,则是matlab编码格式不同,可以自行调整编码格式或者直接转为txt文件
2024-04-14 21:17:05 4KB matlab 光学成像
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对parton Wigner分布敏感的实验过程提供了一个强大的工具,可以增进我们对质子结构的了解。 在这项工作中,我们计算了彩色玻璃冷凝物框架内质子的胶子Wigner和Husimi分布,其中包括空间相关的McLerran-Venugopalan初始配置以及Jalilian-Marian–Iancu–McLerran–Weigert–Leonidov–Kovner的显式数值解。 方程。 我们确定Wigner和Husimi分布的超前各向异性是冲击参数和横向动量之间夹角的函数。 我们通过在相同框架内的e + p碰撞中计算相干衍射双喷生产横截面,在拟议的电子-离子对撞机上研究了这些角度相关性的实验特征。 具体来说,我们预测在宽的运动范围内,横截面的椭圆调制是核子后坐力和双喷射横向动量之间的相对角度的函数。 我们进一步预测了其对碰撞能量的依赖,碰撞能量主要由质子随x减小的增长决定。
2024-04-08 05:58:04 1.39MB Open Access
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波动在矢量介子的衍射产生中起重要作用。 特别是最近特别建议,基于依赖于冲击参数的饱和度模型(IPSat),质子内组成夸克的运动触发的几何涨落可以解释在HERA观察到的非相干衍射过程。 我们提出了IPSat模型的一种变体,其中包括构成夸克之间的空间和对称相关性,从而将描述衍射矢量介子产生所需的参数数量减少到一个,即每个价夸克周围胶子云的大小。 应用于$$ J / \ varPsi $$ J /Ψ,$ \ rho $$ρ和$$ \ phi $ ϕ衍射电子和光子产生截面时,揭示了相干通道中几何涨落的重要作用,而其他 需要波动源来充分考虑轻介子的电产生,以及小动量传递时$$ J / \ varPsi $$ J /Ψ介子的照片产生。
2024-04-06 14:15:50 1.43MB Open Access
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Jade-是晶体与非晶体X射线衍射图谱分析软件,通过对XRD图谱不同2theta处峰的分离与拟合,并与既有物质pdf卡比对,可分析出该物质是什么物质的什么晶型,结晶度,多种物质的含量比例等。
2024-03-20 17:28:07 91.99MB 材料分析
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