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中子散射A

中子散射技术

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中子散射的研究发展

中子散射的研究发展 由于热中子的波长、能量与凝聚态物质的分子、原子间距离和热运动能量相近,利用中子弹性和非弹性散射技术,可以了解物质的微观结构与性能。并且中子对氢原子的散射截面远大于其他元素,使得在利用中子散射研究包含大量氢元素的大分子结构以及动力学特征方面有显著优势。文章对中子散射产生的原理、特点进行总结,并利用中子散射技术在确定物质晶体结构、磁结构、缺陷分析等方面进行探讨,最后对中子散射技术在未来各个研究方向的应用进行了探讨和展望。 在进行用α粒子轰击铍的实验时,人们第一次发现了中子。若想用一种辐射来分析物质结构,那么其波长的量级要与被测物质原子间的距离量级相等。如果是分析分子、原子的运动状态,那么它的能量要与被测分子、原子的能量相差无几。中子在这两个方面都满足条件,适合被用于探究物质结构和其运动状态。 利用中子散射来研究物质微观结构的目的,是了解物质的原子排布。其实验方法包括中子衍射、中子小角散射和中子反射技术。物质微观动力学性质研究是为了解物质中粒子的运动方式。其实验方法包括中子非弹性散射技术和中子准弹性散射技术。 随着科技进步,中子散射技术日益完善。其应用已广泛涉及于航天、生物、地矿和材料等领域。中子散射弥补了X射线在物质微观结构研究的不足之处,并且在磁结构、动力学特性研究方面。它的作用是唯一、不可替代的。 2 中子散射技术的原理及特点 晶体中有序排列的原子对中子波而言相当一个三维光栅,中子波通过时会产生衍射现象。散射波会在某些特定的散射角干涉加强形成衍射峰。峰的位置、强度与晶体中的原子位置、排列方式以及各个位置上原子的种类有关。对于磁性物质衍射峰的位置还与原子的取向、排列方式和磁矩大小有关。 液体和非晶态物质的结构无长程有序,它们的散射曲线不会出现明显的衍射峰。但由于结构中存在短程有序,所以还会在散射曲线中出现少数表征短程有序的矮而宽的小峰。它们仍然可以从统计的意义上为我们提供液体和非晶物质最近邻配位原子的信息。 综上所述,我们可以利用中子衍射研究物质结构和磁结构。

CSNS中子散射谱仪

CSNS中子散射谱仪 中子散射谱仪
王芳卫
for the CSNS Instrument Team
CSNS Engineering Center for Target Station and Neutron Instruments Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences

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试验系统简介 ? CSNS试验系统简介 中子产生: ? 中子产生:靶站物理及预制研究 中子利用: ? 中子利用:一期三台谱仪物理设计介绍 ? 中子谱仪各组成部分的设计和预制研究 任务分级细分、 ? 任务分级细分、时间安排与投资概算
散裂中子源进展 November 12, 2008
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中子产生和利用: 中子产生和利用:同一屋檐下的不同任务
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Project of central organization
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中子散射

中子散射方法测定结构 中子是在二十世纪初被发现的. 中子和质子一样是组成原子核的基本粒子. 中子的质量与质子相近, 中子不带电荷但具有磁矩, 其自旋为1/2. 早在二十世纪三十年代, 就发现中子可以被散射. 但直到二十世纪中期, 核反应堆的建立提供了稳定的强中子源, 使得中子散射研究成为可能. 二十世纪八十年代散裂脉冲中子源的出现使人们可以得到更强的中子流. 由于中子散射研究的迅速发展及其在科学上的重大贡献, 1994年诺贝尔物理奖授予了中子散射领域的两位代表人物 C.G. Shull 和B.N. Brockhouse, 以表彰他们分别在中子弹性散射和非弹性散射领域做出的卓越贡献. 3.11.10.1 中子散射的特点 热中子(下面一般简称为中子)的波长与一般晶胞的线度相近, 可用来测定晶体结构和磁结构. 与X射线相比, 中子具有如下特点: z X射线的散射体是核外电子, 其相干散射长度与各元素的原子序数成比例; 而中子的散射体是原子核, 其相干散射长度与各元素的原子序数无关, 且各同位素因核结构不同而具有不同的相干散射长度. 因此中子散射可以精确测定较轻原子特别是H的位置, 也可区分元素周期表上的近邻原子, 还可以识别同位素. z中子具有磁矩, 是直接探测磁结构的唯一手段. z中子具有极强的穿透力, 适于研究在各种环境条件, 如高温, 低温及高压等, 下的结构及其变化. 3.11.10.2 中子结构分析的基本原理 3.11.10.2.1 晶体结构分析 中子晶体结构分析的原理与X射线基本相同, 区别仅在于散射体不同. 晶体产生中子衍射的条件是布拉格方程 2 d Sinθ = λ

光散射原理及其应用

安徽大学 本科毕业论文(设计、创 作) 题目: 光散射原理及其应用 学生姓名:彭果学号:B21114051 院(系):物理与材料科学学院专业:光信息科学与技术入学时间:二〇一一年九月 导师姓名:喻远琴所在单位:安徽大学物理与材料科学学院完成时间:二〇一五年六月

光散射原理及其应用 彭果 (安徽大学物理与材料科学学院,安徽合肥230061) 摘要:光通过不均匀物质时朝四面八方散射的现象称为光散射。本文首 先简要阐述了光散射的原理和分类;然后运用光散射的知识解释了一些 生活中常见的大气现象,例如蓝天、白云、朝霞、晚霞以及夕阳等;最 后介绍了光散射在医疗和摄影等方面的应用。 关键词:光散射,瑞利散射,拉曼散射,偏振 Light scattering principle and application Pengguo (School of Physics & Material Science, Anhui University, Hefei 230061, China) Abstract: Light scattering by the light passing through the inhomogeneous material is called light scattering. In this paper, the principle and classification of optical scattering are briefly introduced. Introduces the application of light scattering in the phenomenon of life, and the application of light scattering in medical treatment, photography, etc Key words:Light scattering and Rayleigh scattering, Raman scattering, polarization 晚霞满天,一片又一片的火烧云,把天空织成美丽的锦缎,真是一幅绮丽的奇景,晚霞有多少种颜色?红色,黄色,金色,紫色,蓝色,或许还有别的颜色。这是小学语文课文的《火烧云》,火烧云的形成其实包含了光散射的原理。在生活中光散射的现象随处可见,蓝天、白云、晓霞、彩虹、雾中光的传播等等常见的自然现象中都包含着光的散射现象。 随着科技的发展,光散射在各个科学技术部门中有广泛应用。例如,根据胶体体系中光散射理论,光散射可用于判断溶胶还是分子液体,照相补光,利用共振光散射法做DNA的定量分析,基于光散射流式细胞仪的广泛应用,瑞利光散射光谱法研究牛血红蛋白与镝(Ⅲ)的相互作用等,复杂结构光散射的射线跟踪方法及其应用。光散射的应用在生活中的各方面都有重要意义。

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