X-Ray Compton Scattering pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Oxford University Press, USA

作者:Malcolm J. Cooper

出品人:

页数:392

译者:

出版时间:2004-12-30

价格:USD 250.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780198501688

丛书系列:

图书标签:

X-射线
康普顿散射
散射
X射线物理
物质与辐射相互作用
光谱学
原子物理
凝聚态物理
量子力学
实验物理

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具体描述

With the development of potent x-ray sources at many synchrotron laboratories worldwide, Compton scattering has become a standard tool for studying electron densities in materials. This book provides condensed matter and materials physicists with an authoritative, up-to-date, and very accessible account of the Compton scattering method, leading to a fundamental understanding of the electrical and magnetic properties of solid materials. The spectrum of Compton scattered x-rays is particularly sensitive to this behaviour and thus can be used as a direct probe and to test the predictions of theory. The current generation of synchrotron facilities allows this method to be readily exploited to study the ground state electron density in both elements and in complex compounds. It is important that those working in related fields, as well as the increasing number directly using the Compton method, have a comprehensive assessment of what is now possible and how to achieve it, in addition to a full understanding of its theoretical basis. This monograph is unique and timely, since little of what is described, was practicable a decade ago.The development of synchrotron radiation facilities has ensured that the technique described here will remain a powerful probe of electron charge and spin density for many years to come.

X射线康普顿散射：宇宙的秘密探测器自古以来，人类就仰望星空，试图理解宇宙的浩瀚与奥秘。在漫长的探索过程中，我们发展出各种各样的工具来“看见”那些遥不可及的景象。本书将带您走进一个鲜为人知却又至关重要的领域——X射线康普顿散射。它不是一本描述天体物理学某个特定现象的指南，也不是一本介绍望远镜设计的工程手册。相反，它是一本关于一种基本物理原理如何被巧妙地应用于揭示宇宙深处隐藏信息、探测物质的微观结构，以及理解宇宙演化的引人入胜的科学探索历程。想象一下，我们拥有了一双能够穿透物质、看到事物本质的“眼睛”。X射线康普顿散射正是这样一种工具。当一束高能X射线光子与物质中的电子相互作用时，会发生一种被称为“康普顿散射”的现象。在这个过程中，X射线光子会失去一部分能量，改变其传播方向，而电子则会获得能量并被散射出去。正是通过测量这些散射光子的能量和角度的变化，科学家们能够推断出散射体的性质，例如其电子的密度、能量状态，甚至其内部的原子结构。本书将从康普顿散射这一基础物理概念出发，深入浅出地阐述其背后的理论原理。我们不会陷入枯燥的数学推导，而是侧重于理解这个现象的物理意义。您将了解到，康普顿散射是如何证明了X射线的粒子性，这一发现对量子力学的发展起到了多么重要的作用。接着，我们将把目光投向更广阔的宇宙。在天体物理学领域，X射线康普顿散射的应用可谓是“无处不在”。例如，在研究黑洞和中子星等极端天体时，我们无法直接“触碰”它们。然而，这些天体周围存在着炽热的气体盘，其中的电子在强烈的引力作用下拥有极高的能量。当来自这些天体的X射线穿过这些高温等离子体时，就会发生康普顿散射。通过分析散射X射线的能量谱，我们可以推断出黑洞的质量、旋转速度，以及等离子体的温度和密度等关键参数，从而深入了解这些宇宙中最神秘天体的形成和演化过程。此外，康普顿散射也是研究宇宙大尺度结构的重要工具。例如，在研究星系团的形成时，我们关注的是星系团中的热气体。这些气体中的高能电子与宇宙中广泛存在的X射线光子发生相互作用，留下了康普顿散射的痕迹。通过测量这种效应，科学家们可以更精确地确定星系团中物质的分布，从而理解星系团是如何在大爆炸后的宇宙中逐步聚集形成的，以及暗物质在其中扮演的角色。然而，康普顿散射的应用并不仅限于遥远的宇宙。在地球上，这项技术同样扮演着至关重要的角色。在材料科学领域，X射线康普顿散射是一种强大的探测材料电子结构的工具。通过分析散射X射线的角度和能量分布，我们可以了解材料中原子的排列方式、电子之间的相互作用，以及材料的化学键合情况。这对于开发新型半导体材料、催化剂、甚至高性能电池都至关重要。例如，在研究复杂的多晶材料时，传统的X射线衍射可能难以提供完整的电子态信息，而康普顿散射则能提供更精细的电子动量分布信息，从而帮助科学家理解材料的性能与电子结构之间的关联。在医学成像领域，康普顿散射的概念也并非遥不可及。虽然我们熟悉的是CT扫描等X射线成像技术，但康普顿散射的原理在一些前沿的成像技术中同样有所体现，尤其是在研究生物组织的微观结构和成分时，它能够提供比传统方法更丰富的信息。本书将通过一系列生动形象的案例研究，展示X射线康普顿散射是如何从一个基础的物理实验，演变为今天探测宇宙、研究物质的强大工具。您将了解到不同类型的康普顿散射谱仪是如何设计的，以及它们在实际应用中遇到的挑战和解决的方案。我们将探讨如何从复杂的散射数据中提取有用的信息，以及如何利用先进的计算方法来模拟和解释散射现象。本书的目标是为那些对宇宙的奥秘、物质的本质，以及物理学的前沿应用感兴趣的读者提供一个全新的视角。您不需要具备深厚的物理学背景，只需怀揣一颗好奇的心，跟随我们的脚步，一起探索X射线康普顿散射所揭示的精彩世界。它将帮助您理解，一个看似简单的物理现象，如何在科学家的手中，化身为一把能够洞察万物、解开宇宙之谜的“X射线之眼”。