Observation of subpicosecond x-ray emission from laser-cluster interaction

Observation of subpicosecond x-ray emission from laser-cluster interaction
Observation of subpicosecond x-ray emission from laser-cluster interaction

Observation of Subpicosecond X-Ray Emission from Laser-Cluster Interaction

F.Dorchies,*F.Blasco,C.Bonte′,T.Caillaud,C.Fourment,and O.Peyrusse Universite′Bordeaux I;CNRS;CEA;CELIA UMR5107,351cours de la Libe′ration,Talence,F-33405France

(Received20November2007;published21May2008)

We present the?rst experimental evidence of the subpicosecond duration of x-ray pulses emitted from laser-irradiated clusters,demonstrating the suitability of such a debris free target for ultrafast x-ray science applications.The K-shell emission( 3keV)from large Ar clusters(6 105to4 106atoms)is time resolved,when irradiated by ultrashort(40fs to5ps)and intense laser pulses(1015?17W=cm2).The observations are supported by hydrodynamical and collisional-radiative calculations,that reproduce the extremely short x-ray pulse duration.

DOI:10.1103/PhysRevLett.100.205002PACS numbers:52.38.Ph,52.50.Jm,https://www.360docs.net/doc/52952207.html,

The production of ultrashort x-ray pulses from intense laser-matter interaction has been intensively studied over the last15years as they offer unprecedented time resolu-tion to image atomic structure of dynamical systems[1–4]. Several mechanisms have been proposed to get multi-keV x-ray bursts with durations down to the sub-ps range.K sources were?rst developed from laser interaction with solid targets.These monochromatic sources have a dura-tion as short as a few hundred of fs,as demonstrated in ultrafast x-ray diffraction experiments[3,4].The laser intensity required is a few1017W=cm2,allowing the use of a high repetition rate laser(1kHz)to get suitable average x-ray power for the study of complex systems [5].More recently,a betatron x-ray source based on the interaction with a gas jet,has been proposed[6].The duration is expected to be even shorter than100fs[7]. This source offers a broadband emission,extending the possible applications of ultrafast x-ray sources to the study of noncrystalline structures(liquid,warm dense matter, plasma)via x-ray absorption spectroscopy.Nevertheless, relativistic laser intensities are required(a few 1019W=cm2),and the repetition rate achievable is today limited to10Hz.

An alternative way to get both monochromatic and broadband x-ray emission consists of using the thermal emission of a hot and dense plasma produced from the interaction of an intense fs laser pulse with a solid density target.This thermal plasma x-ray source is currently oper-ated as a backlighter for ultrafast absorption spectroscopy of plasmas with high energy lasers[8].Other absorption experiments use it in conjunction with smaller laser sys-tems compatible with high repetition rate[9].Foil targets have been proposed to improve the heating ef?ciency and the subsequent x-ray emission intensity,since no thermal conduction is expected in the target depth.Furthermore, the x-ray pulse duration is expected to shorten due to faster hydrodynamical plasma expansion and cooling.Never-theless,all the published results indicate thermal x-ray durations of a few ps with a long tail of a few10ps in the case of resonance lines such as He (1s2?1s2p)line [10–12].

Cluster targets have received great attention over the last decade,since high laser energy absorption has been ob-served,leading to copious XUV and x-ray emission,high energy electrons and ions,and even neutrons via fusion reactions(cf.,e.g.,[13,14]).Unlike solid targets,a cluster jet is easily renewable and can be operated with high repetition rate lasers without any debris production.The main published results concerning the duration of cluster emission from XUV to x-ray[15–18]demonstrate that it shortens as the photon energy considered increases,down to a duration shorter than the100ps resolution of Ref.[15] for keV x rays.This is expected from the thermal emission of such laser-heated nanoplasmas.Although very short multi-keV x-ray pulses should be expected from clusters, no measurement has been yet reported to con?rm this feature with sub-ps resolution.

In this Letter,we present the?rst measurements of multi-keV x-ray emission from laser-irradiated clusters with a subpicosecond duration,which is signi?cantly shorter than previously obtained results with foil targets. Laser absorption as well as x-ray intensity and duration have been studied as a function of the laser pulse duration. It has been observed that an optimal laser pulse duration (400 100fs)can be set to optimize the conversion ef?-ciency from the laser energy to the x-ray pulse,leading to a useful,clean and bright x-ray source for applications in the emerging ultrafast x-ray science.Based on absorption measurements,a simpli?ed hydrodynamical model is pro-posed and coupled to collisional-radiative x-ray emission calculations.This model successfully reproduces experi-mental observations.The ultrashort x-ray pulse duration is understood as a combination of the very ef?cient laser heating with the fast expansion and cooling induced by spherical geometry of the clusters.

Experiments have been performed with the CELIA Ti:sapphire kHz laser facility[19],delivering a minimum pulse duration of40fs full width at half maximum

(FWHM)and up to 4mJ on target.The experimental setup is basically the same as previously reported [20].We use an Ar cluster jet delivering relatively large clusters (180to

350A

?average radius,respectively,corresponding to 6 105?4 106atoms [21]).A broadband x-ray spectrome-ter,based on a charge coupled device (CCD)camera operating in photon counting mode,has been set at 45 from the laser axis in the forward direction.A cumulative x-ray streak camera,offering 0.8ps rms temporal response has been set at 10 (forward)from the laser axis [22].In this geometry,the temporal broadening induced by the integration over the 600 m long plasma column is neg-ligible ( 30fs ).

The x-ray emission spectrum is presented in Fig.1,

obtained from 275A

?average radius Ar clusters irradiated by 2.0mJ,320fs FWHM laser pulses.One can see a continuous bremsstrahlung emission,and three different spectral structures identi?ed as the K -shell emission,cor-responding to transitions from the L ,M ,N shells (left to right)down to the K shell.The brightest one is centered near 3keV .It contains the whole set of 2p ?1s transitions (including the He line)which are not spectrally resolved by this spectrometer (resolution 150eV ).After ?lter transmission correction,we estimate that 3 108photons per shot are emitted in 4 sr,integrated over the 2.7–3.3keV range.In order to remove any XUV contribution from the time resolved signal,up to 4aluminized Mylar ?lters (described in Fig.1)are set in front of the x-ray streak camera.Also,the use of a KI photocathode opti-mized for multi-keV detection warrants that the signal measured with the x-ray streak camera is dominated by the K -shell emission.

The time resolved x-ray measurement is shown in Fig.2.The x-ray temporal pro?le is essentially limited by the instrumental response,and unambiguously demonstrates a subpicosecond x-ray pulse duration.The cumulative

mode offers a signal-to-noise ratio (SNR)reaching 2orders of magnitude,which allows a correction of the instrument temporal response.This response has been demonstrated to be largely dominated by the residual jitter between the x-ray pulse and the sweeping ramps of the streak camera [22].The streaked signal of an ultrashort UV pulse (ob-tained by the third harmonic generated from a 40fs laser pulse)has been used to determine this jitter (i.e.,the instrumental response t instr ),with the same setup,and between each x-ray measurement.The corrected x-ray pulse duration t cor is then deduced from the measured duration t mes via a quadratic subtraction ( t 2cor t 2mes ? t 2instr ),considering that t cor and t instr are inde-pendent data.The measurement presented in Fig.2leads to t cor 290fs FWHM.A large error bar comes from the small ?uctuations observed in the measurement of t instr ,leading to an upper limit of 700fs FWHM for the x-ray pulse duration.

Measurements of the x-ray duration have been per-formed as a function of the incident laser pulse duration.The results are plotted in Fig.3after correction of the instrumental response.From all these data,the x-ray du-ration is observed to generally follow the laser pulse duration.In this regime combining large clusters and sub-relativistic laser intensities,no signi?cant dependence is observed on laser polarization,as previously reported in time-integrated x-ray spectra measurements [20].The x-ray intensity reaches a maximum value for an optimal laser pulse duration depending on the cluster size.With

275A

?average radius clusters,x-ray intensity reaches its maximal value with 400 100fs FWHM laser pulses.This is in very good agreement with the results reported in Ref.[23].

In order to present a scenario of the laser-cluster inter-action as completely as possible,absorption measurements have been performed with the same setup.We used an integrating sphere to measure the laser energy absorbed

in

FIG.1.X-ray emission spectrum recorded by the broadband

spectrometer.275A

?average radius Ar clusters are irradiated by 2.0mJ,320fs FWHM,linearly polarized laser pulse.The laser intensity is 7:5 2:5 1015W =cm 2.25 m Be and six other ?lters,each composed by 6 m Mylar and 0:3 m Al,are set up in front of the

detector.

FIG.2.Temporal pro?le of the x-ray pulse (with arbitrary

origin).275A

?average radius Ar clusters are irradiated by 2.0mJ,320fs FWHM,linearly polarized laser pulse.Full line:x-ray measurement.Dashed line:0.8ps rms instrumental re-sponse as measured on the same setup with third harmonic generated from 40fs laser pulses.

the entire focal volume.The results are plotted in Fig.4.

The absorption is found to be the most ef?cient for laser pulses longer than a duration of a few 100fs,increasing with the cluster average radius.This observation is con-sistent with previous observation [20]and with the nano-plasma models proposed ?rst by Ditmire [16],then improved by Milchberg [24].In these models,the laser absorption is enhanced during the cluster expansion when the electronic density becomes close to the critical density.The plasma has been spatially resolved using shadowg-raphy and x-ray pinhole diagnostics [25].From the cluster density previously determined [21],we get the number of clusters contributing to the observed laser energy absorp-tion.A maximum value of 15 5nJ is then deduced for

the average absorbed energy per cluster (275A

?average radius)in a 6 m plasma radius.Assuming that all of this energy is ?rst absorbed by the electrons,and considering an average ionization state Z 15[20],a total energy of T e 0 3100 500eV per electron is deduced.This is

consistent with the observations previously reported by Ditmire [26]for Ar and deuterium clusters and by Zweiback [27]for deuterium clusters.This value,which is quite high in view of the modest laser intensity involved and compared to that observed with solid and foil targets,con?rms the high ef?ciency laser-matter coupling with clusters.

A simple hydrodynamical model is proposed in order to reproduce the extremely short x-ray duration observed from laser-cluster interaction compared with laser-solid foil interaction.It is based on calculations previously pro-posed,that reproduce fairly well the time resolved x-ray spectra measured in laser-foil experiments [12].The laser energy is supposed to be converted into electron thermal kinetic energy.This is described as an energy source term following the temporal pro?le of the laser pulse.Its tem-poral integration is set to the values of energy deposited deduced from the absorption experiment.The speci?c geometry of the target is taken into account,assuming a self-similar expansion of (i)a foil with initial thickness 2R 0(thin foil),and (ii)a sphere with initial radius R 0(cluster).The plasma dynamics is driven by an adiabatic hydrody-namic expansion,described by three equations:(i)energy conservation,(ii)entropy conservation,(iii)kinetic pres-sure assumed to be dominated by its electronic component.Long after the interaction,the target dimension is found to evolve as R 0 c s 0t ,where c s 0is the sound speed deduced from the energy deposited per electron (c s 0

Z k B T e 0=m i p ).We deduce the asymptotic temporal behav-ior of the electron density and temperature to be,respec-tively,N e 1=t and T e 1=t 2=3for foils.In the case of clusters,just due to spherical geometry,we get N e 1=t 3and T e 1=t 2.This simple geometrical effect leads to a signi?cantly faster expansion and cooling for clusters,that should shortens the x-ray emission duration.

To assess this picture,hydrodynamical calculations

have been performed with 275A

?average radius Ar clus-ters as a function of the laser duration.A non steady-state collisional-radiative atomic physics code (TRANSPEC [28])has been used as a postprocessor,in order to calculate the temporal behavior of the x-ray emission.The code includes all the ionization states with a detailed description of the H,He,and Li-like ionization stages.All of other stages uses a supercon?guration description of both the collisional and radiative rates and the supertransition arrays properties [29].Time-dependent results have been spectrally inte-grated over the K -shell range and are displayed in Fig.5.A very good agreement is found between these calculations and the measurements plotted in Fig.3.A laser duration of 450 100fs FWHM is found to optimize the x-ray inten-sity.With shorter laser pulse,our absorption measurements show that the cluster heating is not ef?cient leading to poor x-ray emission.If the laser pulse duration is too long,then most of the absorbed energy is transferred in cluster ex-pansion,limiting the temperature achieved and the

subse-

https://www.360docs.net/doc/52952207.html,ser energy absorption measured in the cluster jet as a

function of the laser pulse duration.Ar clusters with 180A

?(circles),275A

?(squares)and 350A ?(triangles)average radius are irradiated by 2.0mJ,linearly polarized laser

pulses.

FIG.3.X-ray emission duration measured as a function of the

laser pulse duration.Ar clusters with 180A

?(circles),275A ?(squares),and 350A

?(triangles)average radius are irradiated by 2.0mJ,linearly (black)and circularly (white)polarized laser pulses.Full line:guiding line equating the x-ray pulse duration to the laser pulse duration.Dashed line:time-integrated K -shell

x-ray emission from 275A

?Ar clusters.

quent x-ray emission.The calculated x-ray pulse duration is found to increase linearly with the laser duration,but with a slightly smaller slope compared to experiment.Close to the optimal x-ray emission (i.e.,with 320fs FWHM laser pulse)an x-ray duration of 170 40fs FWHM is estimated (error bars come from the energy deposition measurement uncertainty).

In conclusion,we report the ?rst experimental evidence of subpicosecond x-ray bursts produced by laser-cluster interaction in the multi-keV https://www.360docs.net/doc/52952207.html,rge Ar clusters (av-erage radius from 180to 350A

?)have been irradiated by ultrashort (down to 40fs)and intense subrelativistic laser pulses (up to 1017W =cm 2).The K -shell x-ray emission ( 3keV )is selected from the intense XUV emission and measured with a 0.8ps rms temporal response cumulative streak camera.The K -shell x-ray emission intensity is observed to be optimal with 400 100fs FWHM laser duration,reaching up to 3 108photons per shot emitted in 4 sr.The correction of the instrumental response leads to a corresponding x-ray duration with an upper value as short as 700fs FWHM.An hydrodynamic expansion model is proposed,based on laser energy absorption mea-surements and coupled with collisional-radiative calcula-tions.Calculations reproduce the behavior of the x-ray emission with laser pulse duration,as well as the subpico-second durations observed.They even suggest an x-ray duration as short as 170 40fs FWHM when the x-ray emission is optimal.This extremely short x-ray duration is understood as the combined effect of both the very ef?cient laser energy coupling with clusters and the ultrafast expan-sion (and cooling enhancement)of such spherical nano-targets.Since no high laser energy is required (a few mJ in a few 100fs),this ultrashort multi-keV clean x-ray source

can be operated with up to 10kHz repetition rate commer-cially available lasers.It presents a great potential for applications in ultrafast x-ray science.

The authors would like to thank G.Darpentigny and D.Descamps for their precious help on the laser,as well as A.Le Goff for his technical assistance.This

work is partially supported by the Fond Europe

′en de De

′veloppement Economique Re ′gional and the Conseil Re

′gional

d’Aquitaine.*dorchies@celia.u-bordeaux1.fr

[1]M.M.Murname,H.C.Kapteyn,M.D.Rosen,and R.W.

Falcone,Science 251,531(1991).

[2] F.Raksi et al.,J.Chem.Phys.104,6066(1996).[3] A.Rousse et al.,Nature (London)410,65(2001).

[4]K.Sokolowski-Tinten et al.,Nature (London)422,287

(2003).

[5] A.Bonvalet et al.,Opt.Lett.31,2753(2006).

[6] A.Rousse et al.,Phys.Rev.Lett.93,135005(2004).[7]K.Ta Phuoc et al.,Phys.Plasmas 14,080701(2007).[8]P.Audebert et al.,Phys.Rev.Lett.94,025004(2005).[9]K.Oguri,Y .Okano,T.Nishikawa,and H.Nakano,Phys.

Rev.Lett.99,165003(2007).

[10]R.Shepherd et al.,J.Quant.Spectrosc.Radiat.Transfer

58,911(1997).

[11]P.Gallant et al.,J.Quant.Spectrosc.Radiat.Transfer 65,

243(2000).

[12]P.Audebert et al.,J.Quant.Spectrosc.Radiat.Transfer 81,

19(2003).

[13]J.W.G.Tisch,in Atoms,Solids and Plasmas in Super-Intense Laser Fields ,edited by D.Batani,C.J.Joachain,S.Martellucci,and A.N.Chester (Plenum,New York,2001),p.99.

[14]V .Krainov and M.Smirnov,Phys.Rep.370,237(2002).[15]T.Shiraishi,M.Mori,and K.Kondo,Phys.Rev.A 65,

045201(2002).

[16]T.Ditmire et al.,Phys.Rev.A 53,3379(1996).

[17]T.Ditmire,T.Donnelly,R.W.Falcone,and M.D.Perry,

Phys.Rev.Lett.75,3122(1995).

[18]S.Namba et al.,Phys.Rev.A 73,013205(2006).

[19]V .Bagnoud and F.Salin,Appl.Phys.B 70,S165(2000).[20] F.Dorchies et al.,Phys.Rev.E 71,066410(2005).[21] F.Dorchies et al.,Phys.Rev.A 68,023201(2003).

[22] C.Bonte

′et al.,Rev.Sci.Instrum.78,043503(2007).[23] E.Parra et al.,Phys.Rev.E 62,R5931(2000).

[24]https://www.360docs.net/doc/52952207.html,chberg,S.J.McNaught,and E.Parra,Phys.

Rev.E 64,056402(2001).

[25]T.Caillaud et al.,Phys.Plasmas 13,033105(2006).[26]T.Ditmire et al.,Phys.Rev.Lett.80,720(1998).

[27]J.Zweiback and T.Ditmire,Phys.Plasmas 8,4545(2001).[28]O.Peyrusse,Phys.Fluids B 4,2007(1992).[29]O.Peyrusse,J.Phys.B 33,4303

(2000).

FIG.5.Black squares:x-ray emission duration calculated as a

function of the laser pulse duration from a 275A

?average radius Ar cluster.Full line:guiding line equating the x-ray pulse duration to the laser pulse duration.White squares and dashed line:time-integrated K -shell x-ray emission deduced from the calculation.

从劳厄发现晶体X射线衍射谈

从劳厄发现晶体X射线衍射谈起 摘要:文章从劳厄发现晶体X射线衍射的前因后果谈起。劳厄的这个发现产生了两个新学科,即X射线谱学和X射线晶体学。文中还回顾了布拉格父子对这两个新学科所作的重大贡献,并阐述了X射线晶体学的深远影响。 今年是劳厄(von Lane M)发现晶体X射线衍射九秩之年。 从1895年伦琴(R0ntgen W C)发现X射线到1926年薛定愕(Schrodinger)奠定量子力学基础的30多年是现代物理学诞生和成长的重要时期。在此期间的众多重大发现中,1912年劳厄的发现发挥了极为及时而又十分深远的影响,是很值得我们通过回顾和展望来纪念它的。 我们先来了解一下劳厄发现的前因后果。1912年劳厄发现晶体X射线衍射时是在德国慕尼黑大学理论物理学教授索未菲(Sommerfeld)手下执教。除理论物理教授索未菲外,在这个大学中还有发现X射线的物理学教授伦琴和著名的晶体学家格罗特(Groth)。当时,劳厄对光的干涉作用特别感兴趣,索末菲则在考虑X射线的本质和产生的机制问题,而格罗特是晶体学权威之一,并著书Chemische KristallograPhic (化学晶体学)数卷。身在这样的学府中,劳厄当时通过耳闻目睹也就对 晶体中原子是按三维点阵排布以及X射线可能是波长很短的电磁波这样的想法不会感到陌生或难于接受了。而且看来正当而立之年的他是很想在光的干涉作用上做点文章的。真可谓机遇不负有心人了。这时,索末菲的博士生埃瓦尔德(Ewald P P)来请教劳厄,谈到他正在研究关于光波通过晶体中按三维点阵排布的原子会产生什么效应。这对劳厄有所触发并想到:如果波长短得比晶体中原子间距离更短时又当怎样?而X射线可能正是这样的射线。他意识到,说不定晶体正是能衍射X射线的三维光栅呢。现在劳厄需要考虑的大事是做实验来证实这个想法。当时索末菲正好有个助教弗里德里希(Friedrich W) ,他曾从伦琴教授那里取得博士学位。 他主动要去进行这样的实验。经过几次失败后,他终于取得了晶体的第一个衍射图「(见图1)」。晶体是五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)。 劳厄的发现经过进一步的工作很快取得了一箭双雕的效果:既明确了X射线的本质,测定了波长,开创了X射线谱学,又使测定晶体结构的前景在望,从而将观察晶体外形所得结论经过三维点阵理论发展到230个空间群理论的晶体学,提升为X射线晶体学。这个发现产生的两个新学科,几乎立即给出了一系列在科学中有重大影响的结果。英国的布拉格父子(Bragg W H和Bragg W L)在奠定这两个新学科的基础中起了非常卓越的作用。他们使工作的重心从德国转到英国。将三个劳厄方程(衍射条件)压缩成一个布拉格方程(定律)的小布拉格曾把重心转移的原因归之于老布拉格设计的用起来得心应手的电离分光计”。既然晶体是X射线的衍射光栅,那么,为了测定X射线的波长,光栅的间距当如何得出?1897年巴洛(Barlow W)预测过最简单的晶体结构型式,其中有氯化钠所属的型式。根据当时已知的NaCI的化学式量(58.46)和阿伏伽德罗常数(6.064×1023)以及晶体密度(2.163g/cm2),可以推算出氯化钠晶体(10)原子面的间距d=2.814×10-8cm。 布拉格父子的工作是有些分工的:老布拉格用他的电离分光计侧重搞谱学,很快发现X射线谱中含有连续谱和波长取决于对阴极材料的特征谱线。此后,测定晶体结构主要依靠特征射线。同时还观察到同一跃迁系特征射线的频率是随对阴极材料在元素周期系中的排序递增的,这种频率的排序给出了原子序数。这是对化学中总结出来的元素周期律作出的呼应。小布拉格的工作是沿着X射线晶体学的方向发展的。他一生中从氯化钠和金刚石一直测到蛋白质的晶体结构。从1913年起,他在两年中一连测定了氯化钠、金刚石、硫化锌、黄铁矿、荧石和方解石等的晶体结构。这一批最早测定的晶体结构虽然极为简单,但很有代表性,而且都足以让化学和矿物学界观感一新。同时为测定参数较多和结构比较复杂的晶体结构也进行了理论和技术方面的准备。X射线晶体学能不断采用新技术和解决周相问题的新方法,使结构测定的对象

X射线衍射分析法原理概述

第十四章 X射线衍射分析法 14.1概述 X射线衍射法是一种研究晶体结构的分析方法,而不是直接研究试样内含有元素的种类及含量的方法。当X射线照射晶态结构时,将受到晶体点阵排列的不同原子或分子所衍射。X射线照射两个晶面距为d的晶面时,受到晶面的反射,两束反射X光程差2dsinθ是入射波长的整数倍时,即 2dsinθ=nλ (n为整数) 两束光的相位一致,发生相长干涉,这种干涉现象称为衍射,晶体对X 射线的这种折射规则称为布拉格规则。θ称为衍射角(入射或衍射X射线与晶面间夹角)。n相当于相干波之间的位相差,n=1,2…时各称0级、1级、2级……衍射线。反射级次不清楚时,均以n=1求d。晶面间距一般为物质的特有参数,对一个物质若能测定数个d及与其相对应的衍射线的相对强度,则能对物质进行鉴定。 X射线衍射分析方法在材料分析与研究工作中具有广泛的用途。在此主要介绍其在物相分析等方面的应用。 14.1.1 物相定性分析 1.基本原理 组成物质的各种相都具有各自特定的晶体结构(点阵类型、晶胞形状与大小及各自的结构基元等),因而具有各自的X射线衍射花样特征(衍射线位置与强度)。对于多相物质,其衍射花样则由其各组成相的衍射花样简单叠加而成。由此可知,物质的X射线衍射花样特征就是分析物质相组成的“指纹脚印”。制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规范化(1969年成立了国际性组织“粉末衍射标准联合会(JCPDS)”,由它负责编辑出版“粉末衍射卡片”,称PDF卡片),将待分析物质(样品)的衍射花样与之对照,从而确定物质的组成相,这就是物相定性分析的基本原理与方法。 2.物相定性分析的基本步骤 (1) 制备待分析物质样品,用衍射仪获得样品衍射花样。 (2) 确定各衍射线条d值及相对强度I/I1值(Il为最强线强度)。 (3) 检索PDF卡片。 PDF卡片检索有三种方式: 1)检索纸纸卡片 物相均为未知时,使用数值索引。将各线条d值按强度递减顺序排列;按三强线条d1、d2、d3的d—I/I1数据查数值索引;查到吻合的条目后,核对八强线的d—I/I1值;当八强线基本符合时,则按卡片编号取出PDF卡片。若按d1、d2、d3顺序查找不到相应条目,则可将d1、d2、d3按不同顺序排列查找。查找索引时,d值可有一定误差范围:一般允许

晶体X射线衍射实验报告全解

晶体X射线衍射实验报告全解

中南大学 X射线衍射实验报告 材料科学与工程学院材料学专业1305班班级 姓名学号0603130500 同组者无 黄继武实验日期2015 年12 月05 日指导教 师 评分分评阅人评阅日 期 一、实验目的 1)掌握X射线衍射仪的工作原理、操作方法; 2)掌握X射线衍射实验的样品制备方法; 3)学会X射线衍射实验方法、实验参数设置,独立完成一个衍射实验测试; 4)学会MDI Jade 6的基本操作方法; 5)学会物相定性分析的原理和利用Jade进行物相鉴定的方法; 6)学会物相定量分析的原理和利用Jade进行物相定量的方法。 本实验由衍射仪操作、物相定性分析、物相定量分析三个独立的实验组成,实验报告包含以上三个实验内容。 二、实验原理

1 衍射仪的工作原理 特征X射线是一种波长很短(约为20~0.06nm)的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中,包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X射线,称为特征(或标识)X射线。考虑到X射线的波长和晶体内部原子间的距离相近,1912年德国物理学家劳厄(M.von Laue)提出一个重要的科学预见:晶体可以作为X射线的空间衍射光,即当一束X射线通过晶体时将发生衍射,衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强,在其他方向上减弱。分析在照相底片上得到的衍射花样,便可确定晶体结构。这一预见随即为实验所验证。1913年英国物理学家布拉格父子(W. H. Bragg, W. L Bragg)在劳厄发现的基础上,不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的著名公式──布拉格定律: 2dsinθ=nλ 式中λ为X射线的波长,n为任何正整数。当X射线以掠角θ(入射角的余角,又称为布拉格角)入射到某一点阵晶格间距为d的晶面面上时,在符合上式的条件下,将在反射方向上得到因叠加而加强的衍射线。 2 物相定性分析原理 1) 每一物相具有其特有的特征衍射谱,没有任何两种物相的衍射谱是完全相同 的 2) 记录已知物相的衍射谱,并保存为PDF文件 3) 从PDF文件中检索出与样品衍射谱完全相同的物相 4) 多相样品的衍射谱是其中各相的衍射谱的简单叠加,互不干扰,检索程序能 从PDF文件中检索出全部物相 3 物相定量分析原理 X射线定量相分析的理论基础是物质参与衍射的体积活重量与其所产生的衍射强度成正比。 当不存在消光及微吸收时,均匀、无织构、无限厚、晶粒足够小的单相时,多晶物质所产生的均匀衍射环上单位长度的积分强度为: 式中R为衍射仪圆半径,V o为单胞体积,F为结构因子,P为多重性因子,M为温度因子,μ为线吸收系数。 三、仪器与材料 1)仪器:18KW转靶X射线衍射仪 2)数据处理软件:数据采集与处理终端与数据分析软件MDI Jade 6 3)实验材料:CaCO3+CaSO4、Fe2O3+Fe3O4

时间计算题汇总

地理时间计算部分专题练习 1、9月10日在全球所占的围共跨经度90°,则时间为:( ) A. 10日2时 B. 11日2时 C. 10日12时 D. 11日12时 3、时间为2008年3月1日的2点,此时与处于同一日期的地区围约占全球的:( ) A. 一半 B. 三分之一 C. 四分之一 D. 五分之一 4、图中两条虚线,一条是晨昏线,另一条两侧大部分地区日期不同,此时地球公转速度较慢。若图中的时间为7日和8日,甲地为( ) A.7日4时 B.8日8时 C.7月8时 D.8月4时 2004年3月22日到4月3日期间,可以看到多年一遇的“五星连珠”天象奇观。其中水星是最难一见的行星,观察者每天只有在日落之后的1 小时才能看到它。图中阴影部分表示黑夜,中心点为极地。回答5—7题 5.图4中①②③④四地,可能看到“五星连珠”现象的是( ) A .① B .② C .③ D .④ 6.在新疆的吐鲁番(约890 E )观看五星连珠现象,应该选择的时间段(时间)是( ) A .18时10分至19时 B .16时10分至17时 C .20时10分至21时 D.21时10分至22时 7.五星连珠中,除了水星外,另外四颗星是( ) A .金星、木星、土星、天狼星 B .金星、火星、木星、海王星 C .火星、木星、土星、天王星 D .金星、火星、土星、木星 (2002年)下表所列的是12月22日甲、乙、丙、丁四地的白昼时间,根据表中数据回答下8-10题。 甲地 乙地 丙地 丁地 白昼长 5∶30 9∶09 11∶25 13∶56 8、四地中属于南半球的是( ) A.甲地 B.乙地 C.丙地 D.丁地 9、四地所处纬度从高到低顺序排列的是( ) A.甲乙丙丁 B.甲乙丁丙 C.丙丁乙甲 D.丁丙乙甲 10、造成四起白昼时间差异的主要因素是( ) ①地球的公转 ②地球自转 ③黄赤交角的存在 ④地方时的不同 A.①② B.②③ C.③④ D.①③ 2002年1月1日,作为欧洲联盟统一货币的欧元正式流通,这将对世界金融的整体格局产生重要影响。回 答4-5题: 11、假定世界各金融市场均在当地时间上午9时开市,下午5时闭市。如果某投资者上午9时在法兰克福(东经8.50 )市场买进欧元,12小时后欧元上涨,投资者想尽快卖出欧元,选择的金融市场应位于:( ) A.东京(东经139.50 ) B.(东经1140 ) C.伦敦 D.纽约(西经740 ) ① ④ ② ③

小学三年级数学《简单的时间计算》教案范文三篇

小学三年级数学《简单的时间计算》教案范文三篇时间计算是继二十四时计时法的学习之后安排的一个内容。下面就是小编给大家带来的小学三年级数学《简单的时间计算》教案范文,欢迎大家阅读! 教学目标: 1、利用已学的24时记时法和生活中对经过时间的感受,探索简单的时间计算方法。 2、在运用不同方法计算时间的过程中,体会简单的时间计算在生活中的应用,建立时间观念,养成珍惜时间的好习惯。 3、进一步培养课外阅读的兴趣和多渠收集信息的能力。 教学重点: 计算经过时间的思路与方法。 教学难点: 计算从几时几十分到几时几十分经过了多少分钟的问题。 教学过程: 一、创设情景,激趣导入 1、谈话:小朋友你们喜欢过星期天吗?老师相信我们的星期天都过得很快乐!明明也有一个愉快的星期天,让我们一起来看看明明的一天,好吗? 2、小黑板出示明明星期天的时间安排。 7:10-7:30 起床、刷牙、洗脸; 7:40-8:20 早锻炼; 8:30-9:00 吃早饭; 9:00-11:00 看书、做作业 …… 3、看了刚才明明星期天的时间安排,你知道了什么?你是怎么知道的?你还想知道什么?

二、自主探究,寻找方法 1、谈话:小明在星期天做了不少的事,那你知道小明做每件事情用了多少时间吗?每 个小组从中选出2件事情计算一下各用了多少时间。 (1)分组学习。 (2) 集体交流。 2、根据学生的提问顺序学习时间的计算。从整时到整时经过时间的计算。 (1)学生尝试练习9:00-11:00明明看书、做作业所用的时间。 (2)交流计算方法:11时-9时=2小时。 3、经过时间是几十分钟的时间计算。 (1)明明从7:40到8:20进行早锻炼用了多少时间呢? 出示线段图。 师:7:00-8:00、8:00-9:00中间各分6格,每格表示10分钟,两个线段下边 的箭头分别指早锻炼开始的时间和结束的时间,线段图涂色部分表示早锻炼的时间。谈话:从图上看一看,从7时40分到8时经过了多少分钟?(20分)从8时到8时20分又经过 了多少时间?所以一共经过了多少分钟。(20+20=40分)小朋友们,如果你每天都坚持锻炼 几十分钟,那你的身体一定会棒棒的。 (2)你还能用别的方法计算出明明早锻炼的时间吗?(7:40-8:40用了一个小时,去掉 多算的20分,就是40分。或者7:20-8:20用了1个小时,去掉多算的20分,就是 40分。) (3)练习:找出明明的一天中做哪些事情也用了几十分钟? 你能用自己喜欢的方法计算出明明做这几件事情用了几十分钟吗?你是怎么算的? 三、综合练习,巩固深化 1、想想做做1:图书室的借书时间。你知道图书室每天的借书时间有多长吗? 学生计算。 (1)学生尝试练习,交流计算方法。 (2)教师板书。 2、想想做做2。 (1)学生独立完成。 (2)全班交流。

X射线衍射分析原理及其应用

X射线衍射分析 摘要: X射线衍射分析是一种重要的晶体结构和物相分析技术,广泛应用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教学、材料生产等领域。本文简要介绍X射线衍射原理,X射线衍射仪器的结构、原理,及其在地质学、医学等自然科学领域中的应用。 前言: 1895年伦琴发现X射线,又称伦琴射线。德国科学家劳厄于1912年发现

了X射线衍射现象,并推导出劳厄晶体衍射公式。随后,英国布拉格父子又将此衍射关系用简单的布拉格方程表示出来。到上世纪四、五十年代,X射线衍射的原理、方法及在其他各方面的应用逐渐建立。在各种测量方法中,X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。X射线衍射技术可以探究晶体存在的普遍性和特殊性能,使得其在冶金、石油、岩石矿物、科研、航空航天、材料生产等领域的被广泛应用。 关键词:方法,衍射,原理,应用 X射线衍射仪的原理 1.X射线衍射原理 当X射线沿某方向入射某一晶体的时候,晶体中每个原子的核外电子产生的相干波彼此发生干涉。当每两个相邻波源在某一方向的光程差等于波长λ的整数倍时,它们的波峰与波峰将互相叠加而得到最大限度的加强,这种波的加强叫做衍射,相应的方向叫做衍射方向,在衍射方向前进的波叫做衍射波。光程差为0的衍射叫零级衍射,光程差为λ的衍射叫一级衍射,光程差为nλ的衍射叫n级衍射。n不同,衍射方向的也不同。 由于常用的X射线波长约在2.5A~0.5A之间,与晶体中的原子间距(1A)数量级相同,因此可以用晶体作为X射线的衍射光栅,这就使得用X射线衍射进行晶体结构分析成为可能。 在晶体的点阵结构中,具有周期性排列的原子或电子散射的次生X射线间相互干涉的结果,决定了X射线在晶体中衍射的方向,所以通过对衍射方向的测定,可以得到晶体的点阵结构、晶胞大小和形状等信息。 晶体结构=点阵+结构基元,点阵又包括直线点阵,平面点阵和空间点阵。在x 射线作用下晶体的散射线来自若干层原子面,除同一层原子面的散射线互相干涉外,各原子面的散射线之间还要互相干涉。 光栅衍射 当光程差(BD+BF)=2dsinθ等于波长的整数倍nλ时,相邻原子面散射波干涉加强,即干涉加强条件为: 2dsinθ=nλ 一、X射线衍射法

X射线衍射的基本原理

三.X 射线衍射的基本原理 3.1 Bragg 公式 晶体的空间点阵可划分为一族平行而等间距的平面点阵,两相邻点阵平面的间距为d hkl 。晶体的外形中每个晶面都和一族平面点阵平行。 当X 射线照射到晶体上时,每个平面点阵都对X 射线射产生散射。取晶体中任一相邻晶面P 1和P 2,如图3.1所示。两晶面的间距为d ,当入射X 射线照射到此晶面上时,入射角为θ,散射X 射线的散射角也同样是θ。这两个晶面产生的光程差是: θsin 2d OB AO =+=? 3.1 当光程差为波长λ 的整数倍时,散射的X 射线将相互加强,即衍射: λθn d hkl =sin 2 3.2 上式就是著名的Bragg 公式。也就是说,X 射线照射到晶体上,当满足Bragg 公式就产生衍射。式中:n 为任意正整数,称为衍射级数。入射X 射线的延长线与衍射X 射线的夹角为2θ(衍射角)。为此,在X 射线衍射的谱图上,横坐标都用2θ 表示。 图3.1 晶体对X 射线的衍射 由Bragg 公式表明:d hkl 与θ 成反比关系,晶面间距越大,衍射角越小。晶面间距的变化直接反映了晶胞的尺寸和形状。每一种结晶物质,都有其特定的结构参数,包括点阵类型、晶胞大小等。晶体的衍射峰的数目、位置和强度,如同人的指纹一样,是每种物质的特征。尽管物质的种类有成千上万,但几乎没有两种衍射谱图完全相同的物质,由此可以对物质进行物相的定性分析。

3.2 物相分析 物相的定义是物质存在的状态,如同素异构体SiO2、TiO2分别有22种和5种晶体结构。除了单质元素构成的物质如铜、银等以外,X射线衍射分析的是物相(或化合物),而不是元素成分。 对于未知试样,为了了解和确定哪些物相时,需要定性的物相分析。 正如前述,晶体粉末衍射谱图,如人的指纹一样,有它本身晶体结构特征所决定。因而,国际上有一个组织——粉末衍射标准联合会(JCPDS)后改名为JCPDS-衍射数据国际中心专门负责收集、校订、编辑和发行粉末衍射卡片(PDF)的工作。自1941年以来,共发行衍射卡片近20万个。为了使大量的卡片方便进行人工物相鉴定,还出版了对这些卡片进行检索的索引。PDF卡片的标准形式如图3.2所示,对应此图编号的内容说明如表3.1所示。 图 图3.2 PDF卡片的标准形式 每一张卡片上不一定包括表3.1所述的所有内容,但有效数据都将一一列出。 物相分析的方法就是将未知试样与标准卡片上数据进行对比,由此来确定物相。先测试未知试样,然后按图3.3所示的步骤从PDF索引中查找。找出该物相的卡片号后,按卡片号查该物相的卡片,仔细核对后再判定该物相。

X射线衍射分析

X射线衍射分析 1 实验目的 1、了解X衍射的基本原理以及粉末X衍射测试的基本目的; 2、掌握晶体和非晶体、单晶和多晶的区别; 3、了解使用相关软件处理XRD测试结果的基本方法。 2 实验原理 1、晶体化学基本概念 晶体的基本特点与概念:①质点(结构单元)沿三维空间周期性排列(晶体定义),并有对称性。②空间点阵:实际晶体中的几何点,其所处几何环境和物质环境均同,这些“点集”称空间点阵。 ③晶体结构=空间点阵+结构单元。非晶部分主要为无定形态区域,其内部原子不形成排列整齐有规律的晶格。 对于大多数晶体化合物来说,其晶体在冷却结晶过程中受环境应力或晶核数目、成核方式等条件的影响,晶格易发生畸变。分子链段的排列与缠绕受结晶条件的影响易发生改变。晶体的形成过程可分为以下几步:初级成核、分子链段的 图1 14种Bravais 点阵 表面延伸、链 松弛、链的重吸收 页脚内容1

结晶、表面成核、分子间成核、晶体生长、晶体生长完善。Bravais提出了点阵空间这一概念,将其解释为点阵中选取能反映空间点阵周期性与对称性的单胞,并要求单胞相等棱与角数最多。满足上述条件棱间直角最多,同时体积最小。1848年Bravais证明只有14种点阵。 晶体内分子的排列方式使晶体具有不同的晶型。通常在结晶完成后的晶体中,不止含有一种晶型的晶体,因此为多晶化合物。反之,若严格控制结晶条件可得单一晶型的晶体,则为单晶。 2、X衍射的测试基本目的与原理 X射线是电磁波,入射晶体时基于晶体结构的周期性,晶体中各个电子的散射波可相互干涉。散射波周相一致相互加强的方向称衍射方向。衍射方向取决于晶体的周期或晶胞的大小,衍射强度是由晶胞中各个原子及其位置决定的。由倒易点阵概念导入X射线衍射理论, 倒易点落在Ewald 球上是产生衍射必要条件。 1912年劳埃等人根据理论预见,并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象,证明了X射线具有电磁波的性质,成为X射线衍射学的第一个里程碑。当一束单色X射线入射到晶体时,由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成,这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有相同数量级,故由不同原子散射的X射线相互干涉,在某些特殊方向上产生强X射线衍射,衍射线在空间分布的方位和强度,与晶体结构密切相关。这就是X射线衍射的基本原理。衍射线空间方位与晶体结构的关系可用布拉格方程表示: θn λ d= 2 sin 式中d为晶面间距;n为反射级数;θ为掠射角;λ为X射线的波长。布拉格方程是X射线衍射分析的根本依据。 X 射线衍射(XRD)是所有物质,包括从流体、粉末到完整晶体,重要的无损分析工具。对材料学、物理学、化学、地质、环境、纳米材料、生物等领域来说,X射线衍射仪都是物质结构表征,以性能为导向研制与开发新材料,宏观表象转移至微观认识,建立新理论和质量控制不可缺少的方法。其主要分 页脚内容2

X射线衍射仪工作原理

一X射线衍射仪工作原理 X射线是利用衍射原理,精确测定物质的晶体结构,织构及应力。对物质进行物相分析、定性分析、定量分析。广泛应用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教学、材料生产等领域。 特征X射线是一种波长很短(约为20~0.06nm)的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中,包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X射线,称为特征(或标识)X射线。考虑到X 射线的波长和晶体内部原子间的距离相近,1912年德国物理学家劳厄(M.von Laue)提出一个重要的科学预见:晶体可以作为X射线的空间衍射光,即当一束X射线通过晶体时将发生衍射,衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强,在其他方向上减弱。分析在照相底片上得到的衍射花样,便可确定晶体结构。这一预见随即为实验所验证。1913年英国物理学家布拉格父子(W. H. Bragg, W. .L Bragg)在劳厄发现的基础上,不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的著名公式──布拉格定律: θn λ 2, sin d= 式中λ为X射线的波长,n为任何正整数。当X射线以掠角θ(入射角的余角,又称为布拉格角)入射到某一点阵晶格间距为d的晶面面上时,在符合上式的条件下,将在反射方向上得到因叠加而加强的衍射线。 二,X射线衍射的应用 1、当X射线波长λ已知时(选用固定波长的特征X射线),采用细粉末或细粒多晶体的线状样品,可从一堆任意取向的晶体中,从每一θ角符合布拉格条件的反射面得到反射。测出θ后,利用布拉格公式即可确定点阵平面间距d、晶胞大小和晶胞类型; 2、利用X射线结构分析中的粉末法或德拜-谢乐(Debye—Scherrer)法的理论基础,测定衍射线的强度,就可进一步确定晶胞内原子的排布。 3、而在测定单晶取向的劳厄法中所用单晶样品保持固定不变动(即θ不变),以辐射线束的波长λ作为变量来保证晶体中一切晶面都满足布拉格条件,故选用连续X射线束。再把结构已知晶体(称为分析晶体)用来作测定,则在获得其衍射线方向θ后,便可计算X射线的波长λ,从而判定产生特征X射线的元素。这便是X射线谱术,可用于分析金属和合金的成分 4、X射线衍射在金属学中的应用: X射线衍射现象发现后,很快被用于研究金属和合金的晶体结构,已经成为研究晶体物质和某些非晶态物质微观结构的有效方法。 (1)物相分析是X射线衍射在金属中用得最多的方面,又分为定性分析和定量分析。定性分析是把对待测材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据进行比较,以确定材料中存在的物相;定量分析则根据衍射花样的强度,确定待测材料中各相的比例含量。(2)精密测定点阵参数常用于相图的固态溶解度曲线的绘制。溶解度的变化往往引起点阵常数的变化;当达到溶解限后,溶质的继续增加引起新相的析出,不再引起点阵常数的变化。这个转折点即为溶解限。另外点阵常数的精密测定可获得单位晶胞原子数,从而可确定固溶体类型;还可以计算出密度、膨胀系数等有用的物理常数。 (3)取向分析包括测定单晶取向和多晶的结构(如择优取向)。测定硅钢片的取向就是一例。另外,为研究金属的范性形变过程,如孪生、滑移、滑移面的转动等,也与取向的测定有关。

古代时间的计算方法

中国古代时间的计算方法(1) 现时每昼夜为二十四小时,在古时则为十二个时辰。当年西方机械钟表传入中国,人们将中西时点,分别称为“大时”和“小时”。随着钟表的普及,人们将“大时”忘淡,而“小时”沿用至今。 古时的时(大时)不以一二三四来算,而用子丑寅卯作标,又分别用鼠牛虎兔等动物作代,以为易记。具体划分如下:子(鼠)时是十一到一点,以十二点为正点;丑(牛)时是一点到三点,以两点为正点;寅(虎)时是三点到五点,以四点为正点;卯(兔)时是五点到七点,以六点为正点;辰(龙)时是七点到九点,以八点为正点;巳(蛇)时是九点到十一点,以十点为正点;午(马)时是十一点到一点,以十二点为正点;未(羊)时是一点到三点,以两点为正点;申(猴)时是三点到五点,以四点为正点;酉(鸡)时是五点到七点,以六点为正点;戌(狗)时是七点到九点,以八点为正点;亥(猪)时是九点到十一点,以十点为正点。 古人说时间,白天与黑夜各不相同,白天说“钟”,黑夜说“更”或“鼓”。又有“晨钟暮鼓”之说,古时城镇多设钟鼓楼,晨起(辰时,今之七点)撞钟报时,所以白天说“几点钟”;暮起(酉时,今之十九点)鼓报时,故夜晚又说是几鼓天。夜晚说时间又有用“更”的,这是由于巡夜人,边巡行边打击梆子,以点数报时。全夜分五个更,第三更是子时,所以又有“三更半夜”之说。 时以下的计量单位为“刻”,一个时辰分作八刻,每刻等于现时的十五分钟。旧小说有“午时三刻开斩”之说,意即,在午时三刻钟(差十五分钟到正午)时开刀问斩,此时阳气最盛,阴气即时消散,此罪大恶极之犯,应该“连鬼都不得做”,以示严惩。阴阳家说的阳气最盛,与现代天文学的说法不同,并非是正午最盛,而是在午时三刻。古代行斩刑是分时辰开斩的,亦即是斩刑有轻重。一般斩刑是正午

excel表格日期计算

竭诚为您提供优质文档/双击可除 excel表格日期计算 篇一:excel中几个时间计算公式 假设b2为生日 =datedif(b2,today(),"y") datediF函数,除excel2000中在帮助文档有描述外,其他版本的excel在帮助文档中都没有说明,并且在所有版本的函数向导中也都找不到此函数。但该函数在电子表格中确实存在,并且用来计算两个日期之间的天数、月数或年数很方便。微软称,提供此函数是为了与lotus1-2-3兼容。 该函数的用法为 “datediF(start_date,end_date,unit)”,其中start_date 为一个日期,它代表时间段内的第一个日期或起始日期。end_date为一个日期,它代表时间段内的最后一个日期或结束日期。unit为所需信息的返回类型。 “y”为时间段中的整年数,“m”为时间段中的整月数,“d”时间段中的天数。“md”为start_date与end_date日期中天数的差,可忽略日期中的月和年。“ym”为start_date 与end_date日期中月数的差,可忽略日期中的日和年。“yd”

为start_date与end_date日期中天数的差,可忽略日期中的年。比如,b2单元格中存放的是出生日期(输入年月日时,用斜线或短横线隔开),在c2单元格中输入 “=datedif(b2,today(),"y")”(c2单元格的格式为常规),按回车键后,c2单元格中的数值就是计算后的年龄。此函数在计算时,只有在两日期相差满12个月,才算为一年,假如生日是20xx年2月27日,今天是20xx年2月28日,用此函数计算的年龄则为0岁,这样算出的年龄其实是最公平的。 身份证号提取年龄 =datediF(--text((len(a1)=15)*19”即可获得当时的日期时间; 2、使用公式:用=now()而非=date(),=date()只有日期,然后进行菜单“工具->选项”,选择“重新计算”页,选中“人工重算”,勾不勾选“保存前自动重算”看自己的需要和想法了,如果勾选了,那日期时间那总是最后一次保存的日期时间,不勾选的话,如果你的表格中有公式记得准备存前按F9 篇二:excel中如何计算两个日期之间的月数 excel中如何计算两个日期之间的月数

x射线衍射仪原理

标准实用 x射线衍射仪原理及应用 课程名称材料分析测试技术 系别金属材料工程系 专业金属材料工程 班级材料**** 姓名______ * *_ 学号********

化学工程与现代材料学院制

x射线衍射仪原理及应用 基本原理: x射线的波长和晶体内部原子面之间的间距相近,晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即一束X射线照射到物体上时,受到物体中原子的散射,每个原子都产生散射波,这些波互相干涉,结果就产生衍射。衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强,在其他方向上减弱。分析衍射结果,便可获得晶体结构。以上是1912年德国物理学家劳厄提出的一个重要科学预见,随即被实验所证实。1913年,英国物理学家布拉格父子,在劳厄发现的基础上,不仅成功的测定了NaCl,KCl等晶体结构,还提出了作为晶体衍射基础的著名公式——布拉格方程:2dsinθ=nλ。 基本特征: X射线及其衍射X射线是一种波长(0.06-20nm)很短的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相机乳胶感光、气体电离。用高能电子束轰击金属靶产生X射线,它具有靶中元素相对应的特定波长,称为特征X射线。如铜靶对应的X射线波长为0.154056 nm。对于晶体材料,当待测晶体与入射束呈不同角度时,那些满足布拉格衍射的晶面就会被检测出来,体现在XRD 图谱上就是具有不同的衍射强度的衍射峰。对于非晶体材料,由于其结构不存在晶体结构中原子排列的长程有序,只是在几个原子范围内存在着短程有序,故非晶体材料的XRD图谱为一些漫散射馒头峰 基本构成:

1,高稳定度X射线源提供测量所需的X射线, 改变X射线管阳极靶材质可改变X射线的波长, 调节阳极电压可控制X射线源的强度。 X射线管利用高速电子撞击金属靶面产生X射线的真空电子器件,又称X光管。分为充气管和真空管两类。1895 年W.K.伦琴在进行克鲁克斯管实验时发现了X射线。克鲁克斯管就是最早的充气X射线管,其功率小、寿命短、控制困难,现已很少应用。1913年W.D.库利吉发明了真空X射线管。管内真空度不低于10-4帕。阴极为直热式螺旋钨丝,阳极为铜块端面镶嵌的金属靶。阴极发射出的电子经数万至数十万伏高压加速后撞击靶面产生X射线。以后经过许多改进,至今仍在应用。现代出现一种在阳极靶面与阴极之间装有控制栅极的X 射线管,在控制栅上施加脉冲调制,以控制X射线的输出和调整定时重复曝光。X射线管用于医学诊断、治疗、零件的无损检测,物质结构分析、光谱分析、科学研究等方面。X射线对人体有害,使用时须采取防护措施。 简单的说,它包括四个部分: (1).产生电子的阴极,一般是螺旋形状的钨丝,加热后可以发射电子。 (2).阳极靶,它用来吸收阴极电子,通过这些高速电子的撞击,产生X射线(X射线的产生原理~你应该知道吧?赘述),撞击会产生大量热(主要的能

X射线衍射分析

X 射线衍射分析 1实验目的 1、 了解X 衍射的基本原理以及粉末X 衍射测试的基本目的; 2、 掌握晶体和非晶体、单晶和多晶的区别; 3、 了解使用相关软件处理XRD 测试结果的基本方法。 2实验原理 1、 晶体化学基本概念 晶体的基本特点与概念:①质点(结构单元)沿三维空间周期性排列(晶 体 定义),并有对称性。②空间点阵:实际晶体中的几何点,其所处几何环境和 物质环境均同,这些“点集”称空间点阵。③晶体结构 =空间点阵+结构单元。非 晶部分主要为无定形态区域,其内部原子不形成排列整齐有规律的晶格。 对于大多数晶体化合物来说,其晶体在冷却结晶过程中受环境应力或晶核数目、 成核方式等条件的影响,晶格易发生畸变。分子链段的排列与缠绕受结晶条件的 影响易发生改变。晶体的形成过程可分为以下几步:初级成核、分子链段的 图1 14 种Bravais 点阵 表面延伸、链松弛、链的重吸收结晶、表面成核、分子间成核、晶体生长、晶体 生长完善。Bravais 提出了点阵空间这一概念,将其解释为点阵中选取能反映空 间点阵周期性与对称性的单胞,并要求单胞相等棱与角数最多。满足上述条件棱 间直角最多,同时体积最小。1848年Bravais 证明只有14种点阵。 Bravais lattice Cryslal DerBCfliptlcn CSlnwle) cubic Cubic a - b=? E , a = = 90B BaO/-rentered F*韓?“nl ?喇 (Simple) T etr-Aa^n^ i = b*C i .a=g = 7=SCi , Boa^-tentered ler^go>nal CGlnwle) DfthDmunbic Orlharhanbir 目日即亡时恒创 Orlhorhcmbic Oase-ceMered Offliorhombic Fac$-LBnter$d OnhorhChibie (Simple) Rhombol*edrai Rhombohedr^i (Trigonal) R = b = (;&= p= 7^ 90' 闭卿闾扫D 城帕1 H 曲g 肿对 a = b?iC fc tt=ft=0I]-a 7=12D - ⑻側 1.) MOnlQClHiC Monoclinic a c s a = y= go ■,&4 ger Monodlnlc : (Slrrwle)AnDithl£: Anotlhic (Triclinic) a * : UH p 9D" PDFhAAiNT uaes Ehe 他 dfescnbing lhe pallerrt I Ellice cubic tatnigond orthortiombic rhonibdhedral hdxa.goinal (trigcnal) anortluc (tricl i me) iriufiOchrr ic

时间计算公式

高中地理计算公式 一、时间的计算 1、求时区: 时区数=已知经度/15°(商四舍五入取整数,即为时区数) 2、求区时: 所求区时=已知区时±时区差(东加西减) 3、求地方时: 所求地方时=已知地方时±4分钟/度×经度差(东加西减) 二、太阳高度的计算 1、求正午太阳高度: H=90°-︱纬度差︱(纬度差指当地纬度与太阳直射纬度之间的差) 2、求子夜太阳高度: H=︱纬度和︱-90°(纬度和指当地纬度与太阳直射纬度之间的和) 3、求南北两楼的楼间距: L=h?cotH (h为楼高,H为该地一年中最小的正午太阳高度) 三、昼夜长短的计算 1、求昼长: (1)昼长=昼弧∕15° (2)昼长=日落时间-日出时间 (3)昼长=24-夜长 (4)昼长=(12-日出地方时)×2 (5)昼长=(日落地方时-12) 2、求夜长 (1)夜长=夜弧∕15° (2)夜长=24-昼长 (3)夜长=(24-日落地方时)×2 (4)北半球某纬度的夜长=南半球同纬度的昼长 四、日出、日落时刻的计算 1、求日出时刻: (1)日出时刻=当地纬线与晨线交点的时刻(2)日出时刻=12-昼长∕2 2、求日落时刻: (1)日落时刻=当地纬线与昏线交点的时刻(2)日落时刻=12+昼长∕2 五、球面距离的计算 (1)赤道和经线上的距离111Km×度数 (2)纬线上的距离=111Km×度数?COSθ(θ为当地的纬度) (3)对趾点的计算:经度互补,一东一西;纬度相等,一南一北。 六、比例尺的计算 (1)比例尺=图上距离∕实地距离 (2)缩放图幅面积=原图幅面积×比例尺缩放的平方 七、相对高度的计算 (1)陡崖相对高度:(n-1)d≤H<(n+1)d (n为等高线条数,d为等高距) (2)H=T∕6°×1000米 (H为两地相对高度,T为两地温差)

1914年诺贝尔物理学奖——晶体的X射线衍射

1914年诺贝尔物理学奖——晶体的X射线衍射 1914年诺贝尔物理学奖授予德国法兰克福大学的劳厄(Max vonLaue,1879—1960),以表彰他发现了晶体的X射线衍射。 劳厄发现X射线衍射是20世纪物理学中的一件有深远意义的大事,因为这一发现不仅说明了X射线是一种比可见光波长短1000倍的电磁波,使人们对X 射线的认识迈出了关键的一步,而且还第一次对晶体的空间点阵假说作出了实验验证,使晶体物理学发生了质的飞跃。这一发现继佩兰(Perrin)的布朗运动实验之后,又一次向科学界提供证据,证明原子的真实性。从此以后,X射线学在理论和实验方法上飞速发展,形成了一门内容极其丰富、应用极其广泛的综合学科。 劳厄当时正在德国慕尼黑大学任教。他是1909年来到慕尼黑大学的,因为那时索末菲正在那里。索末菲的讲课和讨论班吸引了许多年轻的物理学家来到慕尼黑,讨论的主题都与当时物理学在理论和实验方面的新的概念和发现有关。其中有关X射线的本性的各种看法也是主题之一。劳厄在理论物理学方面有很深的造诣,同时也密切关注实际物理现象,特别是在光学和辐射方面。他很早就对狭义相对论发生了兴趣,曾从光学的光行差现象为相对论提供了独特的证明,并写了一本小册子介绍相对论。劳厄自从1909年来到慕尼黑大学后,由于受到伦琴的影响,注意力始终放在X射线的本性上。他完全了解有关这方面的研究现状和面临的困境,他倾向于波动说,知道问题的关键在于实现X射线的干涉或衍射。正好这时索末菲把编纂《数学科学百科全书》中“波动光学”条目的任务交给劳厄。为此劳厄研究了晶格理论。晶体的点阵结构在当时虽然还是一种假设,但是在劳厄看来却是合情合理的。他坚决站在原子论这一边,反对某些哲学家怀疑原子存在的观点。他认为:没有什么无懈可击的认识论论据能够驳斥这一事实,实际经验却不断地提供新鲜证据支持这一事实。由于他对晶体空间点阵有如此深刻的认识,所以当索末菲的博士研究生厄瓦尔德(P.Ewald)和他讨论晶体光学问题时,他敏锐地抓住了晶格间距的数量级,判定晶体可以作为X射线的天然光栅。他的灵感来自他日夜的苦思,同时也是由于他对这两个互不相干的假设都有明确具体的概念。劳厄不止一次地提到:如果不确信原子的存在,他永远也不会想到利用X射线透射的方法来进行实验。据劳厄和厄瓦尔德回忆,具体过程是这样的: 1912年2月的一天,厄瓦尔德来到劳厄的房间,求劳厄帮助解决如何用数学研究光对偏振原子点阵的作用。尽管劳厄帮不了他的忙,仍热心地建议他们第二天在研究所碰头,并去他家里在晚饭前后讨论。他们按约会面,步行穿过鲁德维希(Ludwig)大街后,厄瓦尔德开始向劳厄一般性地介绍他正在从事的课题,出乎他的意料,劳厄对这方面并不了解。他向劳厄解释,他是怎样依照色散的一般理论假设在点阵排列中振子的位置。劳厄反问他为什么要这样假设。厄瓦尔德回答说,人们认为晶体具有这种内部的规律性。看起来劳厄对此感到新奇。这时他们已经进入花园。劳厄问道:振子之间的距离多大?对此,厄瓦尔德回答说,

晶体X射线衍射实验报告

X 射线衍射实验报告 材料科学与工程 学院 材料科学与工程 专业 班级 姓 名 学号 同组者 实验日期 年 月 日 指导教师 评分 分 评阅人 评阅日期 一 实验设计背景与实验目的 1 实验设计背景 Al-Zn-Mg 合金是中强可焊铝合金,σb 达到500MPa ,延伸率为15%,电导率为30IACS%,具有较好的强度和延伸率,抗腐蚀性能较好。用作航空航天和地面设备的结构材料。是目前材料研究的一个重要课题。 该合金是可热处理强化合金,合金通过固溶-淬火-时效,时效温度不同,析出GP 区、η'相或η相。后两者具有六方结构,基本化学组成为MgZn2。而GP 区为5-10nm 的球状粒子。析出相不同,其合金性能也不相同。 图1 Al-Zn-Mg 合金的不同处理态TEM 观察 a)Al 固溶态(基体) b) 120℃/24h 时效态 c)180℃/24h 时效态 同一合金,固溶态的物相应为单相,而时态效为双相(基体和析出相),因 0.5μ 100nm b) a) 100nm c) 100nm

此,首先应通过实验鉴定物相组成(物相定性分析);对于双相态,应当了解析出相的百分含量;另外,由于合金元素在基体中不同程度的固溶,导致基体的点阵常数变化,通过这种变化可检测固溶程度。 2 实验目的 了解X射线衍射仪的结构,操作规程,掌握MDI JADE的使用方法; 掌握X射线在新材料开发中的实际应用方法(物相定性分析、物相定量分析和点阵常数精确测定)。 掌握新材料开发的最新进展和新实验方法和技巧。 二实验原理 1、X射线衍射仪 (1)X射线管 X射线管工作时阴极接负高压,阳极接地。灯丝附近装有控制栅,使灯丝发出的热电子在电场的作用下聚焦轰击到靶面上。阳极靶面上受电子束轰击的焦点便成为X射线源,向四周发射X射线。在阳极一端的金属管壁上一般开有四个射线出射窗口。转靶X射线管采用机械泵+分子泵二级真空泵系统保持管内真空度,阳极以极快的速度转动,使电子轰击面不断改变,即不断改变发热点,从而达到提高功率的目的

日期计算器

程序设计与算法课程设计

课程设计评语 对课程设计的评语: 平时成绩:课程设计成绩: 总成绩:评阅人签名: 注:1、无评阅人签名成绩无效; 2、必须用钢笔或圆珠笔批阅,用铅笔阅卷无效; 3、如有平时成绩,必须在上面评分表中标出,并计算入总成绩。

目录 课程设计评语 (2) 目录 (3) 1.课程论文题目.............................................................................................. 错误!未定义书签。2.程序设计思路.. (4) 3.功能模块图 (4) 4.数据结构设计 (5) 5.算法设计 (5) 6.程序代码 (6) 7.程序运行结果 (7) 8.编程中遇到的困难及解决方法.................................................................. 错误!未定义书签。9.总结及建议.................................................................................................. 错误!未定义书签。10.致谢. (8)

1.课程设计题目:日期计算器 【要求】 功能:计算输入日期是当年中的第几天 系统要求实现以下功能: 1. 由用户分别输入:年、月、日 2. 计算该日期是当年中的第几天 3. 输出计算出的天数 分步实施: 1、首先设计Dater对象构造器 2、判断此年是否为闰年。 3、计算从此年年初到此日的一共多少天 4、输入输出处理。 【提示】 需求分析:使用Dater对象构造器,用1判断为闰年,,0判断为不是闰年,使用累加的方法计算年初到此日共有多少天,进行输入输出处理. (1)主函数设计 主函数提供输入,处理,输出部分的函数调用。 (2)功能模块设计 模块:由用户自己录入年,月,日,、。计算该日期为一年的中德第几天。输出计算出的天数,返回主菜单。 3. 功能模块图 (1)输入模块 由用户分别输入:年、月、日

相关文档
最新文档