同步辐射XRD 2D转1D模拟演示

前言

该演示展示了同步辐射XRD数据从二维面探测器图像到一维衍射图谱的转换过程，以及多环标定的交互式学习体验。通过这个交互式演示，可以直观理解仪器参数对衍射结果的影响，并掌握标定方法。

在线演示

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演示功能

模式一：衍射实验模拟

功能特点：

• 可调节光源参数：支持不同波长（Cu Kα、Mo Kα、高能同步辐射）
• 多种样品选择：LaB6标准样品、金纳米颗粒、二氧化硅玻璃
• 探测器设置：分辨率、像素尺寸、样品距离（SDD）
• 光束中心模拟：拖动十字标模拟光束中心偏移
• 实时积分：2D图像自动转换为1D衍射图谱

学习要点：

• 理解波长对衍射角度的影响
• 观察不同样品的衍射特征（晶体vs非晶体）
• 掌握光束中心对积分结果的影响
• 熟悉仪器参数的调节方法

模式二：多环标定（5环拟合）

功能特点：

• 随机生成未知探测器距离
• 基于LaB6标准样品的前5个衍射环进行拟合
• 实时计算RMSE（均方根误差）
• 交互式精修参数
• 双语支持（中文/English）

学习要点：

• 理解标定的基本原理
• 掌握多环拟合方法
• 学会评估拟合质量
• 理解仪器参数对衍射结果的影响

使用方法

1. 点击上方链接打开演示页面
2. 切换标签页选择不同模式
3. 根据需要调节参数
4. 观察实时变化和结果反馈

技术实现

该演示使用以下技术：

• HTML5 Canvas进行2D图像渲染
• Plotly.js进行数据可视化
• 纯前端JavaScript实现物理计算
• 响应式设计，支持不同屏幕尺寸

物理原理

衍射环计算

对于给定的晶面间距d、波长λ和样品距离SDD，衍射环半径计算公式：

1
2

r = SDD × tan(2θ)
其中 θ = arcsin(λ / 2d)

标定原理

通过拟合已知标准样品（如LaB6）的衍射环位置，反向计算仪器参数（主要是探测器距离），确保后续实验数据的准确性。

适用场景

• XRD数据处理教学
• 同步辐射实验培训
• 仪器标定方法学习
• 衍射原理可视化演示

注意事项

• 本演示为简化模型，实际实验可能更复杂
• 建议结合理论学习和实际操作
• 多环拟合时优先使用内圈数据（信噪比更高）

总结

通过这个交互式演示，可以加深对同步辐射XRD数据处理流程的理解，特别是从2D到1D的转换过程和仪器标定方法。建议配合理论学习反复练习，掌握关键参数的调节技巧。

祝你学习愉快！

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