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音像中子散:理论与应用王哲
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引言
章数理基础1.1矢量空间1.1.1基本概念1.1.2算符1.2量子力学基础1.2.1基本原理1.2.2位置表象下的薛定谔方程1..一维谐振子1.2.4微观态的运动1.2.5纯态和混合态
第2章中子散理论2.1基本概念2.1.1中子的基本质2.1.2散实验和截面2.2基本理论2.2.1费米黄金定律2.2.2双微分截面与动态结构因子.关联函数..1几种重要的关联函数..2细致平衡原理2.4中子与理想气体的散2.4.1理想气体的关联函数2.4.2中子与单个静止的自由原子的散2.5定态近似2.5.1定态近似简介2.5.2Placzek修正2.6中子源简介
第3章中子在经典液体中的散3.1简单液体模型3.2非相干散部分3.2.1密度关联函数3.2.2速度关联函数3.3相干散部分3.3.1液体的微观结构3.3.2液体粒子的集体运动3.4频率和法则3.5水: 常见的分子液体3.5.1单分子运动3.5.2水分子的集体振动3.5.3水的微观结构3.6蛋白分子的内部运动3.7飞行时间谱仪简介
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第4章中子在复杂流体中的散4.1小角中子散与胶体系统4.1.1基本方法4.1.2形状因子4.1.3衬度4.1.4结构因子4.1.5多分散体系4.2小角中子散与高分子4.2.1基本方法4.2.2形变高分子4.3分形结构的小角中子散4.3.1基本方法4.3.2应用举例4.4小角中子散谱仪简介4.5中子自旋回波技术原理4.5.1中子在磁场中的进动4.5.2中子自旋回波技术4.6中子自旋回波技术应用4.6.1胶体系统4.6.2高分子
第5章中子在固体中的散5.1晶体结构
5.1.1基本概念5.1.2倒易点阵5.2晶体结构的测量5.2.1基本原理5.2.2中子散测量晶体结构5..微分截面5.3晶格振动与声子5.3.1一维晶体5.3.2三维晶体5.4声子的测量5.4.1相干散部分5.4.2声子测量与三轴谱仪5.4.3非相干散部分
第6章中子光学6.1折与全反6.1.1折6.1.2全反6.2中子散的动力学理论6.2.1基本理论6.2.2Pendellsung现象6..消光现象
第7章中子反7.1镜面反7.1.1反问题的薛定谔方程7.1.2厚均整介质的镜面反: 菲涅耳反7.1.3单层膜的镜面反7.1.4多层膜的镜面反7.1.5极化中子反简介7.2粗糙表面的反7.2.1玻恩近似7.2.2DWBA理论7.3中子反应用实例7.3.1DNA 功能化表面7.3.2超稳玻璃7.4中子反谱仪简介
第8章磁散8.1磁散的双微分截面8.1.1基础知识8.1.2双微分截面8.1.3含时表达式8.1.4顺磁体8.2磁结构8.2.1铁磁体8.2.2反铁磁体8..自旋螺旋排列8.3自旋波8.3.1基本概念8.3.2自旋波的测量8.4极化中子散8.4.1自旋态截面8.4.2核散8.4.3磁散8.4.4磁有序晶体的散8.4.5极化中子谱仪简介
附录AA.1常用积分A.2δ函数A.3傅里叶变换A.4定态散理论A.4.1李普曼施温格方程A.4.2格林函数A.4.3玻恩近似A.4.4低能极限与散长度A.4.5T算符、Ω算符与S算符A.4.6DWBA理论A.5角动量A.5.1基本结论A.5.21/2自旋系统与泡利算符A.6核截面数据表
参考文献
王哲,2015年博士于麻省理工学院核科学与工程系,自2017年起在清华大学工程物理系工作,从事与中子散技术和应用相关的教学和科研。近年来作为主要作者,在Physical Review X、Physical Review Letters、Journal of Physical Chemistry Letters、ACS Macro Letters等期刊发表多篇。其中数篇被选为封面/底或高光。曾主持和参与多项科研项目,并入选青年人才项目。
国内系统介绍中子散的基本理论和应用的一本中文专著。
中子散技术是研究物质微观结构和动态的重要手段。本书从基本物理原理出发,系统阐述了中子散的相关理论。在理论的基础上,进一步详解了中子散方法在诸多体系中的应用,包括固体、液体、软物质、高分子、界面与薄膜,以及磁材料。同时还介绍相关谱仪的原理,如衍谱仪、小角散谱仪、三轴谱仪、飞行时间谱仪、自旋回波谱仪、反谱仪等。通过本书,读者可较为全面地理解中子散的理论和应用,并快速进入相关科研的前沿。
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