同步辐射应用概论  022M2004H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科普及课 | 任课教师:吴忠华,朱佩平,董宇辉
授课时间: 星期四, 第1、2、3节
授课地点: 教1-306
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 022M2004H 课时: 50 学分: 3.0
课程属性: 一级学科普及课 主讲教师:吴忠华,朱佩平,董宇辉
英文名称: Brief introduction to the application of synchrotron radiation

教学目的、要求

本课程将向相关专业研究生介绍同步辐射基本原理、同步辐射光束线及实验站工作原理,以及依托同步辐射光源的相关实验技术理论、方法与应用。主要授课内容包括:同步辐射基本原理;典型光束线和实验站工作原理;未来光源的发展趋势;同步辐射X射线衍射技术及其应用;同步辐射X射线吸收谱学技术及应用;同步辐射X射线成像技术及应用。
本课程的教学目的:传授相关学科专业研究生有关同步辐射光源、同步辐射光束线站装置、同步辐射实验技术与应用的基础知识;训练研究生利用先进的同步辐射实验技术开展科学研究的能力;引导研究生依托同步辐射大科学装置提供的多种实验手段向多学科协同研究的方向发展。
本课程的教学要求:通过本课程的教学,要求选课研究生知晓同步辐射光源、X-射线自由电子激光等现代先进X射线源的基本原理;熟悉同步辐射相关实验装置的工作原理;掌握同步辐射相关实验技术及数据处理方法,并能用于解决实际的科研问题;了解当今先进光源、同步辐射相关实验技术与应用的发展方向。

预修课程

电动力学、量子力学、固体物理或材料学基础

教 材

教师编写

主要内容

第一章 同步辐射基本原理(董宇辉, 共3课时)
        1.1  同步辐射光源发展史 (1课时)
        1.2   同步辐射发光元件:弯铁、扭摆器和波荡器 (1.5课时, 本章重点)
        1.3   同步辐射光源的光谱性质 (0.5课时)
 第二章  同步辐射光束线和实验站(董宇辉, 共6课时)
        2.1   硬X射线光束线和实验站  (2课时)
        2.2   软X射线和真空紫外光束线和实验站  (1课时)
        2.3   红外光束线和实验站  (0.5课时)
        2.4   同步辐射实验技术  (2课时, 本章重点)
        2.5   辐射防护  (0.5课时)
第三章 同步辐射X射线衍射(董宇辉, 共3课时)
       3.1   高分辨X射线衍射  (1课时)
       3.2   极端条件下的衍射  (1课时)
       3.3   蛋白质晶体学  (1课时, 本章重点)
第三章 新一代的光源(董宇辉, 共3课时)
       3.1   自由电子激光  (1课时)
       3.2   衍射极限光源和ERL  (2课时,本章重点)
第四章 同步辐射X射线谱学方法(吴忠华,共15学时)
4.1   X射线吸收谱学基础  (1课时)
4.2   X射线吸收精细结构原理  (2课时)
4.3   X射线吸收谱理论简介  (1课时)
4.4   X射线吸收谱实验装置  (1课时)
4.5   X射线吸收谱实验方法  (2课时, 本章重点)
4.6   X射线吸收谱影响因素  (2课时, 本章难点)
4.7   X射线吸收数据解析  (2课时, 本章重点)
4.8   X射线吸收数据误差分析  (1课时)
4.9   X射线吸收谱学国际规范  (1课时)
4.10  X射线吸收谱应用示例  (2课时)
第五章 同步辐射X射线成像方法(朱佩平,共15学时)
5.1   同步辐射X射线成像方法分类  (1课时)
5.2   光传播的物理性质  (2课时, 本章重点)
5.3   X射线投影成像  (3课时, 本章重点)
5.4   X射线透镜成像  (3课时, 本章难点)
5.5   X射线探针扫描成像  (3课时)
5.6   X射线全息成像和相干衍射成像  (3课时)
第六章 同步辐射装置实地考察与答疑(吴忠华, 董宇辉,朱佩平,共3学时)

教学手段与方法:以课堂讲授为主,课后作业督促自学,辅以实地参观同步辐射装置。

考核方式:课堂开卷(2课时,可以携带纸质材料、计算器;严禁通讯)


参考文献

1.	《同步辐射应用概论》,马礼敦,杨福家编著,复旦大学出版社;第2版(2005年8月1日)。
2.	《同步辐射X射线应用技术概论》,程国峰,黄月鸿,杨传铮编著,上海科学技术出版社(2009年1月1日)。
3.	《同步辐射光源及应用》,麦振洪等著,科学出版社;第一版(2013年3月)。
4.	《An Introduction to Synchrotron Radiation》, Philip Willmott (Eds), Wiley (2011 Sep.).