【正文】 質(zhì)子熒光分析舉例： 越王勾踐劍的分析 勾踐劍 1965年湖北江陵望山一號墓出土。 同時出土的還有 輔劍 （花紋同、無銘文）。 古劍寶庫中的珍品，舉世聞名。 在地下埋藏了大約 2500年（春秋戰(zhàn)國時）， 至今 光華四射，鋒利無比。 劍長 ，分析面積大，要求精度高， 這兩柄劍是我國 要確保無損。 用 質(zhì)子熒光分析 最合適。 61 Si (Li)探測器 放大 多道分析器 樣品 劍上有黑色和黃色花紋 分析各部分的成分、含量 質(zhì)子束直徑 ： 2 mm 質(zhì)子靜電加速器 62 越王勾踐劍黑花紋處的 PIXE能譜 （質(zhì)子能量 ，束流強(qiáng)度約 5nA，測量時間 10min） 63 用質(zhì)子激發(fā) X射線分析各部分成份 Cu Sn Pb Fe S As 劍刃 微 黑花紋 微 微 劍格 微 ? Cu – Sn Pb合金 — 鋒利 ? 劍柄硫璃層為鉀鈣玻璃 ? 含鐵量比銅少，硫化處理 —防銹 64 激光 又名 萊塞 （ Laser）， 它的全名是： （ Light amplification by stimulated emission of radiation） “輻射的受激發(fā)射光放大” 世界上第一臺激光器誕生于 1960年。 它們的基本原理都是基于 1916年愛因斯坦 提出的受激輻射理論。 167。 3. 7 激光簡介 65 一、受激輻射 （ stimulated radiation） 若入射光子的能量 h? 等于原子高 、 低能級的能量差 E2? E 且高能級上有原子存在時 ，入射光子的電磁場就會誘發(fā)原子從高能級躍遷到低能級 ， 同時放出一個與入射光子完全相同的光子 h? E2 E1 N2 N1 ● ● 輻射的光子： 頻率 、 相位 、振動方向和傳播方向相同的光子 。 －光放大作用 66 二、粒子數(shù)布居反轉(zhuǎn) （ population inversion） N2 N1 N1 N2 En Nn 要產(chǎn)生光放大必須 N2 N1 ,kTEnneN ?? 由大量原子組成的系統(tǒng)，在溫度不太低的 平衡態(tài)， 原子數(shù)目按能級的分布服從 玻耳茲 曼統(tǒng)計分布： — 粒子數(shù)布居反轉(zhuǎn) 67 He ? Ne 氣體激光器的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)： He是輔助物質(zhì)， Ne是激活物質(zhì)， 之比為 5:1 ? 10:1 。 （電子的碰撞使 He原子被 He與 Ne 激發(fā)的概率使比 Ne原子被激發(fā)的概率大） 68 電子碰撞躍遷 碰撞轉(zhuǎn)移 亞穩(wěn)態(tài) 受激輻射 粒子數(shù)布居反轉(zhuǎn)發(fā)布 與管壁碰撞發(fā)生無輻射躍遷 ?m ?m ?m 紅光 紅外 69 三、光學(xué)諧振腔 （ optical harmonic oscillator） 激勵能源 全反射鏡 部分反射鏡 激光 為了加強(qiáng)光放大，受激輻射光需要反復(fù)通過 激活物質(zhì)， 這就需要在激活物質(zhì)兩側(cè)有兩個反 射鏡，構(gòu)成一個 “光學(xué)諧振腔”。 70 使激光具有極好的單色性 （ 選頻 ） 光學(xué)諧振腔除使 受激輻射沿軸線反復(fù)放大外 ，還有另一重要作用： ，光學(xué)諧振腔具有選頻作用。 ? )( 0?I )( 0?I 2)( 0?I? ?0 ?? 61490103105 ???????????? ??109 Hz 氦氖激光器 Ne原子的 ?m（ ）受激輻射光的譜線寬度為 Hz105 14?而 He－ Ne激光器輸出激光的 可達(dá) 。 0Δ ?? 1510?71 某時刻 A處的光有剛產(chǎn)生的 , 也有來回反射一次 、 兩次 、 . . .的 , 它們要產(chǎn)生干涉 。 產(chǎn)生相長干涉才有輸出 , 條件是光程差為： ?,3,2,1,2 ?? kknL k? nLckckk 2?? ??可以存在的頻率為： ?? 輸出 L A n （折射率） 72 nLckckk 2?? ?? 相鄰兩種頻率的間隔為 數(shù)量級估計： Ｌ ～ 1m ， n～ 112103288?????????nLck? nLck 2?? ?73 20II I0 而氦氖激光器 ?m 譜線的寬度為： 因此，在 ?? 區(qū)間中，可以存在的頻率種數(shù)為： 889???????kN?? ?? = 109 Hz 通過縮短腔長和控制反射鏡膜厚等手段可使輸出頻率數(shù)減少 。 74 I 區(qū)間中只存在一種頻率。 則 ??k要增大到 10倍， 在 ?? 區(qū)間中只可能存在 例如，利用 縮短腔長 來 加大 ??k，可以使 ?? 一種頻率。 如上述 He—Ne激光器 L從 1m 縮短到 ， （但損失了光強(qiáng)） 獲得了線寬極窄的 ?m 譜線激光輸出。 極大地提高了單色性。 75 四、激光器的三個主要組成部分的作用 激活介質(zhì) 激勵能源 單色性。 有合適的能級結(jié)構(gòu)， 能實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。 光學(xué)諧振腔 保證光放大， 使激光有良好的方向性和 使原子激發(fā)，維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。 76 五、激光的特點 相干性極好 方向性極好 亮度和強(qiáng)度極高 77 神光 Ⅰ 裝置的兩路激光系統(tǒng) 神光 Ⅱ 裝置的八路激光系統(tǒng) 我國的激光核聚變裝置 78 激光核聚變 這是激光 NOVA靶室 ， 在靶室內(nèi)十束激光同時聚向一個產(chǎn)生核聚變反應(yīng)的小燃料樣品上 ， 引發(fā)核聚變 。 79 高能激光（約 5500 oC的高溫）焊接硬質(zhì)材料 【演示】 CO2 激光器 80 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH