X 射线源 λ = 1.54 Å 样品 · 同一个 广角散射 小角散射 探测器 束挡 L = 0.15 m
Wide-Angle & Small-Angle X-Ray Scattering

WAXS vs SAXS · 同一样品的两把尺子

探测器由近及远再折返,观测尺度从 Å 走向 nm —— 拖动旋转 · 滚轮缩放

Scale · 当前尺度

WAXS · Å
SAXS · nm
屏缘对应的最小可测尺度 dmin = λ / 2sin θ
2.0 Å晶体间距量级
1 Å1 nm10 nm
L0.15 m max45.0° qmax3.12 Å⁻¹ 屏宽300 mm
广角窗口 —— 细锐布拉格环清晰可测;纳米信号仍藏在束挡后。

Principle 原理速览

i.

一个样品,两把尺子。X 射线波长固定(Cu Kα,1.54 Å),能看什么尺度由散射角决定:布拉格方程 nλ = 2d·sinθ —— d 越小角度越大。原子尺度的晶体反射落在广角区(WAXS),纳米尺度的长周期信号则挤在入射束方向附近的小角区(SAXS)。

nλ = 2d·sinθq = 4π sinθ / λ
ii.

距离换尺度。衍射环在屏上的半径 r = L·tan 2θ。探测器推近:广角细锐环(PE 的 110 / 200)尽收屏内;拉远:细锐环半径越来越大、依次滑出屏缘消失,而束挡后的小角弥散环被拉开、从中心逐渐显现 —— 同一台仪器,量程从 Å 切换到 nm。

r = L · tan 2θ
DETECTOR TRAVEL · NEAR ↔ FAR
WAXS 细锐环 · 晶面间距 d ~ Å
SAXS 弥散环 · 纳米长周期 d ~ nm
束挡 · 挡住直射强光,护住小角区
探测器位置L = 0.15 m

Detector 探测器读出

同心衍射环 · 随距离同步变化