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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:

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Presentation Transcript


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.

dispoptic 2013


dispoptic 2013


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 = ?

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  • Tudo o anterior foi com relação a sistemas cristalinos

  • E sistemas não-cristalinos? i.e. amorfos? Imagens de R-X?

  • Lembrem-se:

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Óptica de Raio-X

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WILLIAM CONRAD ROENTGEN – Raio-X

FIRST X-RAY - 1895 - ANNA BERTHA ROENTGEN'S HAND

Art of Roentgen's X-ray apparatus for imaging hand

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Novas técnicas de imagem de R-X.

Physics Today Julho 2000

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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 comprimento de onda (WDX)

Microdifração de Raio-X de Laue

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Aplicações de Raio-x

Raio-X na área de imagem – óptica

  • Microscopia de Raio-X

  • Laser de Raio-X

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Podemos resumir que a óptica de raio-X pode....

Alem de microscopia e laser de raio-x

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Não é imagem é apenas difração de material policristalino

Difração de Raio-x de pó xstalino

Como seria com material monocristalino?

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SAXS/WAXS (Small Angle X ray Scattering + Wide Angle Xray Scattering)

WAXS => grau de cristalinidade

SAXS => informação estrutural de macromoléculas (5-25nm)

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SAXS/WAXS de outra forma

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Imagem - Óptica de Raios-X

  • Difração?

  • Refletores?

  • Lentes?

  • Refração?

  • Polarização?

  • Laser de Raios-X?

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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 luz VIS

Refração de R-X

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Comparação entre luz e raios-X

(Na3AlF6)

(TiO2)

(Na3AlF6)

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Estreitamento de largura de banda de R-X

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Bent Laue crystal

Point focusing

A 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

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  • Interferômetro de raios-x.

  • 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.

  • Contraste de fase em linha

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Mostrando interferometria de raio-x

  • Imagem CCD. O lado esquerdo mostra um dos feixes, o direiro mostra franjas de interferência.

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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.).

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Exemplo de imagens comparativas

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DEI = Diffraction-enhancedimaging

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Gafanhoto

Radiografia convencional

Radiografia por contraste de fase em linha

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J. Anat. (2003) 202, p.463-470

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J. Anat. (2003) 202, p.463-470

Fig. 2 (a) Conventionalsynchrotronradiographofthegreat toe that includes the distal portionofthefirstmetatarsal (M), thesesamoidbones (S), the proximal phalanx (PP) andthe distal phalanx (DP). The osteoporoticbones are evident as are thesclerotic

vessels. (b) DE imageofthesamespecimen as in (a) takenat +1 oftherocking curve. The major soft tissuestructuresthatcanbeidentifiedhere, which are notvisible in theaboveradiograph, include thetwo major tendonsofthe toe, thefatpadunderthe

ballofthefoot (whichhasbeendisplaceddistallysomewhat) andtheskin. The asteriskindicatesthelocationofthemusclesandtendonsplantar tothefirstmetatarsalbone. Thesecannotbedelineatedfromoneanother in thisimage.

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Radiografia digital

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Coeficiente de absorção e densidade (m/r)

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Imagem de R-X

http://www.photonic-science.co.uk/applications/x-ray-imaging.html

 X-rayImaging

  • Transmission X-rayMicroscopy

  • X-rayPhaseContrastImaging

  • DiffractionEnhancedImaging

  • X-rayTopography

  • X-ray Micro and Nano Tomography

  • Industrial PCB X-rayInspection / Digital X-rayRadiography,

  • High Energy Non DestructiveTesting / GammaImaging

  • X-rayAngiography / Fluoroscopy

  • X-rayGatedRespiratory, Small Animal X-rayImaging

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Explosões solares que emitem R-X

  • SoftX-ray: 0.12 a 12 keV (10 a 0.10 nm)

  • HardX-ray: 12 to 120 keV (0.10 a 0.01 nm )

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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.

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The Crab Nebula in X-Rays

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Luz Sincroton

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Esquema básico

http://www.warren.usyd.edu.au/bulletin/NO51/synchrotron_graphic_800.jpg

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Outro esquema descritivo

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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

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X-rays at Sample:

Critical energy

28.9 keV

Beam divergence

1.5 mrad (Horizontal)0.06 mrad (Vertical)

Energy range

Si 311 : 8.4 ∼ 72.5 keVSi 111 : 5.0 ∼ 37.5 keVSi 511 : 13.5 ∼ 113.3 keV

Beam size 1

about 75 mm (H) × 5 mm (V) in the experimental hutch 1 located in the experimental hall (Si 311)

Beam size 2

about 300 mm (H) × 20 mm (V) in the hutches located in the biomedical imaging center (Si 311)

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’

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SOURCE AND OPTICSSchematic View of Beamline BL20B2

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Outra vista

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LNLS - Campinas

Energia Nominal de Operação

1.37

GeV

Energia de injeção

500

MeV

Corrente do Feixe de elétrons (máximo)

250

mA

Circunferência

93.2

m

Diâmetro médio

29.7

m

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LNLS - Campinas

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LNLS_Fonte - Campinas

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Manipular o feixe de Raios-X?Curvar o feixe de Raios-X?

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Policapilaridade - Óptica de Raios-X

http://www.xos.com/mfgpros.htm

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X-ray Glass Capillary Optics

A. Bjeoumikhov, S. Bjeoumikhova*

IfG Institut für Gerätebau , 12489 Berlin, Germany

* BAM, 12205 Berlin, Germany

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Óptica de policapilaridade

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Policapilaridade - Óptica de Raios-X

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Policapilaridade - Óptica de Raios-X

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Microscopia de raio-X

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Center for X-Ray Optics, Ernest O. Lawrence Laboratory

Berkeley, CA


Laser de Raios – X (soft) http://www.llnl.gov/str/Dunn.html

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Laser de R-X

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Laser de R-X

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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

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Resumindo o que vimos até agora

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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

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