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X射线自由电子激光原理和生物分子结构测定研究中应用

1 X射线的产生 X射线本质上是电磁波,其波长范围大致从0.01 nm 到 10 nm,与可见光(400—700 nm)不同,X 射线的短波长可以探测物质内部的精细结构,因此自从被伦琴发现以来就被用来观测物质的内部结构。随着人造 X射线光源的亮度和稳定性的提高,其应用范围涵盖物理、化学、生物、材料、医学等诸多领域。X射线的产生机制也是基于其电磁波的本性,下面简单比较一下电子射线管、同步辐射设施以及自由电子激光设施的原理和不同之处。 1.1 电子管 X射线最初是因真空管中阴极发出的某种射线遇到玻璃管壁发出荧光而被发现的(因为是未知的,故命名为 X射线;又因为伦琴最早发现这种现象,也被称为伦琴射线,Röntgen rays)。直至今日,电子管依然是产生 X 射线的最普遍的装置,其包含阴极和阳极两个电极,在真空或充气室内工作,电子在其中以高速撞击钨靶,产生 X射线轫致辐射(带电粒子与原子发生碰撞减速而产生的辐射)。电子管X射......阅读全文

世界上第一台x射线激光诞生于

  1 X 射线光源与自由电子激光  光源是推动人类文明发展的利器,光源的每一次进步都极大地增强了人们认识和改变未知世界的能力并有力地推动了科学和技术的发展。X射线光源是人们观测物体内部结构、在分子与原子尺度上探测与认识物质内部微观构造与动态过程的不可替代的尖端装备。17 世纪初人类发明了望远镜和显

盘点丨问鼎诺贝尔奖的10大检测技术

  诺贝尔奖是以瑞典著名的化学家 阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔的部分遗产(3100万瑞典克朗)作为基金在1900年创立的。该奖项授予世界上在物理、化学、生理学或医学、文学、和平和经济学六个领域对人类做出重大贡献的人,于1901年首次颁发,截止2016年共授予了881位个人和23个团体。今天我们将盘点

世界第一束原子X射线激光诞生

  未来,科学家们应该能够以原子分辨率清楚地观察植物是如何将太阳能转化为糖,或者太阳能电池如何产生电流的,正是美国科学家制造出的世界上波长最短、单色纯度的第一束原子X射线激光,使得上述想法成为可能。相关研究发表在最近出版的《自然》杂志上。   该研究的领导者、美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)国

强激光与金属纳米丝阵列作用产生小焦斑X射线源

  该实验在新建成的星光III激光装置上开展,图为研究人员在靶室安装实验设备。  1901年,第一届诺贝尔物理学奖被授予伦琴,以表彰他发现X射线。一个多世纪过去了,X射线已广泛应用于医学、工业检测、安防科技和科学研究等领域。近年来,随着百太瓦以及拍瓦级激光器的出现,基于激光等离子体相互作用的X射线源

物理所利用高对比度飞秒激光产生超强极短X射线源

  中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)光物理重点实验室张杰研究组的陈黎明研究员等,与日本原子力研究所合作在激光硬X射线源研究方面取得重要进展。研究成果发表在Physical Review Letters 104, 215004(2010)上。   飞秒脉冲强激光与靶物质

香山会议探讨激光与X射线期待完美相遇

  在人类科技史上,激光和X射线都是物理学上伟大的发明和发现。激光源自物质“受激”辐射,具有亮度高、准直性和相干性好等特点,但一般处于红外线和可见光波段。而来自于高速电子强烈加速或撞击的X射线,特别是硬X射线,具有很高的能量和原子尺度的波长,其穿透力和分辨率都大大增强,但准直性和相干性远不如激光。

Science:突破性技术揭示蛋白结构

  科学家们首次通过一种超强X射线激光,揭示了一种蛋白前所未有的原子结构,从而证明了一种突破性蛋白结晶技术的可行性。不过相关结构生物学家也表示,要说这种x射线无电子激光器(x-ray free-electron lasers,XFELs,生物通译) 自此就能取代了传统的以X射线源作为同步加速

美激光等离子加速器输出高质量高能电子束

  激光等离子加速器(LAPs)因其加速空腔的长度可用厘米而不是公里(千米)来计量而被称为“桌面加速器”。近年来,由于技术的迅速发展,科学家有望开发出新型实用的激光等离子加速器。与当今传统的加速器相比,激光等离子加速器不仅造价十分低廉,而且对土地和环境的影响要小得多。“体形”差异甚大

经典材料分析七种方法:成分,光谱,质谱 ,能谱

  材料的逆向分析是现行材料研发中的重要的手段,也是实现材料研发中的最经济、最有效的的研发手段。如何实现材料的逆向分析,从认识材料的分析仪器着手。  成分分析简介  成分分析技术主要用于对未知物、未知成分等进行分析,通过成分分析技术可以快速确定目标样品中的各种组成成分是什么,帮助您对样品进行定性定量

常用材料测试方法总结

成分分析:  成分分析按照分析对象和要求可以分为 微量样品分析 和 痕量成分分析 两种类型。 按照分析的目的不同,又分为体相元素成分分析、表面成分分析和微区成分分析等方法。  体相元素成分分析是指体相元素组成及其杂质成分的分析,其方法包括原子吸收、原子发射ICP、质谱以及X射线荧光与X射线衍射分析方

赵宝升团队提出空间X射线通信新方法

利用XCOM(X射线通信)实现深空卫星通信的设想示意图   近日,中科院西安光学精密机械研究所赵宝升团队开发出一种新型的X射线调制源和一种基于微通道板的X射线探测器,这两者分别作为发射和接收装置,实现了新的空间X射线通信方法实验。   自1895年德国物理学家W.K.伦琴发现X射线以来,这种

各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法

  紫外吸收光谱 UV   分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁   谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化   提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息  荧光光谱法 FS  分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光   

西安光机所提出空间X射线通信新方法

  近日,中科院西安光学精密机械研究所赵宝升团队开发出一种新型的X射线调制源和一种基于微通道板的X射线探测器,这两者分别作为发射和接收装置,实现了新的空间X射线通信方法实验。   自1895年德国物理学家W.K.伦琴发现X射线以来,这种波长很短而具有很高穿透性的射线可使很多肉眼看不见的固体材料发出

质谱、色谱、光谱等25种仪器分析基本原理与谱图表示方法

  仪器分析是化学学科的一个重要分支,它是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法。利用较特殊的仪器,对物质进行定性分析,定量分析,形态分析。仪器分析方法所包括的分析方法很多。目前,有数十种之多。每一种分析方法所依据的原理不同,所测量的物理量不同,操作过程及应用情况也不同。  仪器分析

质谱、色谱、光谱等仪器分析基本原理与谱图表示方法!

  仪器分析是化学学科的一个重要分支,它是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法。利用较特殊的仪器,对物质进行定性分析,定量分析,形态分析。仪器分析方法所包括的分析方法很多。目前,有数十种之多。每一种分析方法所依据的原理不同,所测量的物理量不同,操作过程及应用情况也不同。  仪器分析

各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法(二)

  热差分析 DTA   分析原理 :样品与参比物处于同一控温环境中,由于二者导热系数不同产生温差,记录温度随环境温度或时间的变化   谱图的表示方法 :温差随环境温度或时间的变化曲线   提供的信息 :提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息   示差扫描量热分析 DSC

史上最全实验室仪器的分析原理及谱图表示方法

紫外吸收光谱 UV   分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁  谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化   提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息荧光光谱法 FS   分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光   谱图的表

理化检验仪器的原理、谱图表示方法、提供的信息大汇总

          1 紫外吸收光谱 UV  分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁  谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化  提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息  2 荧光

必收藏丨超全面拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用干货

  拉曼光谱的原理及应用  拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是:CCD检测系统在近红外区域的高灵敏性,体积小而功率大的二极管激光器,与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计,提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的

新技术让小型X射线激光器成为可能

     最近,位于美国科罗拉多州州立大学波德分校的研究小组研究开发了一种能产生激光式X光光束的新技术,清除了在长达数十年探索建立桌面X线激光器过程中的一个主要障碍。   研究小组在JILA(科州大学波德校区与美国国家标准局的联结组织)的带头人---科州大

我国首台第四代光源即将进行设备安装

  外形宛如鹦鹉螺的上海光源旁,新一代光源———X射线自由电子激光装置正在建设  历时一年半,我国首台第四代光源———X射线自由电子激光试验装置已结束土建和公用设施工程,即将进行设备安装,并计划于今年年底调束出光,2018年正式投入使用。记者昨天从中科院上海应用物理研究所获悉,这个自由电子激光设施与

X 射线激光

X 射线激光指的是 XFEL (x-ray free-electron laser),X 射线自由电子激光。而这种激光,是将自由电子激光技术(FEL)产生的激光,拓展到 X 射线范围内而产生的一种 X 射线激光。这种激光的强度可达传统方法产生的激光亮度的十亿倍,因此可让较小晶体产生出足够强的衍射图样

物理学方法在古陶瓷考古中的应用(三)

(二) 质子激发 X 射线荧光分析质子激发 X 射线荧光分析开创于 1970 年,如今已发展成为一种成熟的多元素分析技术,广泛应用于材料、地质、冶金、生物、医学、考古与环境科学中,它是用加速器产生的高速带电粒子轰击待测样品靶与靶的子相互作用,使样品靶中待测物质的原子受激发,电离,当所形成的内

【中国科学报】下一代先进光源的探索者

  ——记中科院上海应用物理研究所研究员邓海啸  7月中旬,上海的梅雨季尚未结束,天气闷热潮湿。X射线自由电子激光试验装置的基建部分几近完工,批量加工的仪器设备正在等待进场。隧道尽头,有两名施工人员正在细心地测量、建立精确的设备地标。  在几乎空无一物的隧道里,中科院上海应用物理所研究员邓海啸边走边

各种仪器分析基本原理及谱图表示方法(三)

  21.X-ray diffraction,X射线衍射,即,XRD   X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射,主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅,这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用,从而影响散射的X射线的强

SEM、TEM、XRD的区别

SEM、TEM、XRD的区别主要是名称不同、工作原理不同、作用不同、一、名称不同1、SEM,英文全称:Scanning electron microscope,中文称:扫描电子显微镜。2、TEM,英文全称:Transmission Electron Microscope,中文称:透射电子显微镜3、X

仪器分析概论(一)

仪器分析法根据被测量的物理和物理化学性质可分为以下几类:光学分析法电化学分析法色谱分析法质谱分析法热量分析法放射化学(又称活化)分析法分析化学是研究物质的化学组成,测定有关成分的含量以及鉴定物质化学结构的科学。随着科学技术的发展,分析化学分支为化学分析和仪器分析。其中化学分析是以化学反应为基础的分析

X射线衍射光学部件的制备及其光学性能表征(四)

3 X射线光学表征3.1 100 nm分辨率波带片的聚焦特性100 nm波带片的光学聚焦特性在上海光源同步辐射BL15U1线站进行了光学表征。图 22是光学测试系统(图 22(a))和光路示意图(图 22(b))。X射线的能量是10 keV,波带片的第一环直径为3.46 μm,总共有300个波带

十项目入选国家重大科技基础设施建设十三五规划

  分析测试百科网讯 近日,国家发展改革委等多部委办联合发布“关于印发国家重大科技基础设施建设‘十三五’规划的通知”(以下简称“通知”),提出重点任务:面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求,以能源、生命、地球系统与环境、材料、粒子物理和核物理、空间和天文、工程技术等7个科学领域为重点,

X射线测厚仪在铜板带轧制中的应用分析

简要分析应用在1250 轧机上的瑞清科技公司X 射线测厚仪的测量原理、系统架构、性能指标及部分维护要领。 关键词:X 射线测厚 性能指标 随着科学技术的高速发展,电子电气等铜材应用行业对铜板带的尺寸精度、平直度和表面质量要求越来越高;铜板带的厚度尺寸是铜板带加工中重要的质量指标之