之间X射线和晶体学相似
X射线和晶体学有(在联盟百科)12共同点: 原子核,可见光,同步加速器,同步辐射,威廉·劳伦斯·布拉格,布拉格定律,底片,光子,电子,X射线晶体学,X光散射技术,波长。
原子核
原子核(德语:Atomkern,英语:Atomic nucleus)是原子的组成部分,位于原子的中央,占有原子的大部分质量。組成原子核的有中子和質子。当周围有和其中质子等量的电子围绕时,构成的是原子。原子核極其渺小,如果将原子比作一座大廈,那麼原子核只有大廈裡的一張桌子那麼大。.
可见光
可見光(Visible light)是電磁波譜中人眼可以看見(感受得到)的部分。這個範圍中電磁輻射被稱為可見光,或簡單地稱為光。人眼可以感受到的波長範圍一般是落在390到700nm。對應於這些波長的頻率範圍在430–790 THz。但有一些人能够感知到波长大约在380到780nm之间的电磁波。正常视力的人眼对波长约为555nm的电磁波最为敏感,这种电磁波处于光学频谱的绿光区域。.
同步加速器
同步加速器(Synchrotron)是一種環形的粒子加速器,使用磁場(讓帶電粒子在運行中可以改變方向)及電場(加速帶電粒子)與運行中的帶電粒子束同步化操作。本是由阿爾瓦雷茨發展用以研究高能粒子之裝置。 粒子迴旋加速器使用均勻的磁場及固定頻率變化的電場加速帶電粒子,如果改變其中一項則為同步粒子迴旋加速器,兩者都改變則為同步加速器。粒子在粒子迴旋加速器中,從中心以螺旋軌道運行到腔壁時,粒子迴旋加速器的最大半徑限制了粒子最後所獲得的全部能量。另一方面若以增加磁場強度的方式來提高加速能量,也有其極限。所以有同步加速器的出現。同步加速器中的粒子束具有固定軌道,藉著改變參數使帶電粒子獲得能量,在真空的環境(儲存環)中不斷的運行。同步加速器中的儲存環包含了直線段與彎曲的部分,前後相連在一起。因此在結構上和粒子迴旋加速器有很大的不同。而儲存環中彎曲的部分會有許多磁鐵設施使粒子束改變運行方向;直線段的部分則設置高頻共振腔使用高能量的微波提供粒子加速所需的電場。最強大的現代化的粒子加速器使用的同步加速器設計版本。最大的同步型加速器大型強子對撞機(LHC)位於瑞士日內瓦附近,由歐洲核子研究組織(CERN)建造。 同步加速器可以克服粒子迴旋加速器所遇到的問題,可以使用一個較小的管子來傳送粒子束,管子旁可裝設許多聚焦用的磁鐵或其他設施。 埃德溫·麥克米蘭在1945年建成了第一個電子同步加速器,儘管已經於1944年(麥克米蘭并不知道)在蘇聯雜誌發表原理。 第一個質子同步加速器由爵士設計 和建造於1952年。.
同步辐射
同步辐射是带电粒子的運動速度接近光速(v≈c)在电磁场中偏转时,沿運動的切線方向发出的一种电磁辐射,最先在电子同步加速器上发现,故得此名,又称同步加速器辐射。它与回旋辐射(由回旋加速器产生的辐射)类似,区别是同步辐射中的电子速度更高,已接近光速,要考虑相对论效应。 由于重子的静止质量比电子大三个數量级以上,即使在TeV级的质子同步加速器中,因同步辐射造成的能量损失依然是不重要的。而对MeV级的电子同步加速器,同步辐射已十分显著。同步辐射使粒子在横向和纵向的振荡阻尼,并与量子起伏达到平衡态。这也是为什么电子同步加速器中束流易于稳定和束流发射度较小且不依赖于入射束性能的原因。 由于同步辐射造成的能量损失是阻碍电子同步加速器能量提高的主要因素。同时又发现它具有宽阔的连续光谱、高度的准直性和偏振性等特点,加上高功率和高亮度,使电子储存环成为一种性能优异的新型强光源而得到广泛应用。同步辐射又是天体物理中的一种重要辐射机制。.
威廉·劳伦斯·布拉格
威廉·劳伦斯·布拉格爵士,CH,OBE,MC,FRS(Sir William Lawrence Bragg,),出生於澳洲的物理学家,他擁有澳洲和英國雙重國籍,因為發現了關於X射線衍射的布拉格定律,1915年与其父威廉·亨利·布拉格一同获得诺贝尔物理学奖。.
X射线和威廉·劳伦斯·布拉格 · 威廉·劳伦斯·布拉格和晶体学 ·
布拉格定律
在物理學中,布拉格定律給出晶格的相干及不相干散射角度。當X射線入射於原子時,跟任何電磁波一樣,它們會使電子雲移動。電荷的運動把波動以同樣的頻率再發射出去(會因其他各種效應而變得有點模糊);這種現象叫瑞利散射(或彈性散射)。散射出來的波可以再相互散射,但這種進級散射在這裏是可以忽略的。當中子波與原子核或不成對電子的相干自旋進行相互作用時,會發生一種與上述電磁波相近的過程。這些被重新發射出來的波來相互干涉,可能是相長的,也可能是相消的(重疊的波某程度上會加起來產生更強的波峰,或相互消抵),在探測器或底片上產生繞射圖樣。而所產生的波干涉圖樣就是繞射分析的基本部份。這種解析叫布拉格繞射。 布拉格繞射(又稱X射線繞射的布拉格形式),最早由威廉·勞倫斯·布拉格及威廉·亨利·布拉格於1913年提出,他們早前發現了固體在反射X射線後產生的晶體線(與其他物態不同,例如液體),而這項定律正好解釋了這樣一種效應。他們發現,這些晶體在特定的波長及入射角時,反射出來的輻射會形成集中的波峰(叫布拉格尖峰)。布拉格繞射這個概念同樣適用於中子繞射及電子繞射 。中子及X射線的波長都於原子間距離(~150 pm)相若,因此它們很適合在這種長度作“探針”之用。 威廉·勞倫斯·布拉格使用了一個模型來解釋這個結果,模型中晶體為一組各自分離的平行平面,相鄰平面間的距離皆為一常數d。他的解釋是,如果各平面反射出來的X射線成相長干涉的話,那麼入射的X射線經晶體反射後會產生布拉格尖峰。當相位差為2π及其倍數時,干涉為相長的;這個條件可經由布拉格定律表示: 其中n為整數,λ為入射波的波長,d為原子晶格內的平面間距,而θ則為入射波與散射平面間的夾角。注意移動中的粒子,包括電子、質子和中子,都有對應其速度及質量的德布羅意波長。 布拉格定律由物理學家威廉·勞倫斯·布拉格爵士於1912年推導出來,並於1912年11月11日首度於劍橋哲學會中發表。儘管很簡單,布拉格定律確立了粒子在原子大小下的存在,同時亦為晶體研究了提供了有效的新工具──X射線及中子繞射。威廉·勞倫斯·布拉格及其父,威廉·亨利·布拉格爵士獲授1915年諾貝爾物理學獎,原因為晶體結構測定的研究,他們測定了氯化鈉、硫化鋅及鑽石的結構。 他們是唯一一隊同時獲獎的父子隊伍,而威廉·勞倫斯·布拉格時年25歲,因此成了最年輕的諾貝爾獎得主。.
底片
底片,是一种製成影像物料。现今广泛应用的底片是将卤化银涂抹在聚乙酸酯片基上,此種底片為軟性,捲成整捲方便使用,所以又稱膠卷,当有光线照射到卤化银上时,卤化银转变为黑色的银,经显影工艺后固定于片基,成为我们常见到黑白负片。彩色负片则涂抹了三层卤化银以表现三原色。除了负片之外还有正片及一次成像底片等等。 早期的底片用玻璃作片基,19世紀晚期塑膠工業技術成熟,壓成薄片的塑膠片取代玻璃成為片基。 底片以感光速度(din/ISO)來分別,由最低速之ISO25度至高速之ISO3200,一般來說感光度越低,畫質越細膩。最常用的膠卷為din21度/ISO100,其次是快片,即din24度/ISO200。其它速度的膠卷,由於價格,冲片技術要求特殊,在2000年左右數位攝影興起後,幾乎只有專業人士才會使用。但由於復古風興起的緣故,底片又再次稍為普及。.
光子
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电子
电子(electron)是一种带有负电的次原子粒子,通常标记为 e^- \,\!。電子屬於轻子类,以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一,无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋,是一种费米子。因此,根據泡利不相容原理,任何兩個電子都不能處於同樣的狀態。电子的反粒子是正电子(又称正子),其质量、自旋、帶电量大小都与电子相同,但是电量正負性与电子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅,在這過程中,生成一對以上的光子。 由电子與中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所組成的原子核,电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时,原子会带电;称該帶電原子为离子。当原子得到额外的电子时,它带有负电,叫阴离子,失去电子时,它带有正电,叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量,导致正负电量不平衡时,称该物体带静电。当正负电量平衡时,称物体的电性为电中性。靜電在日常生活中有很多用途,例如,靜電油漆系統能夠將或聚氨酯漆,均勻地噴灑於物品表面。 電子與質子之間的吸引性庫侖力,使得電子被束縛於原子,稱此電子為束縛電子。兩個以上的原子,會交換或分享它們的束縛電子,這是化學鍵的主要成因。当电子脱离原子核的束缚,能够自由移动时,則改稱此電子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在許多物理現象裏,像電傳導、磁性或熱傳導,電子都扮演了機要的角色。移動的電子會產生磁場,也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會發射電磁輻射。 根據大爆炸理論,宇宙現存的電子大部份都是生成於大爆炸事件。但也有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如,當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面,許多電子會因為與正子相碰撞而互相湮滅,或者,會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。 在實驗室裏,精密的尖端儀器,像四極離子阱,可以長時間局限電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設施,像国际热核聚变实验反应堆,藉著局限電子和離子電漿,來實現受控核融合。無線電望遠鏡可以用來偵測外太空的電子電漿。 電子被广泛應用于電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等领域。.
X射线晶体学
X射線晶體學是一門利用X射線來研究晶體中原子排列的學科。更準確地說,利用電子對X射線的散射作用,X射線晶體學可以獲得晶體中電子密度的分佈情況,再從中分析獲得关于原子位置和化学键的資訊,即晶體結構。 由于包括盐类、金属、矿物、半导体在内的许多物质都可以形成晶体,X射线晶体学已经是许多学科的基本技术。在前十年这项技术主要被用于测量原子大小、化学键的类型和键长,以及其他的许多物质,尤其是矿物和合金。X射线晶体学也揭示了许多生物分子的结构和功能,例如维生素、药物、蛋白质以及脱氧核糖核酸(DNA)。X射线晶体学如今仍然是从原子尺度研究物质结构的主要方法。.
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X光散射技术
X光散射技术或X射线衍射技术(X-ray scattering techniques)是一系列常用的非破壞性分析技術,可用於揭示物質的晶體結構、化學組成以及物理性質。这些技术都是以观测X射线穿过样品后的散射强度为基础,并根据散射角度、极化度和入射X光波长对实验结果进行分析。X光散射技术可在許多不同的條件下進行分析,例如不同的溫度或壓力。.
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波长
波长是一個物理學的名詞,指在某一固定的頻率裡,沿着波的传播方向、在波的图形中,離平衡位置的「位移」與「時間」皆相同的两个质点之间的最短距离。在物理學,波長普遍使用希臘字母λ來表示。.
上面的列表回答下列问题
- 什么X射线和晶体学的共同点。
- 什么是X射线和晶体学之间的相似性
X射线和晶体学之间的比较
X射线有75个关系,而晶体学有77个。由于它们的共同之处12,杰卡德指数为7.89% = 12 / (75 + 77)。
参考
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