Золотая педагогика

Лабораторная работа «Методика анализа спектров комбинационного рассеяния в программе OPUS 5.5 на примере углеродных покрытий»

Образование » Разработка и постановка лабораторных работ по курсу "Наноматериалы и нанотехнологии" » Лабораторная работа «Методика анализа спектров комбинационного рассеяния в программе OPUS 5.5 на примере углеродных покрытий»

Страница 1

1. Открыть программу Opus 5.5.

2. Загрузить полученный КР-спектр углеродных покрытий Файл→Загрузить файл, выбрать необходимый файл. В окне файлового менеджера слева появится соответствующая информация (рисунок 27, в). На окне спектров (рисунок 27, г) программы Opus 5.5 кликнуть правой клавишей мыши. В появившемся меню выбрать Scale All Spectra → Показать целиком (XY). Окно программы примет следующий вид (рисунок 28).

3. Поскольку для аморфного углерода характерна широкая рамановская полоса в диапазоне между 1000 и 1800 см-1, необходимо при помощи программы вырезать исследуемый диапазон спектра Обработка → Вырезать. В появившемся меню задать исследуемый диапазон. Диапазон необходимо выбрать 800 – 2400 см-1 для более точного анализа.

4. Необходимо провести базовую линию в дополнение к пикам. Базовая линия – всегда прямая линия, определяемая по относительной точке и уклону. Она может быть установлена оператором или рассчитана OPUS. Параметры базовой линии автоматически модифицируются только в случае использования алгоритма Levenberg-Marquardt. Для установки базовой линии необходимо в меню выбрать Обработка → Коррекция спектра. В появившемся меню выбрать Запустить интерактивный режим.

В появившемся окне при помощи ползунка слева выбрать порядок приближения базовой линии.

5. Для разложения спектра на составляющие в главном меню выбрать Анализ → Обработка кривой. В появившемся меню выбрать Запустить интерактивный режим.

В верхнем окне отображен спектр перед операцией Обработка кривой, а в нижнем – разница между оригинальным спектром и спектром после процедуры обработки. Так как на данной стадии спектр еще не прошел обработку, то оба окна показывают одинаковый спектр.

Необходимо создать модель для обработки, передвинув курсор в верхнее окно. Указатель примет вид ADD (). Щелкнув пик, рядом с ним появится кривая. При каждом щелчке левой кнопкой кривая будет меняться. Интенсивность кривой соответствует позиции курсора. Генерированные кривые будут отображаться в красном цвете. Когда курсор находится рядом с верхушкой пика, появляется символ MOVE (). Можно передвигать кривую, щелкая и перетаскивая ее на выбранную позицию.

Чтобы изменить ширину пика, необходимо поместить курсор немного ниже вершины пика. Появится символ WIDTH (). Щелкнув и перетащив курсор влево, можно сделать кривую шире, перетащив вправо – уже.

Для корректного разложения спектра углеродных покрытий необходимо руководствоваться следующими правилами:

а) Спектр углеродных покрытий разлаживается на две Гауссовских кривых. Для используемого лазера 532 нм кривые сосредоточены в 1300 1380 см-1 и 1520 .1580 см -1. Общепринято их называют D и G полосой, что соответствует sp3 и sp2 -гибридизированным атомам углерода.

б) Модельная кривая и измеренная кривая должны максимально совпадать.

Программа предусматривает два различных алгоритма для оптимизации модели:

– Levenberg-Marquardt (Левенберга-Маркардта)

– Local Least Squares (Наименьших квадратов)

Алгоритм Levenberg-Marquardt (Левенберга-Маркардта). Квадратное уравнение отклонения между экспериментальными и расчетными данными:

где:ч2 – квадратичное отклонение;

N – число точек.

Функция минимизируется по итерациям. Градиент функции ч2 рассчитывается для текущего набора параметров пиков. Градиент затем используется для установки нового набора параметров S.

Для повышения эффективности вычислений введены некоторые дополнительные ограничения:

– все пики должны лежать внутри определенного частотного диапазона.

– ширина пика не должна превосходить некоторого частотного диапазона.

– интенсивности пиков должны быть положительными.

– вклады функций Лоренца и Гаусса для смесей должны составлять от 0% до 100%.

– сумма обоих частей должна всегда равняться 100%.

Метод наименьших квадратов. Этот алгоритм проводит независимую обработку для каждого пика. Таким образом, вычисление ограничивается диапазоном около максимального значения пика. Это сильно

Страницы: 1 2

Еще по теме:

Психологические основы обучения иностранному языку в младшем школьном возрасте
Эксперименты последних лет подтвердили, что занятия иностранным языком развивают детей, прежде всего, их логическое мышление, поднимают их образовательный и культурный уровень, наблюдается положительное влияние изучения иностранного языка и на знание родного. Длительность сенситивного, т.е. наиболе ...

Категории

© 2018 Copyright www.sotbay.ru