同步輻射光源及其應(yīng)用（上冊(cè)）

內(nèi)容概要

《同步輻射光源及其應(yīng)用(上冊(cè))》組織大陸三個(gè)同步輻射裝置第一線的業(yè)務(wù)骨干40多人全面介紹同步輻射的產(chǎn)生、性質(zhì)、加速器、光束線和實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用實(shí)例以及國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)。全書(shū)共十章，既有基礎(chǔ)理論、基本原理深入淺出的介紹，也有實(shí)驗(yàn)裝置和翔實(shí)的應(yīng)用實(shí)例。

書(shū)籍目錄

序 前言 上冊(cè) 第1章同步輻射源 1.1同步輻射源的發(fā)展 1.1.1引言——同步輻射的定義和早期的探索 1.1.2同步輻射源的起步階段和同步輻射的優(yōu)良特性 1.1.3同步輻射源發(fā)展的第一波熱潮 1.1.4同步輻射源發(fā)展的第二波熱潮 1.1.5當(dāng)今世界同步輻射源的發(fā)展趨勢(shì) 1.2同步輻射源的工作原理 1.2.1電子儲(chǔ)存環(huán) 1.2.2電子直線加速器 1.2.3增強(qiáng)器 1.2.4束流傳輸線 1.3國(guó)外同步輻射源簡(jiǎn)介 1.3.1美洲 1.3.2歐洲 1.3.3亞洲 1.3.4大洋洲 1.4北京、合肥、上海光源的特點(diǎn) 參考文獻(xiàn) 第2章同步輻射原理 2.1同步輻射譜的產(chǎn)生 2.1.1來(lái)自彎轉(zhuǎn)磁鐵的同步輻射譜 2.1.2來(lái)自扭擺器的同步輻射譜 2.1.3來(lái)自波蕩器的同步輻射譜 2.1.4同步輻射的脈沖特性 2.2同步輻射譜與物質(zhì)的相互作用 2.2.1介質(zhì)在（軟）X射線波段的折射率 2.2.2（軟）X射線的全反射 2.2.3折射、反射時(shí)（軟）X射線偏振態(tài)的改變 2.2.4（軟）X射線的吸收 2.2.5（軟）X射線引起的熒光和俄歇電子 參考文獻(xiàn) 第3章同步輻射光束線 3.1光束線及前端區(qū)的一般介紹 3.1.1概論 3.1.2前端區(qū) 3.1.3輻射防護(hù)和人身安全聯(lián)鎖系統(tǒng) 3.1.4真空系統(tǒng) 3.2光的聚焦與偏轉(zhuǎn) 3.2.1反射鏡的一般介紹 3.2.2費(fèi)馬原理 3.2.3球面和超環(huán)面反射鏡 3.2.4面形誤差對(duì)聚焦的影響 3.2.5雙反射鏡系統(tǒng) 3.2.6波帶片 3.3光柵單色器及其束線 3.3.1光柵衍射及相應(yīng)的費(fèi)馬原理 3.3.2光柵單色器理論 3.3.3光柵單色器的像差及能量分辨率 3.3.4垂直入射單色器 3.3.5SX-700單色器 3.3.6龍型單色器 3.3.7變線距光柵單色器 3.3.8光柵光束線的設(shè)計(jì) 3.3.9真空紫外光束線的性能評(píng)價(jià) 3.4晶體單色器及其光束線 3.4.1晶體衍射理論簡(jiǎn)介 3.4.2晶單色器 3.4.3彎晶單色器 參考文獻(xiàn) 第4章同步輻射探測(cè)器 4.1同步輻射實(shí)驗(yàn)與探測(cè)器技術(shù)概述 4.2探測(cè)器在同步輻射應(yīng)用研究中的重要地位 4.2.1同步輻射實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵角色 4.2.2同步輻射實(shí)驗(yàn)效率的瓶頸 4.3同步輻射技術(shù)及發(fā)展對(duì)探測(cè)器的需求 4.4同步輻射實(shí)驗(yàn)中各種主要探測(cè)器的介紹 4.4.1氣體探測(cè)器 4.4.2閃爍探測(cè)器 4.4.3固體探測(cè)器 4.4.4成像板 4.4.5電荷耦合器件探測(cè)器 4.4.6硅微條探測(cè)器 4.4.7像素陣列探測(cè)器 4.5同步輻射光束位置監(jiān)測(cè)器簡(jiǎn)介 4.5.1光敏絲型XBPM 4.5.2刀片型XBPM 4.6同步輻射探測(cè)器技術(shù)的發(fā)展 4.6.1高靈敏度大面積探測(cè)器 4,6.2高效探測(cè)元的發(fā)展 4,6.3快速成像相機(jī)技術(shù) 4.6.4時(shí)間分辨復(fù)合型像素計(jì)數(shù)探測(cè)器 4.6.5能量分辨二維探測(cè)器 參考文獻(xiàn) 笛5童同步輻射X射線衍射、異常衍射 5.1實(shí)驗(yàn)裝置 5.1.1光束線配置 5.1.2光束線指標(biāo) 5.1.3實(shí)驗(yàn)站設(shè)備 5.1.4實(shí)驗(yàn)站參數(shù) 5.2高分辨X射線衍射 5.2.1X射線衍射理論概述 5.2.2X射線衍射實(shí)驗(yàn)方法 5.2.3測(cè)量分辨率分析 5.2.4粉末衍射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 5.2.5應(yīng)用實(shí)例 5.3掠入射衍射 5.3.1掠入射衍射理論概述 5.3.2實(shí)驗(yàn)方法 5.3.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 5.3.4應(yīng)用實(shí)例 5.4異常衍射精細(xì)結(jié)構(gòu) 5.4.1異常衍射精細(xì)結(jié)構(gòu)理論概述 5.4.2DAFS實(shí)驗(yàn)方法 5.4.3DAFS譜線分析方法 5.4.4應(yīng)用實(shí)例 參考文獻(xiàn) 第6章同步輻射X射線反射、散射 6.1實(shí)驗(yàn)裝置 6.1.1光束線的配置 6.1.2實(shí)驗(yàn)站設(shè)備 6.2X射線反射 6.2.1X射線反射理論概述 6.2.2實(shí)驗(yàn)方法 6.2.3實(shí)驗(yàn)曲線分析和理論擬合應(yīng)用實(shí)例 6.3X射線漫散射 6.4非彈性X射線散射 6.4.1簡(jiǎn)介 6.4.2非彈性X射線散射理論基礎(chǔ) 6.5X射線磁散射 6.5.1非共振磁X射線散射理論 6.5.2磁共振X射線散射 6.6實(shí)驗(yàn)方法 6.6.1同步輻射非彈性X射線散射實(shí)驗(yàn)方法 6.6.2超高分辨非彈性X射線散射實(shí)驗(yàn) 6.6.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 6.6.4應(yīng)用實(shí)例 參考文獻(xiàn) 第7章同步輻射小角X射線散射 7.1引言 7.2實(shí)驗(yàn)裝置 7.2.1光束線的配置 7.2.2實(shí)驗(yàn)站設(shè)備 7.3實(shí)驗(yàn)方法 7.3.1樣品的制備 7.3.2實(shí)驗(yàn)方法 7.4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 7.4.1數(shù)據(jù)的初處理 7.4.2小角散射原理 7.4.3粒子形狀和大小 7.4.4相邊界 7.4.5分形 7.4.6相關(guān)函數(shù)和距離分布函數(shù) 7.5應(yīng)用實(shí)例 參考文獻(xiàn) 第8章同步輻射X射線生物大分子結(jié)構(gòu)分析 8.1引言 8.2實(shí)驗(yàn)方法 8.2.1同晶置換法 8.2.2反常散射法 8.2.3反常散射解決相位問(wèn)題的原理 8.3應(yīng)用實(shí)例 8.4新的方法 8.4.1與其他方法的結(jié)合 8.4.2基于自由電子激光的結(jié)構(gòu)解析方法 參考文獻(xiàn) 第9章同步輻射X射線吸收譜精細(xì)結(jié)構(gòu) 9.1引言 9.2XAFS基本原理 9.2.1單散射理論 9.2.2多重散射理論 9.2.3EXAFS數(shù)據(jù)分析 9.3XAFS實(shí)驗(yàn)技術(shù) 9.3.1透射XAFS測(cè)量法 9.3.2熒光XAFS測(cè)量法 9.3.3電子產(chǎn)額測(cè)量法 9.4XAFS的應(yīng)用 9.4.1納米結(jié)構(gòu)材料 9.4.2半導(dǎo)體材料 9.4.3磁性材料 9.4.4高溫超導(dǎo)和巨磁阻材料 9.4.5催化劑和太陽(yáng)能電池材料 9,4.6金屬蛋白質(zhì) 9.5XAFS新技術(shù) 9.5.1原位XAFS 9.5.2時(shí)間分辨XAFS 9.5.3微區(qū)XAFS 9.6展望 參考文獻(xiàn) 第10章同步輻射X射線熒光分析 10.1同步輻射X射線熒光分析原理 10.1.1同步輻射X射線熒光分析發(fā)展簡(jiǎn)述 10.1.2國(guó)內(nèi)外SR-XRF裝置簡(jiǎn)要進(jìn)展 10.1.3X射線熒光分析原理簡(jiǎn)述 10.1.4同步輻射光源及SR-XRF特色 10.2同步輻射微束熒光分析方法 10.2.1實(shí)驗(yàn)裝置 10.2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 10.2.3應(yīng)用實(shí)例 10.3同步輻射TXRF分析方法 10.3.1同步輻射TXRF簡(jiǎn)介 10.3.2TXRF理論 10.3.3SR-TXRF分析方法及其特點(diǎn) 10.3.4SR-TXRF的最新進(jìn)展及展望 10.3.5SR-TXRF實(shí)驗(yàn)裝置及應(yīng)用簡(jiǎn)介 10.3.6實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 10.4同步輻射XRF相關(guān)三維分析方法 10.4.1X射線熒光CT 10.4.2X射線熒光全場(chǎng)成像 10.4.3共聚焦X射線分析 10.4.4掠出射X射線熒光 10.5小結(jié) 參考文獻(xiàn) 第11章同步輻射光電發(fā)射技術(shù) 11.1光電子能譜技術(shù) 11.1.1引言 11.1.2光電子能譜的原理 11.1.3軟X射線光電子能譜 11.1.4硬X射線光電子能譜 11.1.5光電子能譜實(shí)驗(yàn)裝置 11.2光電子衍射技術(shù) 11.2.1引言 11.2.2光電子衍射的基本原理 11.2.3光電子衍射的實(shí)驗(yàn)方法 11.2.4光電子衍射技術(shù)的應(yīng)用 11.3光電子顯微技術(shù) 11.3.1引言 11.3.2基本原理 11.3.3PEEM儀器和工作模式 11.3.4光電發(fā)射電子顯微鏡在磁性材料研究中的應(yīng)用 11.4在半導(dǎo)體表面和界面研究中的應(yīng)用 11.4.1引言 11.4.2SiC表面的重構(gòu)和氧化 11.4.3Au／GaN（OOOl）界面 11.4.4ZnO/SiC異質(zhì)界面的形成 11.5在表面分子吸附和催化中的應(yīng)用 11.5.1表面吸附與催化 11.5.2同步輻射光電子能譜技術(shù)在表面吸附和催化研究中的優(yōu)勢(shì) 11.5.3同步輻射光電子能譜在表面吸附及催化研究中的應(yīng)用舉例 11.5.4展望 參考文獻(xiàn) …… 下冊(cè)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   這個(gè)例子顯示了，在某些情況下，蛋白質(zhì)晶體學(xué)可能得到畸變的結(jié)構(gòu)，使后續(xù)的功能解釋產(chǎn)生問(wèn)題，而結(jié)合X射線小角散射可以解決這些問(wèn)題。 2.X射線小角散射和蛋白質(zhì)晶體學(xué)的結(jié)合解析蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)是整個(gè)生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，它們?cè)趫?zhí)行功能過(guò)程中往往形成多分子的蛋白復(fù)合物。這種復(fù)合物由多種成分經(jīng)過(guò)適當(dāng)化學(xué)修飾、高度有序并精確組裝而成，接受和執(zhí)行重要的網(wǎng)絡(luò)信息和功能。它們的結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)不只是一些單體蛋白結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單疊加，這是因?yàn)樯矬w是一個(gè)極為精密的復(fù)雜體系，每一個(gè)蛋白質(zhì)都必須與其他蛋白（或者其他生物分子）協(xié)作才能發(fā)揮功能。所以研究蛋白質(zhì)一定要針對(duì)整個(gè)蛋白質(zhì)復(fù)合物的體系，才能更加深入和細(xì)致地詮釋蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)發(fā)揮的作用。 但是利用蛋白質(zhì)晶體學(xué)來(lái)獲得蛋白質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)也比一般的蛋白質(zhì)要困難得多。復(fù)合物由于各個(gè)蛋白組分之間僅僅依靠氫鍵、鹽鍵、疏水相互作用等弱相互作用來(lái)連接，因此是弱結(jié)合，穩(wěn)定性也不如單一蛋白，導(dǎo)致蛋白質(zhì)復(fù)合物的制備比單一水溶性的蛋白要復(fù)雜和困難。蛋白質(zhì)復(fù)合物的制備是一個(gè)在體外（invitro）模擬生物體內(nèi)（invivo）復(fù)合物形成的過(guò)程，一般不知道這些復(fù)合物能夠穩(wěn)定存在的確切條件，而且這些復(fù)合物往往不穩(wěn)定。目前的生物化學(xué)和分子生物學(xué)方法制備蛋白質(zhì)復(fù)合物的技術(shù)還不夠成熟，很難保證像單一的水溶性球蛋白可以實(shí)現(xiàn)大量的純化，由于樣品量不足，接下來(lái)的結(jié)晶條件篩選，晶體優(yōu)化等需要大量純蛋白樣品的步驟難以進(jìn)行。接下來(lái)進(jìn)行結(jié)晶也是非常困難的。由于結(jié)晶的材料都是不穩(wěn)定的分子，把它們有序地排列成晶體是相當(dāng)?shù)睦щy的，即便有幸獲得了晶體，往往都是體積很小的微晶，使用同步輻射也難以獲得滿意的衍射數(shù)據(jù)；并且這些生物大分子結(jié)構(gòu)上的不穩(wěn)定性使晶體中分子堆積無(wú)序度增加，衍射數(shù)據(jù)的質(zhì)量差，無(wú)法解析結(jié)構(gòu)，還有，為了解決衍射的相位問(wèn)題，還要制備同晶置換晶體，或者硒代蛋白，這些要求無(wú)疑又進(jìn)一步增加了復(fù)合物制備、結(jié)晶和衍射實(shí)驗(yàn)的難度。 由于蛋白質(zhì)復(fù)合物分子量巨大，核磁共振方法不能勝任結(jié)構(gòu)解析的任務(wù)；由于對(duì)稱性低，冷凍電子顯微學(xué)難以獲得原子分辨的數(shù)據(jù)。而衍射方法，由于必須使用蛋白質(zhì)復(fù)合物單晶樣品，在制備上存在非常多的困難。如果這些問(wèn)題不能夠克服，蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)研究將很難取得突破性的進(jìn)展。

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《同步輻射光源及其應(yīng)用(上冊(cè))》是由國(guó)內(nèi)三個(gè)同步輻射裝置第一線的40多名業(yè)務(wù)骨干共同編纂而成。全面介紹同步輻射的產(chǎn)生、性質(zhì)、加速器、光束線和實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用實(shí)例以及國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)。既有基礎(chǔ)理論、基本原理深入淺出的介紹，也有實(shí)驗(yàn)裝置和翔實(shí)的應(yīng)用實(shí)例。力圖理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)、深入淺出，而又不失其先進(jìn)性、實(shí)用性和普適性。

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