تشتت بزاوية صغيرة

تُعرض أنماط تشتت الضوء عادةً على شكل شدة التشتت كدالة لقيمة متجه التشتت${\displaystyle q=4\pi \sin(\theta )/\lambda }$. هنا${\displaystyle 2\theta }$هي الزاوية بين الشعاع الساقط والكاشف الذي يقيس شدة الإشعاع المتناثر، و${\displaystyle \lambda }$يمثل λ طول موجة الإشعاع. أحد تفسيرات متجه التشتت هو أنه يمثل دقة أو معيار رصد العينة. في حالة عينة ثنائية الطور، مثل الجسيمات الصغيرة المعلقة في سائل، يكون التباين الوحيد المؤدي إلى التشتت في النطاق النموذجي لدقة مطيافية تشتت زاوية الامتصاص (SAS) هو ببساطة Δρ، وهو الفرق في متوسط ​​كثافة طول التشتت بين الجسيم والسائل المحيط به، لأن التغيرات في ρ الناتجة عن التركيب الذري لا تظهر إلا عند الزوايا العالية. هذا يعني أن شدة نمط SAS المتكاملة الكلية (في ثلاثة أبعاد) هي كمية ثابتة تتناسب مع مربع Δρ² . ^في الإسقاط أحادي البعد، كما هو معتاد في تسجيل الأنماط المتناحية، تصبح هذه الكمية الثابتة${\textstyle \int I(q)q^{2}\,dx}$حيث يمتد التكامل من q=0 إلى النقطة التي يُفترض أن ينتهي عندها نمط SAS ويبدأ عندها نمط الحيود. ويُفترض أيضاً أن الكثافة لا تتغير في السائل أو داخل الجسيمات، أي أن هناك تبايناً ثنائياً .

يتم وصف SAXS من حيث الكثافة الإلكترونية بينما يتم وصف SANS من حيث كثافة طول تشتت النيوترونات .

عند أعداد موجية كبيرة نسبيًا على نطاق حيود الأشعة السينية بزاوية صغيرة، ولكنها لا تزال صغيرة مقارنةً بحيود براغ واسع الزاوية ، يتم فحص الارتباطات المتبادلة المحلية بين الأسطح البينية، بينما يتم حساب متوسط ​​الارتباطات بين أجزاء السطح البيني المتقابلة. بالنسبة للأسطح البينية الملساء، نحصل على قانون بورود : $${\displaystyle I(q)\sim Sq^{-4}}$$

يُتيح ذلك تحديد مساحة سطح الجسيمات (S) باستخدام تقنية SAS. ويجب تعديل هذه الطريقة إذا كانت السطح البيني خشنة على مقياس q⁻¹ . وإذا أمكن وصف الخشونة ببعد كسري (d) يتراوح بين 2 و3، فإن قانون بورود يصبح كالتالي ^:$${\displaystyle I(q)\sim S'q^{-(6-d)}}$$

يمكن استخدام تشتت الضوء بزاوية صغيرة من الجسيمات لتحديد شكلها أو توزيع أحجامها . ويمكن مطابقة نمط تشتت الضوء بزاوية صغيرة مع شدة الإشعاع المحسوبة من نماذج مختلفة للأشكال عندما يكون توزيع الأحجام معروفًا. وإذا كان الشكل معروفًا، فيمكن مطابقة توزيع الأحجام مع شدة الإشعاع. وفي الحالة الأخيرة، يُفترض عادةً أن الجسيمات كروية .

إذا كانت الجسيمات في محلول ومعروفة بتجانس توزيع أحجامها ، فإن إحدى الاستراتيجيات الشائعة هي قياس تراكيز مختلفة من الجسيمات في المحلول. من أنماط تشتت الأشعة السينية بزاوية صغيرة (SAXS) المُستحصلة، يمكن استقراء نمط الشدة الذي يُحصل عليه لجسيم واحد. هذه عملية ضرورية لإزالة تأثير التركيز ، وهو عبارة عن نتوء صغير يظهر في أنماط الشدة نتيجة لتقارب الجسيمات المتجاورة. عندئذٍ، تكون المسافة المتوسطة بين الجسيمات تقريبًا هي 2π/ q* ، حيث q* هو موضع النتوء على مدى متجه التشتت q . ينشأ النتوء بالتالي من بنية المحلول، ويُسمى هذا التأثير عامل البنية . يمكن كتابة شدة تشتت الأشعة السينية بزاوية صغيرة على النحو التالي: $${\displaystyle I(q)=P(q)S(q),}$$ أين

• ${\displaystyle I(q)}$هي شدة الإشارة كدالة لحجمها${\displaystyle q}$متجه التشتت
• ${\displaystyle P(q)}$هو عامل الشكل
• و${\displaystyle S(q)}$هو عامل البنية .

عندما يتم استقراء شدة الإشارات من التركيزات المنخفضة للجسيمات إلى التخفيف اللانهائي، يصبح عامل البنية مساوياً لـ 1، ولا يعود يؤثر على تحديد شكل الجسيم من عامل الشكل.${\displaystyle P(q)}$يمكن بعد ذلك تطبيق تقريب غينير (المعروف أيضًا بقانون غينير، نسبةً إلى أندريه غينير )، والذي ينطبق فقط في بداية منحنى التشتت، عند قيم q الصغيرة . ووفقًا لتقريب غينير، تعتمد شدة الإشعاع عند قيم q الصغيرة على نصف قطر دوران الجسيم. ^{[ 5 ]}

تُعد دالة توزيع المسافة عادةً جزءًا مهمًا من تحديد شكل الجسيمات${\displaystyle p(r)}$، والتي يمكن حسابها من شدة الإشارة باستخدام تحويل فورييه ^{[ 6 ]}

$${\displaystyle p(r)={\frac {r^{2}}{2\pi ^{2}}}\int _{0}^{\infty }I(q){\frac {\sin qr}{qr}}q^{2}dq.}$$

دالة توزيع المسافة${\displaystyle p(r)}$يرتبط ذلك بتكرار مسافات معينة${\displaystyle r}$داخل الجسيم. لذلك، يؤول إلى الصفر عند أكبر قطر للجسيم. ويبدأ من الصفر عند${\displaystyle r=0}$بسبب الضرب في${\displaystyle r^{2}}$شكل${\displaystyle p(r)}$تُشير الدالة بالفعل إلى شكل الجسيم. فإذا كانت الدالة متناظرة للغاية، يكون الجسيم متناظرًا للغاية أيضًا، كالكرة. ^{[ 5 ]} يجب عدم الخلط بين دالة توزيع المسافة ودالة توزيع الحجم.

يحظى تحليل شكل الجسيمات بشعبية خاصة في تشتت الأشعة السينية بزاوية صغيرة بيولوجية ، حيث يتم تحديد أشكال البروتينات والبوليمرات الغروية الطبيعية الأخرى.

• 2024، التاسع عشر، تايبيه ، جمهورية الصين الشعبية، تايوان
• 2022، الثامن عشر، كامبيناس ، البرازيل
• 2018، السابع عشر، ترافيرس سيتي ، ميشيغان، الولايات المتحدة الأمريكية
• 2015، السادس عشر، برلين ، ألمانيا
• 2012، XV، سيدني ، أستراليا
• 2009، المجلد الرابع عشر، أكسفورد ، المملكة المتحدة
• 2006، الثالث عشر، كيوتو ، اليابان
• 2002، الثاني عشر، البندقية ، إيطاليا
• 1999، الحادي عشر، أبتون ، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية
• 1996، X، كامبيناس ، البرازيل
• 1993، التاسع، ساكلاي ، فرنسا
• 1990، الثامن، لوفين ، بلجيكا
• 1987، السابع، براغ ، تشيكوسلوفاكيا
• 1983، VI، هامبورغ ، ألمانيا
• 1980، V، برلين ، ألمانيا
• 1977، الرابع، جاتلينبرج ، تينيسي، الولايات المتحدة الأمريكية
• 1973، III، غرونوبل ، فرنسا
• 1970، الجزء الثاني، غراتس ، النمسا
• 1965، أنا، سيراكيوز ، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية

يتم تقديم العديد من الجوائز في المؤتمر الدولي.