內容簡介
全書共分9章,內容編排循序漸進.第1章給出全書輪廓,描述X射線及其與物質相互作用的主要原理. 第2章介紹各種X射線光源.第3章介紹X射線在界面的折射和反射. 第4至6章系統介紹運動學散射和動力學衍射. 第7至8章分別介紹X射線吸收、共振散射和X射線成像.附錄具體包括散射與吸收截面、經典電偶極輻射、電磁場量子化、高斯統計、傅立葉變換、X射線與中子的比較等讀懂本書所需要的數學定理或運算、物理學知識等,以及製作本書部分圖片的電腦程式列表、習題答案及提示.
圖書目錄
譯者序言
作者為中譯本的致辭
第二版序言
第一版序言
第一版致謝
使用指南
1X射線及其與物質相互作用
1.1X射線:波和光子
1.2散射
1.2.1單個電子
1.2.2單個原子
1.2.3單個分子
1.2.4晶體
1.2.5一個自由電子的康普頓散射
1.3吸收
1.4折射和反射
1.5相干性
1.6磁相互作用
1.7深入閱讀材料
2X光源
2.1早期的歷史和X光管
2.1.1X光源的早期歷史
2.1.2標準的X光管和旋轉陽極X光源
2.2同步輻射介紹
2.2.1同步輻射
2.2.2X光束的特徵:亮度
2.3從圓弧軌道發出的同步輻射
2.3.1都卜勒效應和同步輻射的自然張角
2.3.2同步輻射的特徵頻率
2.3.3輻射通量,功率和頻譜
2.3.4舉例:ESRF的彎鐵輻射
2.3.5小結:彎鐵輻射
2.4波盪器的輻射
2.4.1波盪器的參數
2.4.2本徵波長λ1
2.4.3高次諧波
2.4.4單色度和角度準直度
2.4.5螺旋型波盪器
2.4.6發射度和衍射極限
2.4.7波盪器亮度
2.4.8總結:波盪器輻射
2.5扭擺器輻射
2.6自由電子雷射
2.7緊湊型光源
2.8相干體積和光子簡併度
2.9深入閱讀材料
2.10習題
3界面的折射和反射
3.1折射,散射過程中的相移
3.2折射率和散射長度密度
3.3包含吸收的折射率
3.4X射線區的斯涅耳定律和菲涅耳等式
3.5均勻平板的反射
3.6多層膜的鏡面反射
3.6.1運動學近似
3.6.2Parratt嚴格疊代方法
3.7有梯度界面的反射率
3.8粗糙界面和表面
3.8.1菲涅耳反射率的極限情況
3.8.2無關聯的表面
3.8.3關聯表面
3.9反射率研究舉例
3.9.1朗繆爾膜
3.9.2液晶的自由表面
3.10X射線光學
3.10.1X光折射光學
3.10.2曲面鏡
3.11深入閱讀材料
3.12習題
4運動學散射I:非晶態材料
4.1兩電子體系
4.1.1兩電子體系
4.1.2方向平均
4.2一個原子的散射
4.2.1彈性散射和原子形狀因子
4.2.2非彈性散射
4.3一個分子的散射
4.4液體和玻璃體的散射
4.4.1徑向分布函式
4.4.2液體的結構因子
4.4.3過冷液體的結構
4.5小角X光散射(SAXS)
4.5.1孤立顆粒的形狀因子
4.5.2長波極限:Guinier分析
4.5.3短波極限:Porod分析
4.5.4形狀因子隨顆粒形狀的變化
4.5.5多分散性
4.5.6顆粒間相互作用
4.5.7膠束到囊泡轉變的動力學
4.6深入閱讀材料
4.7習題
5運動學散射II:晶體序
5.1晶體的散射
5.1.1晶體結構:晶格和基元
5.1.2散射振幅的分解
5.1.3勞厄條件
5.1.4倒格子
5.1.5勞厄和布拉格條件的等價性
5.1.6一維、二維和三維中的對晶格求和
5.1.7晶胞結構因子
5.1.8Ewald球面
5.2準周期結構
5.2.1被非公度調製的晶體
5.2.2準晶
5.3晶體截斷棒
5.4晶格振動,德拜沃勒因子和TDS
5.5小晶粒的散射強度
5.5.1洛倫茲因子
5.5.2消光
5.5.3吸收效應:延展面幾何設定
5.5.4二維下的洛倫茲因子
5.6運動學散射的套用
5.6.1粉末衍射
5.6.2纖維的衍射
5.6.3二維晶體學
5.7深入閱讀材料
5.8習題
6完美晶體的衍射
6.1單原子層:反射和透射
6.2少數層原子的運動學反射
6.3達爾文理論和動力學衍射
6.3.1基本差分方程
6.3.2分離T場和S場
6.3.3T場和S場的嘗試解
6.3.4振幅反射率,S0/T0
6.4達爾文反射率曲線
6.4.1達爾文寬度
6.4.2消光深度
6.4.3積分強度
6.4.4駐波
6.4.5高階反射
6.4.6吸收效應
6.4.7非對稱式布拉格構型
6.5杜蒙德圖
6.5.1一塊晶體
6.5.2以對稱式布拉格構型排布的兩塊晶體
6.6深入閱讀材料
6.7習題
7光電吸收
7.1孤立原子的X射線吸收
7.1.1自由電子近似
7.1.2優於自由電子近似的方法
7.2EXAFS和近邊結構
7.2.1實驗考慮
7.2.2理論概述
7.2.3實例:CdTe納米晶體
7.3X射線二向色性
7.4角分辨光電子能譜
7.5深入閱讀材料
7.6習題
8共振散射
8.1強迫的帶電振子
8.1.1色散修正:實部和虛部
8.1.2總散射截面
8.1.3色散修正與折射率
8.1.4吸收截面
8.2原子作為振子的一個集合
8.3KramersKronig關係
8.4對f′的數值估算
8.4.1簡單模型
8.4.2更實際的方法
8.5Friedel定律的失效和Bijvoet對
8.5.1實例:ZnS中的絕對極化方向
8.5.2手性晶體的Bijvoet實驗
8.6晶體學中的相位問題
8.6.1MAD方法
8.7量子力學描述
8.8深入閱讀材料
8.9習題
9X光成像
9.1X光成像簡介
9.2吸收襯度成像
9.2.1造影和斷層成像術
9.2.2顯微術
9.2.3舉例:X射線透射顯微術
9.3相襯成像
9.3.1自由空間傳播
9.3.2光柵干涉法
9.4相干散射成像
9.4.1相干光束和散斑圖案
9.4.2通過過採樣獲取相位
9.4.3舉例:金的納米顆粒成像
9.5全息照相術
9.6深入閱讀材料
9.7習題
附錄
附錄A散射與吸收截面
附錄B經典電偶極輻射
附錄C電磁場量子化
附錄D高斯統計
附錄E傅立葉變換
附錄FX射線與中子的比較
附錄GMATLAB 電腦程式
附錄H習題答案及提示
參考文獻
索引
符號表
物理常數表