aula passada
DESCRIPTION
Aula passada. 20130318. Rede. Rede de Bravais . Rede cristalina = rede+base Empacotamento fechado Novas estruturas tipo buckyball-Fulereno Lei de Bragg. Índices de Miller. Fator de estrutura. Efetivamente como seria no NaCl?. Íons da célula unitária: - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
dispoptic 2013 1
Aula passada
Rede. Rede de Bravais.
Rede cristalina = rede+base
Empacotamento fechado
Novas estruturas tipo
buckyball-Fulereno
Lei de Bragg. Índices de
Miller. Fator de estrutura.
20130318
dispoptic 2013 2
dispoptic 2013 3
Efetivamente como seria no NaCl?
Íons da célula unitária:Na+ => ½ 0 0, 0 ½ 0, 0 0 ½ e ½ ½ ½ Cl- => 0 0 0, ½ 0 ½, ½ ½ 0, 0 ½ ½
Fhkl = ?
dispoptic 2013 4
Tudo o anterior foi com relação a sistemas cristalinos
E sistemas não-cristalinos? i.e. amorfos? Imagens de R-X?
Lembrem-se:
dispoptic 2013 5
Óptica de Raio-X
dispoptic 2013 6
WILLIAM CONRAD ROENTGEN – Raio-X
Art of Roentgen's X-ray apparatus for imaging handFIRST X-RAY - 1895 - ANNA BERTHA ROENTGEN'S HAND
dispoptic 2013 7
Novas técnicas de imagem de R-X.Physics Today Julho 2000
dispoptic 2013 8
Aplicações de Raio-x
Raio-X na área analítica Difração do pó SAXS/WAXS (Small Angle X ray Scattering + Wide Angle Xray Scattering) Cristalografia de moléculas e proteínas Reflectometria e análise de filmes finos Espectroscopia de Absorção de Raio-X Fluorescência de Raio-X dispersiva em compriment
o de onda (WDX) Microdifração de Raio-X de Laue
dispoptic 2013 9
Aplicações de Raio-x
Raio-X na área de imagem – óptica Microscopia de Raio-X Laser de Raio-X
dispoptic 2013 10
Podemos resumir que a óptica de raio-X pode....
Alem de microscopia e laser de raio-x
dispoptic 2013 11
Não é imagem é apenas difração de material policristalino
Difração de Raio-x de pó xstalino
Como seria com material monocristalino?
12
SAXS/WAXS (Small Angle X ray Scattering + Wide Angle Xray Scattering)
dispoptic 2013
WAXS => grau de cristalinidadeSAXS => informação estrutural de macromoléculas (5-25nm)
dispoptic 2013 13
SAXS/WAXS de outra forma
dispoptic 2013 14
Imagem - Óptica de Raios-X
Difração?
Refletores?
Lentes?
Refração?
Polarização?
Laser de Raios-X?
dispoptic 2013 15
Refração de R-X?
Direção do R-X refratado entrando do vácuo para sólido ou líquido (figura à esquerda) e com luz visível (figura à direita); para R-X o ângulo α2 tem quase o
mesmo valor que α1 (fortemente exagerado)
Refração de R-X Refração luz VIS
16dispoptic 2013
Comparação entre luz e raios-X
(Na3AlF6)
(TiO2)(Na3AlF6)
dispoptic 2013 17
Estreitamento de largura de banda de R-X
dispoptic 2013 18
energy 50 & 80 keV
source-mono distance 52.5 m
mono-focus distance 1.4 m
energy bandwidth 1.4 %
efficiency 50 %
focus size 1.5 microns
flux 1012 ph/s
dispoptic 2013 19
Bent Laue crystal
Point focusingA single bent multilayer or Laue crystal provides only focusing in one dimension, i.e. a line focus. Point focusing is achieved by combination of either two multilayers or a Laue crystal and a multilayer, the scattering planes of the combined elements being perpendicular.The synchrotron working group mainpage
energy 50-80 keV
source-mono distance
51.9 m
mono-focus distance
2 m
reflection (1 1 1)
energy bandwidth (per 1mm beam width)
0.8 %
efficiency 90 %
focus size 4 microns
dispoptic 2013 20
(a) Interferômetro de raios-x.(b) Realçamento por difração, variações na refração dos raios-x na
amostra produzem contraste por causa da intensidade do feixe que é refletido pelo cristal analisador depende do ângulo de incidência do feixe em relação ao ângulo de Bragg.
(c) Contraste de fase em linha
dispoptic 2013 21
Mostrando interferometria de raio-x
Imagem CCD. O lado esquerdo mostra um dos feixes, o direiro mostra franjas de interferência.
dispoptic 2013 22
Imagem feita por Ralf Menk.
Elettra Synchrotron Light
Source. Utilizando uma
rede cristalina perfeita como
um filtro angular muito
sensível.
O contraste aqui, origina-se
em pequenas diferenças no
ângulo de refração dos
raios-x saindo da amostra.
Características dos tecidos
moles tais como o pêlo e os
bigodes podem ser
claramente vistas.).
dispoptic 2013 23
Exemplo de imagens comparativas
dispoptic 2013 24
DEI = Diffraction-enhanced imaging
dispoptic 2013 25
Radiografia convencional
Gafanhoto
Radiografia por contraste de fase em linha
dispoptic 2013 26
J. Anat. (2003) 202, p.463-470
dispoptic 2013 27
J. Anat. (2003) 202, p.463-470
Fig. 2 (a) Conventional synchrotron radiograph of the great toe that includes the distal portion of the first metatarsal (M), the sesamoid bones (S), the proximal phalanx (PP) and the distal phalanx (DP). The osteoporotic bones are evident as are the scleroticvessels. (b) DE image of the same specimen as in (a) taken at +1 of the rocking curve. The major soft tissue structures that can be identified here, which are not visible in the above radiograph, include the two major tendons of the toe, the fat pad under theball of the foot (which has been displaced distally somewhat) and the skin. The asterisk indicates the location of the muscles and tendons plantar to the first metatarsal bone. These cannot be delineated from one another in this image.
dispoptic 2013 28
Radiografia digital
dispoptic 2013 29
Coeficiente de absorção e densidade ( / )m r
dispoptic 2013 30
Imagem de R-Xhttp://www.photonic-science.co.uk/applications/x-ray-imaging.html
X-ray Imaging
Transmission X-ray Microscopy
X-ray Phase Contrast Imaging
Diffraction Enhanced Imaging
X-ray Topography
X-ray Micro and Nano Tomography
Industrial PCB X-ray Inspection / Digital X-ray Radiography,
High Energy Non Destructive Testing / Gamma Imaging
X-ray Angiography / Fluoroscopy
X-ray Gated Respiratory, Small Animal X-ray Imaging
dispoptic 2013 31
Explosões solares que emitem R-X
Soft X-ray: 0.12 a 12 keV (10 a 0.10 nm)
Hard X-ray: 12 to 120 keV (0.10 a 0.01 nm )
dispoptic 2013 32
The Crab Nebula, the remnant of a supernova explosion in 1054 AD pictured below, is usually the most brilliant object in the hard x-ray sky. It shines so steadily that x-ray astronomers use a unit called "Crabs" to define how bright other sources are (the flux from the Crab Nebula is, by definition, 1 Crab). The Sun usually registers less than 0.01 Crabs, although sometimes a powerful solar flare will make the Sun shine brightly at hard x-ray wavelengths. Black hole binary systems like XTE J1550 can also erupt and briefly upstage the Crab Nebula, the "Old Reliable" of x-ray astronomy. Another black hole, Cygnus X-1, is a persistent hard x-ray source that is also sometimes brighter than the Crab.
dispoptic 2013 33
The Crab Nebula in X-Rays
dispoptic 2013 34
Luz Sincroton
dispoptic 2013 35
Esquema básico
http://www.warren.usyd.edu.au/bulletin/NO51/synchrotron_graphic_800.jpg
dispoptic 2013 36
Outro esquema descritivo
dispoptic 2013 37
Vídeos Luz Synchrotron
https://www.youtube.com/watch?v=_xv_GwCgpAc (3m06s)
https://www.youtube.com/watch?v=N24iTlPvAxY (SLAC 1h06m52s)
Possui legenda em inglês
dispoptic 2013 38
http://www.spring8.or.jp/wkg/BL20B2/instrument/lang-en/INS-0000000314/instrument_summary_view
2p radianos 360o
1rad 57,29o
1mrad 0,05729o
1mrad 3,438’
X-rays at Sample:
about 300 mm (H) × 20 mm (V) in the hutches located in the biomedical imaging center (Si 311)
Beam size 2
about 75 mm (H) × 5 mm (V) in the experimental hutch 1 located in the experimental hall (Si 311)
Beam size 1
Si 311 : 8.4 72.5 keV∼Si 111 : 5.0 37.5 keV∼Si 511 : 13.5 113.3 keV ∼
Energy range
1.5 mrad (Horizontal)0.06 mrad (Vertical)
Beam divergence
28.9 keVCritical energy
dispoptic 2013 39
SOURCE AND OPTICS Schematic View of Beamline BL20B2
dispoptic 2013 40
Outra vista
dispoptic 2013 41
LNLS - Campinas
m29.7Diâmetro médio
m93.2Circunferência
mA250Corrente do Feixe de elétrons (máximo)
MeV500Energia de injeção
GeV1.37Energia Nominal de Operação
dispoptic 2013 42
LNLS - Campinas
dispoptic 2013 43
LNLS_Fonte - Campinas
dispoptic 2013 44
Manipular o feixe de Raios-X?
Curvar o feixe de Raios-X?
dispoptic 2013 45
Policapilaridade - Óptica de Raios-X
http://www.xos.com/mfgpros.htm
dispoptic 2013 46
X-ray Glass Capillary OpticsA. Bjeoumikhov, S. Bjeoumikhova*IfG Institut für Gerätebau , 12489 Berlin, Germany* BAM, 12205 Berlin, Germany
dispoptic 2013 47
Óptica de policapilaridade
dispoptic 2013 48
Policapilaridade - Óptica de Raios-X
dispoptic 2013 49
Policapilaridade - Óptica de Raios-X
dispoptic 2013 50
dispoptic 2013 51
dispoptic 2013 52
dispoptic 2013 53
dispoptic 2013 54
Microscopia de raio-X
Berkeley, CA Center for X-Ray Optics, Ernest O. Lawrence Laboratory
dispoptic 2013 55
Laser de Raios – X (soft) http://www.llnl.gov/str/Dunn.html
dispoptic 2013 56
Laser de R-X
dispoptic 2013 57
Laser de R-X
dispoptic 2013 58
Recentemente – SLAC laser de R-X duro
http://www.symmetrymagazine.org/breaking/2009/04/21/worlds-first-hard-x-ray-laser-switches-on/
An X-ray laser pulse as seen in SLAC's Main Control Center. A point of laser light seen here in the middle of a larger halo of dimmer, non-coherent X-rays. The surrounding blue halo is more like the X-rays produced at a synchrotron accelerator; the tiny, distinct pinpoint in the middle is the laser pulse from the LCLS. The physical size of the LCLS laser spot is about two-tenths of a millimeter. Like light from a flashlight, most light sources diverge to create a large spot some distance away. The LCLS laser light is tightly focused onto this sub-millimeter diameter despite having traveled a considerable distance from its source. Image: SLAC
dispoptic 2013 59
Resumindo o que vimos até agora
dispoptic 2013 60
Temas
Novo projeto de Luz Sincrotron (Sirius) Sobre microscópio de R-X Recobrir com metal de alto número atômico para
capilar de vidro em óptica de R-X