BEAMLINE TOOLKIT — 방사광 빔라인 계산기 & 연구 노트

OPTICS E = hc/λ

에너지 - 파장 변환

eV, keV, nm, Å, Hz 단위 상호 즉시 변환 (hc = 12398.42 eV·Å)

OPTICS λ = 2d sin θ

브래그 법칙 (Bragg's Law)

결정 격자 d-spacing과 에너지에 따른 θ / 2θ 각도 및 Q-space 계산

BEAMLINE L = V / sin θ

시료 빔 풋프린트 (Footprint)

입사각 및 빔 크기에 따른 시료 상 풋프린트 길이 및 스필오버 검증

BEAMLINE σ ≥ 2

CDI / BCDI 오버샘플링

나이퀴스트-섀넌 기준에 따른 스펙클 크기 및 σ ≥ 2 충족 판정

LOGBOOK CSV / Markdown

실험 전자 로그북

시료별 빔 조건 수동 기록, 태그 검색 및 CSV/JSON 데이터 내보내기

EXPERIMENT Auto-Save

실험 노트 & 칸반 보드

자동 저장 메모장, 시료 리스트 관리 및 단계별 작업 보드

최근 계산 기록 (Recent History)

시간	도구	입력 조건	계산 결과

주요 물리 상수 (CODATA)

hc: 12398.41984 eV·Å

hc: 1.239842 keV·nm

r_e (전자반경): 2.8179 × 10^-15 m

c (광속): 299,792,458 m/s

Si(111) d: 3.13560 Å

Ge(111) d: 3.26636 Å

1. 에너지 - 파장 - 주파수 변환 E = hc/λ = hν

에너지 (eV)

에너지 (keV)

파장 (nm)

파장 (Å)

주파수 (Hz)

실시간 등가 변환값
10.0000 keV ⟷ 1.2398 Å ⟷ 2.418 × 1018 Hz

2. 브래그 법칙 (Bragg's Law) λ = 2d sin θ

계산 모드

격자면 간격 d (Å)

자주 쓰는 결정면 프리셋

입사 에너지 (keV)

브래그 각도 θ 입력 (°)

브래그 각도 θ

11.403°

회절각 2θ

22.806°

산란 벡터 Q

2.0038 Å^-1

3. 회절격자 (Diffraction Grating) mλ = d(sin α + sin β)

격자선 밀도 (선/mm, mm^-1)

광자 에너지 (eV)

입사각 α (°)

회절 차수 m (차수)

회절 출사각 β

각분산력 (dβ/dλ)

파장 λ

4. 굴절률 및 투과율 (n = 1 - δ + iβ) Beer-Lambert Attenuation

재료 선택 (Materials DB)

시료 두께 (μm)

광자 에너지 (keV)

빔 투과율 (Transmittance)

감쇠 거리 (1/e length)

임계각 θ_c

굴절률 감쇄항 δ = -, 흡수항 β = -

5. 에너지-각도 보정 (Energy-Angle Shift) E₁ sin θ₁ = E₂ sin θ₂

기준 에너지 E₁ (keV)

기준 각도 θ₁ (°)

목표 에너지 E₂ (keV)

목표 각도 θ₂

모터 이동량 Δθ

6. Chi-Phi 오일러 크래들 보정 4-Circle Diffractometer

브래그 각도 θ (°)

Chi 틸트 변화량 Δχ (°)

Phi 축 보정량 (Δφ)

7. 전반사 임계각 (Total External Reflection) θ_c = √(2δ)

밀도 ρ (g/cm³)

에너지 (keV)

Z/A 비

임계각 θ_c (deg / arcmin)

임계각 θ_c (mrad)

임계 산란벡터 Q_c

δ = -

8. 상호공간 Q-Space 변환 Q = (4π/λ) sin θ = 2π/d

광자 에너지 (keV)

각도 θ (°)

회절각 2θ (°)

산란 벡터 Q (Å^-1)

실공간 주기 d (Å)

1. 시료 상 빔 풋프린트 (Beam Footprint) L = V / sin θ

수직 빔 크기 (V) (μm)

수평 빔 크기 (H) (μm)

입사각 θ (°)

시료 길이 (길이 방향) (mm)

시료 상 풋프린트 길이

수평 빔 폭

상태 판정: -

2. 빔라인 광자 플럭스 (Photon Flux) Delivered Flux

저장링 전류 (mA)

소스 기준 플럭스 (ph·s^-1·mA^-1)

모노크로메이터 효율 (%)

미러 반사율 (%)

윈도우 투과율 (%)

시료 도달 플럭스

광학계 전송 효율

3. 에너지 분해능 (Energy Resolution ΔE/E) Monochromator Intrinsic

모노크로메이터 결정

에너지 (keV)

빔 수직 발산각 (Divergence) (μrad)

총 에너지 대역폭 (ΔE)

에너지 분해능 (ΔE/E)

브래그 각도

4. 디텍터 각도 분해능 (Angular Resolution) Δθ = Pixel / Distance

픽셀 크기 (μm)

시료-디텍터 거리 (mm)

각도 분해능 (mrad)

각도 분해능 (° / ")

5. CDI / BCDI 결맞음 오버샘플링 σ = (λ·D) / (p·S) ≥ 2

광자 에너지 (keV)

디텍터 거리 (m)

디텍터 픽셀 크기 (μm)

시료/결정 크기 (nm)

오버샘플링 비율 (σ)

디텍터 스펙클 크기

판정 결과: -

6. 슬릿 간격 및 수용각 (Slit Opening) Beam Acceptance

소스 크기 (FWHM) (μm)

소스-슬릿 거리 (m)

빔 발산각 (μrad)

가우시안 배율

슬릿 위치 빔 크기 (FWHM)

권장 슬릿 개구폭

7. 결정 열팽창 각도 및 에너지 시프트 (Thermal Drift) Δθ = -α ΔT tan θ

모노크로메이터 재질

온도 변화 ΔT (K 또는 °C)

동작 에너지 (keV)

브래그 각도 시프트 (Δθ)

유효 에너지 시프트 (ΔE)

새 로그 항목 작성

시료명 (Sample ID)

에너지 (keV)

거리 (mm)

노출 (s)

태그 (쉼표 또는 공백 구분)

실험 메모 & 특이사항

기록된 실험 로그 (0 entries)

실시간 실험 노트 (Auto-Saving Lab Notes)

자동 저장됨

빔라인 점검 체크리스트 (Beamline Checklist)

시료 관리 목록 (Sample List - 0 samples)

시료명	재료	두께	모터 위치 (X, Y, Z, Th)	메모	작업

DAQ 데이터 수집 용량 계산기 Storage Estimator

디텍터 모델

비트 심도 (Bit Depth)

프레임 레이트 (Hz)

측정 시간 (s)

실시간 전송율 (Data Rate)

총 프레임 수

필요 저장 용량 (Total Size)

빔타임 작업 칸반 보드 (Kanban)

대기 (To Do) 0

진행 중 (In Progress) 0

완료 (Done) 0

단위 변환기 (Multi-Unit Converter)

길이 / 파장 (Length)

Å (Angstrom)

μm

진공 / 압력 (Pressure)

mbar

Torr

Pa (SI)

각도 (Angle)

deg (°)

rad (SI)

mrad

arcsec (")

주요 결정 격자 d-spacing 데이터베이스 (0 reflections)

결정 재료 (Material)	밀러 지수 (hkl)	격자면 간격 (d-spacing)	격자 상수 (Lattice a)	결정계 (System)	적용

전체 계산 히스토리 (0 runs)

시간	도구명	입력 파라미터	계산 결과

로컬스토리지 데이터 백업 및 복원

모든 로그북, 실험 노트, 시료 목록, 체크리스트 및 계산 히스토리는 브라우저의 localStorage에 안전하게 저장됩니다. 다른 PC나 브라우저로 이동할 때 JSON 파일로 내보내거나 가져올 수 있습니다.

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물리량 (Quantity)

기호 (Symbol)

정밀 수치 (Value)

단위 (SI / Conventional)

진공 중 광속 (Speed of Light in Vacuum)

299,792,458

m·s^-1 (Exact)

플랑크 상수 (Planck Constant)

6.62607015 × 10^-34

J·s (Exact)

디랙 상수 (Reduced Planck Constant)

1.054571817 × 10^-34

J·s

광자 에너지-파장 적 (hc Product)

12398.41984

eV·Å (1.239841984 keV·nm)

기본 전하 (Elementary Charge)

1.602176634 × 10^-19

C (Exact)

고전 전자 반경 (Classical Electron Radius)

r_e

2.8179403262 × 10^-15

아보가드로 상수 (Avogadro Constant)

N_A

6.02214076 × 10²³

mol^-1 (Exact)

볼츠만 상수 (Boltzmann Constant)

k_B

1.380649 × 10^-23

J·K^-1 (Exact)

전자 정지 질량 (Electron Rest Mass)

m_e

9.1093837015 × 10^-31

kg (0.510998950 MeV/c²)

미세구조 상수 (Fine-structure Constant)

7.2973525693 × 10^-3

1 / 137.035999084

실리콘 Si(111) 격자면 간격

d_Si(111)

3.13560

Å (a = 5.43102 Å, 298.15 K)

게르마늄 Ge(111) 격자면 간격

d_Ge(111)

3.26636

Å (a = 5.65750 Å, 298.15 K)

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