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关于中子材料科学:观察电池内部发生了什么虚拟实验室模拟
你好奇地找出电池内部发生的事情，没有任何害怕打破它吗？你有没有想过为什么你的手机在外面很冷的时候更快地运行？在材料科学中的中子模拟中，您将学习中子的基础知识以及它们如何用作材料科学的探针。您将在现代大型研究机构中进行实验，需要特殊许可进入。
遵守中子衍射的原理
中子是存在于大多数原子原子核中的亚原子粒子。通过一个高能量的过程，中子可以从原子中喷射出来，产生自由中子束。你用肉眼看不到中子束，但它几乎可以穿透任何材料。在我们的实验中，当样品经过时，它与样品的相互作用很弱，最后才被记录在检测器中。在中子模拟材料科学课程中，您将验证布拉格定律，并观察中子波长的变化和样品中原子层之间的距离如何影响样品中中子的散射模式。
执行中子衍射实验
现在，您是中子衍射专家，您可以进入衍射仪表室。您将在低温恒温器中插入样品，并在各种温度下放电时，观察中子衍射图案的变化。
执行QENS实验
当中子撞击样品时，由于样品中的非弹性或准弹性过程，它们有时会改变能量。通过交互式动画理解准弹性中子散射(QENS)的原理，并在你的电池样品上进行实验。你能利用这些结果解释为什么电池在寒冷的环境下不能正常工作吗?你能帮助科学家在北极执行任务吗?
现在开始
在北极帮助一组科学家的同时，在研究设施中进行中子衍射和准弹性中子散射实验。观察电池内部原子层的结构，并观察一些原子在放电时是如何移动的。
实验室中的技术
- 中子射线照相(成像)
- 中子衍射
- Quasielastic中子散射（QENS）
学习目标
在这个模拟的最后，你将能够…
- 区分可充电锂离子电池的基本组件
- 在材料科学中，要认识到在哪些情况下中子可能比x射线更适合作为探针
- 了解中子在大型材料研究设施中产生的波长，在波长下进行制作，中子，在大规模的材料研究机构中进行
- 了解中子透射成像及其在材料科学中的优势
- 将各种形式的中子相互作用与样品和相关中子横截面区分开来
- 通过布拉格定律将粉末样品中的原子晶格距离与中子散射角联系起来
- 解释如何通过准弹性中子散射来测量样品中缓慢的分子运动
模拟功能
长度——30分钟
可访问性模式——可用
语言- - - - - -英语
相关标准的例子
大学
物理相关专业，第一年起
总会在
没有直接对齐
IB.
没有直接对齐
AP.
没有直接对齐
中子材料科学的截图:观察电池内部发生了什么虚拟实验室模拟
它是如何工作的
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