2.2 散射波振幅
- 格式:ppt
- 大小:523.00 KB
- 文档页数:26
散射波简介及其应用地震波散射包括的领域很广,广义而言,任何由地球三维非均匀性引起的地震波的变化都称为地震波散射。
一般把能用几何光学理论(射线理论)处理的,而由大尺度非均匀性引起的走时和振幅变化的情况摒除于散射领域之外,只研究狭义的地震波散射现象,即由地球三维非均匀性引起的、超越几何光学领域的地震波场畸变现象,产生散射波的情况比较普遍,散射波理论建立的模型基础与反射波截然不同。
只要介质中出现扰动(不均匀体),那么震源激发的地震波入射到介质后,根据惠更斯-菲涅尔原理可以知道任意时刻波前的一点可以看作一个新的震源点,由次产生二次扰动形成新的波前,这个新波前的位置是由各个点源波前包络确定的。
形成的新扰动在观测点上相互干涉叠加就产生了散射波,这种波场包含了地下所有的波动信息。
散射波研究领域传播介质可以分为均匀介质和非均匀介质,非均匀介质又可以根据均匀性的差异再划分为两类:连续的和不连续的。
不连续的非均匀介质中是含有包体的,其包体的内部和外部都是相对均匀的,在边界处存在明显的不连续性。
这种单个包体的散射问题可用公式表述为边界值问题(或者为带边界条件的偏微分方程组或边界积分方程组),含有多个包体的复杂介质问题可用多重散射理论解决;另一种方法是微扰法,它可用于不连续(弱非均匀)介质和连续介质两种情况。
多重散射理论。
在处理散射体分布稀疏时大多数理论尽管比较成功,但都未考虑缺少多重散射(散射体之间相互作用或相互依赖引起的散射)所导致的缺陷,使他们的应用范围局限于散射体分布密度很小的情况。
从一般理论得到的结果局限于分布密度的一阶项范围和精度的二阶范围内,对分布密度的更高阶项情况解决办法之一是直接考虑多重散射(Chatterjeeetal.,1978)。
自针对弹性围岩液态包体散射问题的单散射体响应的T矩阵被推出后(Peterson,et. al.,1983),多重散射理论以及多孔岩石的弹性模量应用就容易多了。
此外,地球介质微观结构(散射体)的各向异性也可用矩阵加以描述(Jeng1988,Varadan et al.1986b),并提出了与随机矩阵各向异性相联系的横向各向同性圆柱状散射体的多重散射理论。
现代材料研究方法习题第一章1.什么是连续X射线谱?为什么存在短波限λ0?答:对X射线管施加不同的电压,再用适当的方法去测量由X射线管发出的X射线的波长和强度,便会得到X射线强度与波长的关系曲线,称之为X射线谱。
在管电压很低,小于20kv时的曲线是连续的,称之为连续谱。
大量能量为eV的自由电子与靶的原子整体碰撞时,由于到达靶的时间和条件不同,绝大多数电子要经过多次碰撞,于是产生一系列能量为hv的光子序列,形成连续的X射线谱,按照量子理论观点,当能量为eV的电子与靶的原子整体碰撞时,电子失去自己的能量,其中一部分以光子的形式辐射出去,在极限情况下,极少数的电子在一次碰撞中将全部的能量一次性转化为一个光量子,这个光量子具有最高的能量和最短的波长,即λ0。
2.什么是特征X射线?它产生的机理是什么?为什么存在激发电压Vk?答:当X射线管电压超过某个临界值时,在连续谱的某个波长处出现强度峰,峰窄而尖锐,这些谱线之改变强度,而峰位置所对应的波长不便,即波长只与靶的原子序数有关,与电压无关,因为这种强度峰的波长反映了物质的原子序数特征,故称为特征X射线,由特征X射线构成的X射线谱叫做特征X射线谱。
它的产生是与阳极靶物质的原子结构紧密相关当外来的高速粒子(电子或光子)的动能足够大时,可以将壳层中的某个电子击出,或击到原子系统之外,击出原子内部的电子形成逸出电子,或使这个电子填补到未满的高能级上。
于是在原来位置出现空位,原子系统处于激发态,高能级的电子越迁到该空位处,同时将多余的能量e=hv=hc/λ释放出来,变成光电子而成为德特征X射线。
由于阴极射来的电子欲击出靶材的原子内层电子,比如k层电子,必须使其动能大于k 层电子与原子核的结合能Ek或k层的逸出功Wk。
即有eV k=1/2mv2〉-Ek=Wk,故存在阴极电子击出靶材原子k电子所需要的临界激发电压Vk。
3、X射线与物质有哪些互相作用?答;X射线的散射:相干散射,非相干散射X射线的吸收:二次特征辐射(当入射X射线的能量足够大时,会产生二次荧光辐射);光电效应:这种以光子激发原子所产生的激发和辐射过程;俄歇效应:当内层电子被击出成为光电子,高能级电子越迁进入低能级空位,同时产生能量激发高层点成为光电子。
1.名词解释:相干散射(汤姆逊散射):入射线光子与原子内受核束缚较紧的电子(如内层电子)发生弹性碰撞作用,仅其运动方向改变而没有能量改变的散射。
又称弹性散射;不相干散射(康普顿散射):入射线光子与原子内受核束缚较弱的电子(如外层电子)或晶体中自由电子发生非弹性碰撞作用,在光子运动方向改变的同时有能量损失的散射。
又称非弹性散射;荧光辐射:物质微粒受电磁辐射激发(光致激发)后辐射跃迁发射的光子(二次光子)称为荧光或磷光,吸收一次光子与发射二次光子之间延误时间很短(10-8~10-4s)称荧光,延误时间较长(10-4~10s)则为磷光;(有待确定)俄歇效应:如原子的退激发不以发射X射线的方式进行则将以发射俄歇电子的德方式进行,此过程称俄歇过程或俄歇效应;吸收限:当入射X射线光子能量达到某一阈值可击出物质原子内层电子时,产生光电效应。
与此能量阈值相应的波长称为物质的吸收限。
晶面指数与晶向指数:为了表示晶向和晶面的空间取向(方位),采用统一的标识,称为晶向指数和晶面指数;晶带:晶体中平行于同一晶向的所有晶面的总体干涉面:晶面间距为d HKL/n、干涉指数为nh、 nk、 nl的假想晶面称为干涉面X射线散射:X射线衍射:X射线反射:结构因子:晶胞沿(HKL)面反射方向的散射波即衍射波F HKL是晶胞所含各原子相应方向上散射波的合成波,表征了晶胞的衍射强度;多重因子:通常将同一晶面族中等同晶面组数P称为衍射强度的多重性因数。
罗仑兹因子:系统消光:因︱F︱2=0而使衍射线消失的现象称为系统消光。
2.讨论下列各组概念中二者之间的关系:1)同一物质的吸收谱和发射谱;答:当构成物质的分子或原子受到激发而发光,产生的光谱称为发射光谱,发射光谱的谱线与组成物质的元素及其外围电子的结构有关。
吸收光谱是指光通过物质被吸收后的光谱,吸收光谱则决定于物质的化学结构,与分子中的双键有关。
2)X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。
复振幅的几何意义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以按照以下方式编写:概述:复振幅作为一个重要的概念,在物理学、工程学以及其他领域有着广泛的应用。
它对我们理解振动现象以及解释和预测自然现象和工程问题起到了重要作用。
复振幅的数学表示和几何意义是理解复振幅的关键。
本文主要目的是介绍复振幅的几何意义,包括对其定义的概述和具体的数学表示。
我们将探讨复振幅的几何解释,以及它在现实世界中的应用领域和未来研究方向。
文章结构:本文将按照以下结构进行论述:首先,我们将在引言部分提供对复振幅的概述和目的,以帮助读者理解复振幅的重要性和本文的内容。
然后,在正文部分,我们将详细介绍复振幅的定义和数学表示,以帮助读者建立起对这一概念的初步了解。
接着,我们将探讨复振幅的几何意义,描述它在几何空间中的具体表达和解释。
最后,在结论部分,我们将总结复振幅的几何意义,并探讨它在不同领域的应用及未来研究方向。
通过本文的阅读,读者将能够充分理解复振幅的几何意义,并对其在各个领域的应用和未来研究方向有一个清晰的认识。
文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分中,我们将对复振幅的概述进行简要介绍,包括定义和重要性。
接着,我们将说明本文的结构和目标。
正文部分将从三个方面展开对复振幅的几何意义进行探讨。
首先,我们将给出复振幅的定义,并从数学角度对其进行表示。
其次,我们将重点讨论复振幅的几何意义,探究它在空间中的表现形式和几何特征。
这将涉及到复振幅与相位的关系、振动方向和振幅大小的描绘等内容。
最后,我们将总结复振幅的几何意义,讨论它在不同领域中的应用,并对未来研究方向进行展望。
结论部分将对全文进行总结,并强调复振幅的几何意义在实际应用中的重要性。
我们还将讨论当前已知的应用领域,并展望未来研究的发展方向。
通过以上的分章节结构,本文将全面而系统地介绍复振幅的几何意义,并为读者提供一个清晰的框架,以便更好地理解和应用复振幅的概念和数学表示。
X射线复习和思考题一、名词解释1、物相分析:确定材料由哪些相组成(即物相定性分析)和确定各组成相的含量(常以体积分数或质量分数表示,即物相定量分析)。
2、零层倒易面:属于同一[uvw]晶带的各(HKL)晶面对应的倒易矢量rHKL处于一个平面内.这是一个通过倒易点阵原点的倒易面,称为零层倒易面。
3、某射线:一种波长介于紫外线和射线之间的具有较短波长的电磁波。
4、K射线与K射线:管电压增加到某一临界值(激发电压),使撞击靶材的电子能量(eV)足够大,可使靶原子K层产生空位,其外层电子向K层跃迁产生的某射线统称为K系特征辐射,其中由L层或M层或更外层电子跃迁产生的K系特征辐射分别顺序称为K,K,射线。
5、短波限:电子与靶材相撞,其能量(eV)全部转变为辐射光子能量,此时光子能量最大、波长最短,因此连续谱有一个下限波长0,即称为短波限。
6、参比强度:参比强度是被测物相与刚玉(-Al2O3)按1:1重量比混合时,被测相最强线峰高与刚玉(六方晶系,113衍射线)最强线峰高的比值。
7、质量吸收系数:设m=/(为物质密度),称m为质量吸收系数,m 为某射线通过单位质量物质时能量的衰减,亦称单位质量物质对某射线的吸收。
8、晶带:在晶体中如果若干个晶面同时平行于某一轴向时,则这些晶面属于同一晶带,而这个轴向就称为晶带轴。
9、光电效应:当入射某射线光子能量达到某一阈值,可击出物质原子内层电子,产生光电效应。
10、二次特征辐射(某射线荧光辐射):当高能某射线光子击出被照射物质原子的内层电子后,较外层电子填其空位而产生了次生特征某射线(称二次特征辐射)。
11、相干散射:相干散射是指入射电子与原子内受核束缚较紧的电子(如内层电子)发生弹性碰撞作用,其辐射出的电磁波的波长与频率与入射电磁波完全相同,新的散射波之间可以发生相互干涉。
12、七大晶系:立方晶系、正方晶系、斜方晶系、菱方晶系、六方晶系、单斜晶系及三斜晶系。
13、点阵参数:描述晶胞基矢长度及夹角的几何参数,分别用a、b、c、α、β及γ表示。
绪论(一)电磁散射及吸收的物理基础:任何系统的电磁散射和吸收都和该系统的特性有关:比如,有关散射分子的大小或分子群的规模等的特性。
其实,尽管有这些具体的特性,其中隐藏的物理本质是相同的。
物质都是由质子和电子这些分离的电荷所构成。
当一个障碍物(其可为一个电子或质子、一个原子或分子、一个固态或液态微粒)被一束电磁波所照射时,障碍物中的电荷都会被入射波的电场激发而定向移动。
加速的电荷将向周围辐射电磁能;这种二次辐射正是我们所讨论的“障碍散射”:散射= 消光+ 再辐射(其中,“再辐射”、“二次辐射”及“激发辐射”是对同一个概念的不同称谓)。
激发的电荷元除二次辐射电磁能外,还可能会将入射的电磁能转化为诸如热能的其它能量形式,这一过程被称为“吸收”。
散射和吸收并非毫不相关的两过程,因此,为了简略起见,我们常只称所讨论的问题为“散射”,而同时在这一概念中暗含“吸收”。
(二)物质波的散射及微粒的散射:在一定程度上可以认为除真空外任何物质均为非均匀的。
即使在我们通常所认为均匀的介质(例如纯净气体、固体或液体)中,仍能通过使用高精度的探针分辨出各处(原子或分子)的不均匀性能。
因此,所有的介质均散射电磁波。
实际上,好多我们平时并不以“散射”来考察的问题实质上都是散射的结果。
例如其中有:(1)粗糙表面的漫反射;(2)尖劈、边缘或光栅的衍射;和(3)光学光滑界面处的反射和折射。
此处,我们遇到的是一个电磁的多体问题:散射分子的耦合!这种问题的净结果(依据适当的近似)就是在介质内部次波相互叠加而使得折射波以速度c/n传播。
结果介质内部入射波完全消散,即所谓的艾瓦德—欧昔姆消散定理(Ewald-Oseem extinction theorem);介质外部次波叠加而形成反射波。
通常的对波束与光学光滑的界面相互作用的分析中,只是假定折射介质是完全同性均匀的——而实际上,那只可认为是“统计上均匀的”。
那即为,对给定体积元,平均分子数是不变的;但对一指定的体积元,在不同的瞬间,其所含的分子数是不同的。