同步辐射应用概论

课程编码：180208082703P3021H 英文名称：Introduction to Synchrotron Radiation Applications 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业课 主讲教师：吴忠华等

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射线成像技术及应用；同步辐射X射线吸收谱学技术及应用。
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。

普通物理、高等数学、或材料学基础。

第一章 同步辐射光源 3学时 董宇辉
第1节 同步辐射光源发展史（1学时）
第2节 同步辐射发光元件：弯铁、扭摆器和波荡器（1.5学时）
第3节 同步辐射光源的光谱性质（0.5学时）
第二章 同步辐射线站 3学时 董宇辉
第1节 硬X射线光束线和实验站（2学时）
第2节 软X射线和真空紫外光束线和实验站（1学时）
第3节 红外光束线和实验站（0.5学时）
第4节 同步辐射实验技术（2学时）
第5节 辐射防护（0.5学时）
第三章 X射线衍射基本原理 3学时 董宇辉
第1节 高分辨X射线衍射（1学时）
第2节 极端条件下的衍射（1学时）
第3节 蛋白质晶体学（1学时）
第四章 光源的发展 3学时 董宇辉
第1节 自由电子激光（1学时）
第2节 衍射极限光源和ERL（2学时）
第五章 同步辐射X射线成像技术的发展和应用 3学时 张凯
第1节 同步辐射X射线成像技术的发展概况（1学时）
第2节 光传播的物理性质（2学时）
第六章 X射线相位衬度成像 3学时 张凯
第1节 X射线相位衬度成像技术的基本原理（2学时）
第2节 X射线相位信息分离技术的基本原理（1学时）
第七章 X射线CT成像 3学时 张凯
第1节 X射线CT成像技术的发展（1学时）
第2节 X射线相位衬度CT成像技术的基本原理（2学时）
第八章 X射线显微成像 3学时 张凯
第1节 X射线显微成像的基本原理（2学时）
第2节 X射线显微成像技术的发展和应用（1学时）
第九章 相干X射线成像 3学时 张凯
第1节 X射线扫描显微镜成像（0.5学时）
第2节 X射线相干衍射成像（2.5学时）
第十章 X射线吸收谱学基础 3学时 吴忠华
第1节 X射线散射与吸收（1.5学时）
第2节 X射线与物质作用的应用（0.5学时）
第3节 X射线吸收系数与X射线吸收边（1学时）
第十一章 X射线吸收精细结构原理 3学时 吴忠华
第1节 XAFS发展简史（0.7学时）
第2节 XAFS原理与理论简介（0.8学时）
第3节 影响XAFS振幅的理论因素（0.8学时）
第4节 分布函数，多重散射，XAFS分区（0.7学时）
第十二章 X射线吸收谱实验装置 3学时 吴忠华
第1节 XAFS光源与单色器（1.5学时）
第2节 探测器，准直镜，聚焦镜等其他设备（0.7学时）
第3节 XAFS束线与相关实验装置（0.8学时）
第十三章 X射线吸收谱实验方法 3学时 吴忠华
第1节 XAFS方法信噪比分析（1学时）
第2节 XAFS实验影响因素（0.5学时）
第3节 XAFS实验与示例（1.5学时）
第十四章 EXAFS数据分析方法 3学时 吴忠华
第1节 XAFS数据分析过程（2学时）
第2节 其他XAFS数据分析方法（0.5学时）
第3节 XAFS误差分析与国际规范（0.5学时）
第十五章 X射线吸收谱应用 3学时 吴忠华
第1节 XAFS在固溶体中的应用举例（0.3学时）
第2节 XAFS在纳米材料与化学中的应用举例（1.5学时）
第3节 XAFS在2D材料与界面中的应用举例（1学时）
第4节 XAFS在生物金属蛋白中的应用举例（0.2学时）

吴忠华（中国科学院高能物理研究所，研究员）
董宇辉（中国科学院高能物理研究所，研究员）
张 凯（中国科学院高能物理研究所，研究员）