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1 & & 1 ) 2 3 4 5 MJN - Northwestern Universityxrm.phys.northwestern.edu/research/pdf_papers/dissertations/osanna_thesis.pdf · ¼ ½¶¾$¿ À Á4 ½oÃ3ÄiŵÆs¾ Ç ½È½¶½

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§_9

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§V9R9

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µm-1(g

/cm

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289.00

Valine

270 280� 290� 300� 310 320Energy / eV

0

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10

15

20

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µm-1(g

/cm

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288.85

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Leucine�

270 280� 290� 300� 310 320Energy / eV

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2

4

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Mas

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288.387

Isoleucine�

270� 280� 290� 300� 310� 320�Energy / eV

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2

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cien

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µm-1(g

/cm

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288.64

Proline

270� 280� 290� 300� 310� 320�Energy / eV

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/cm

3 )-1

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270 280� 290� 300� 310 320Energy / eV

0

2

4

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12

Mas

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bsor

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n C

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cien

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µm-1(g

/cm

3 )-1

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Cysteine¡

270 280� 290� 300� 310 320Energy / eV

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4

6

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Mas

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bsor

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n C

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µm-1(g

/cm

3 )-1

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Methionine

270 280� 290� 300� 310 320Energy / eV

0

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10

12

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n C

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3 )-1

289.41

Asparagine

270� 280� 290� 300� 310� 320�Energy / eV

0

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Mas

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µm-1(g

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270� 280� 290� 300� 310� 320�Energy / eV

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270� 280� 290� 300� 310� 320�Energy / eV

0

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µm-1(g

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288.61

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270 280� 290� 300� 310 320Energy / eV

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Mas

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270� 280� 290� 300� 310� 320�Energy / eV

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Mas

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µm-1(g

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289.00

289.650

Glutamic Acid¤

270� 280� 290� 300� 310� 320�Energy / eV

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Mas

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Lysine¥

270 280� 290� 300� 310 320Energy / eV

0

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Mas

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cien

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Arginine�

270 280� 290� 300� 310 320Energy / eV

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Mas

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270� 280� 290� 300� 310� 320�Energy / eV

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Ice

Water

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N-acetylglucosamineè

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0.2

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0.0

0.2

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0.1

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280> 285> 290? 295? 300@ 305@eVA

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0.0

0.2

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1.25

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g(I/I

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0.35

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280D 285D 290E 295E 300F 305FeV

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g(I/I

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milk_3.xasH

280D 285D 290E 295E 300F 305FeV

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g(I/I

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1.0

1.5

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milk_1

milk_2

milk_3

milk spectra obtained from stacke

280a 290b 300� 310eV

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Ý�p�l1jmw��m�'w�pkyZl1�¡¢�l1jml±pkj{l:pO�'j{l:�Cs|q+jtg6w��Sh+gZ}kh��'�¡s|q+y6yZq´¢3�:o3rvu�l���gZ�'yR~1q+}�r��'g6}kgZ}�hrvu�lP�mp�l:jmwØgZ���'q+j{rml���l:�s|q+j��_s|l1¢×�ml:~1q+}k�k��rmq�h+l1r3��i�}kg6s|q+j{wØ�{ik�mp�l:}��mgZq'}�n); § � N �S�=�yk��jmq+pky6l1rXg6� rvukl1}xp�y·�'~1l:��¢3g6rmu±�4p�gZp�l1rmrml�q+}�rvqµ�P~:q+p�p�l1j-l1yZl1~1rvj{q+}±wxg6~:j{q+�m~1q+p�l�h+jmg6�¢3g6rmu\s|q+j{w_�S�'j��mikpkp�q+j%rR�Oy6w^n���uklº~1l:y6yZ�¶�'jml��'yZy6qߢ£l:�4rvq¡�ml1r{rvy6l£s|q+j¶�'¦�q+i�r § �<w�gZ}Vi�rml:�:��'}k��rvukl�¥x¢3g6yZyOy6gZh+u�rvy�¥��Sr{r��'~�u�rvqµrvuklJ�mikpkp�q+j%r��Oy6w^n¶�¶q\pkjml��+l:}�r3pkj{l:wx�Srvi�jml<�v�'w�pkyZl�kj%¥�g6}khk��rvukl-h+jmg6�_g6��zSl:p�r gZ}k�{gZ�kl-�J~1yZq+�{l:��p�y·�'�%rvgZ~)�kg6�muµ¢3ukgZy6l-�{l1r{rvyZg6}khkn���ukl:}\rvukl£h+jmg6�gZ��pkg6~�z'l:��i�p\¢3g6rmu\rmukl�pky6ik}kh+g6}kh3r#¢�l1l:Y:l1jm�1���Vikg6~�zVy6¥µjmg6}k�ml1��gZ}µ�kl�²�gZq+}�gZY:l1�\¢��Srvl1j:���S}k�rvu�l:}¦kyZq'r{rvl1�`�S}k�`p�yZik}kh'l:��'�4ik�mik�'y s|q+j4~:j%¥+q��v�'w�pkyZl�p�jml:pk�'jv�SrmgZq+}�n���ukl��v�'w�pkyZl~ �S}�l:g�rvukl1j¡¦�l\y6q��'�kl1�=gZw�w�l:�kgZ�Srvl1y6¥8g6}�rvqxrmukl_~1j{¥'q�Ý��;94/ s|q'j¡gZwx�'h+g6}khk�kq'jJ�%rvq+j{l:�ik}k��l:j3yZg6��i�gZ�¤}kg�rvjmq'h+l:}¤s|q+j�yZ�Srvl1j�ik�mlSn

;Jy6rml:jm}k�Srvg��+l:y�¥+����h+j{gZ��g6�t�'g6j%²#��jmgZl1���Ssçrml:jJjmgZ}��mgZ}�h�gZ}=�kl�²�gZq+}kg6Y:l1�=¢º��rvl:jt�'}k��rvu�l�kj%¥x�m�'w�pkyZl<gZ�-gZwx�'h+l1��g6}xrmukl¡~1j{¥+q�Ý��;94/`n�2óukgZy6l�rvukg6�£wx� ¥�¥�g6l:yZ���mq'wxl�¢3uO�Srºg6}�s|l�²jmg6q+jR�m�'w�pkyZl1� �kiklºrmqtrvukl��kl1u�¥���jv�SrmgZq+}±q'sUrvu�l��mp�l:jmw���g6r �'yZy6q´¢3�Rs|q+jRw_ik~�u±l �'�{gZl:j)�S}k�s �'�%rvl:j3uO�S}k�kyZg6}kh��'}��^g6w��'h'gZ}khkn���ukg6�<g6�ºpO�'j%rvg6~:ikyZ�'jmy�¥�g6wxp�q+j{rv�'}�rº�ki�jmgZ}�h�¦�l �Sw_rvg6wxl¢3ukl1jml�rvu�l�~:j%¥+q^Ý��;94/ q'}ky6¥^h+l1rm� § �xu�q+ikjm�¡q's)ik}kg6}Vrml:j{jmikp�rml:��h��'pC~1q+}�rvj{q+y�Ü �'�¡g6�ik�{iO�'yZy�¥_rmukl3~ �'�{l<¢3ukl1}�q+p�l:jm�Srvg6}kh4�SrXrmuklJ}�g6rvj{q+h+l1}�l:�kh+l Þ ���mg6}k~:l3q+}kl3�kq�l:�)}kqSr£uk�´�'lrvq±zSl:l:p=���m�'w�pkyZlt~1q�q'yZl:�g6}rmukl4~�uO�'w�¦�l:j�¢3ukl1}^rmukl4wxg6~:jmq'�m~:q'p�ltg6�3}kq'r3jmi�}k}kgZ}�hkn

;JyZyk�{p�l1jmwÊ�{rv�'}k�O�Sjm�k�-¢�l1jml<pkjml1pO�'jml1�¤�'�-�kj{¥�rmukgZ}±�Oy6wx�)q+}�Ý�gX3Íw�l:w�¦�jv�'}kl1���S��kl1�m~:j{gZ¦�l:��gZ}�* ��+Ùn

¸º¹#ôº¹#ô YÍÌ�Ð�Ì�ÂOÌ�ÅtÑÒÌ Äk¿_Ì�Ñ�Æ�ÂOÁâÁRÆ�ÆkøtÌ ½[Z]\JË-Ì�Å Ì�ÎPË-Ì��u�lJj{l1s|l:j{l:}k~1lt�mp�l:~�rvjm�\s|q+j)gZ~1l'��M�3J;_�+rmukl¡p�jmq'rv�'wxg6}kl:�-�'}���ukg6�{rvq'}kl¡�Sjml<�mukq´¢3}

gZ}�fRgZhkn���n § �x�'}k���'y6�mq�g6}���n § &�nJ��ukl�gZ~1l_�{p�l1~1rvj{ikwà¢��'�tq'¦�r��'g6}kl:���'�t�kl1�m~:j{gZ¦�l:�Cg6}Ý�l1~1rvg6q+}���n!�kn § �'rmukl�qSrvukl1jR�v�Swxpky6l:��¢�l1jml£q+¦�r��SgZ}kl1�\s|jmq'w rmukgZ}4�Oy6wx��q+}�Ý�gX3�¢3gZ}k�kq´¢3�1�pkj{l:pO�'j{l:�=�'�J��l:�m~1jmg6¦�l1�=gZ}0* ��+Ùn£��uklµ�mp�l:~1rmjv��uO� �+l_¦�l:l1}=}kq'jmwx�'yZg6Y:l:�8rmq�rmukl\üJl:}�z'l�O�Srv���'�£�kl:�{~:jmg6¦�l1�¤gZ}8Ý�l:~�rvgZq'}¤��n!å�nX;¡y6yUq´��¥�h+l1}¤l:�kh+l¡�mp�l:~1rmjv�_uk�´�'lP¦�l1l:}8w�l �S�mikj{l:�¢3g6rmu��±w�q+}kq�~�ukj{q+w���rvgZ~1g6r#¥�q'sP^ëå��'�'����~1q+jmj{l:�mp�q+}k��gZ}kh±rvq±���mp�l:~�rvjm�'yÒjml1�mq+y6i�rvg6q+}¤q's

§+§ �

p�l �Sz § gZ}l1�`_�a p�l:�'z § gZ}l��b_�aB#~:l �'å+&�n$"._ë��nè� ��� § nè�L_â��n$�M�3J; �'å���n��/_ë��nè�üJg6�{rvq'}kl �'å���n$å._ë��n$� �Så+&�n § _ § n §ÚXjmq'rv�'wxg6}kl § �'å���n$&._ § nè� �Så���n$�>_ë��n$ ÚXjmq'rv�'wxg6}kl4� �'å���n$&._ë��n$� �Så'�kn!"K_ § n$�ÚXjmq'rv�'wxg6}kl4��pkj{l:~:i�jm�mq'j �'å���n��/_ë��n$� �Så���n!åK_ § n��

Icec

520 530d 540 550e 560feVg

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

abso

rptio

n (

1/h

µm)

Protamine 1i

520 530d 540 550e 560feVg

0

1

2

3

abso

rptio

n (

1/h

µm)

DNAj

520k 530d 540l 550e 560feVg

0

1

2

3

4

abso

rptio

n (

1/µm

)

Protamine 2i

520k 530d 540l 550e 560feVg

0

1

2

3

abso

rptio

n (

1/µm

)

Histonem

520 530d 540 550e 560feV

0

1

2

3

abso

rptio

n (

1/µm

)

Protamine 2 precursorn

520 530d 540 550e 560feV

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

abso

rptio

n (

1/µm

)

fRg6h+ikjml¤��n § ��ooAJ��¥�h+l:}�l:��h+l�mp�l:jmw jml�s|l:jml1}k~:l�{p�l1~1rvjm���)¢3g6rvuQrmukl¤p�l �'z`p�q+�{g6rmgZq+}k�h+g��+l:}�g6}�rvukl�r��S¦kyZl���rPrvukl�rmq+p�n�B#~1l�g6}��'�k�kg�rvg6q+}�uO�'�µ�8�{ukq+iky6�kl:jµ�Srµ�Så���l1�_nÒ��ukl�O�'�{ukl:�yZg6}kl:�¡gZ}k�kg6~ �Srml_rvu�l±üJl:}�z'l��O�Sr���n_��ukl±�mp�l:~�rvjm�¤s|q'jPpkjmq'rv�'w�gZ}kl § �S}k��pkjmqS²r��Swxg6}kl����kq^}kq'r\�mukq´¢À�pkjmq'p�l1j\�%rvl:p�jmgZ�{l�Ü|pkjmq'¦O�'¦ky�¥C�kikl�rvq�ukgZh+u�l:j%²�q+jm��l:j4~:q+}�²r��Swxg6}O�Srvg6q+}8g6}8rvukl4gZ}�~:gZ��l:}�r<jv�'�kgZ�Srvg6q+} Þ �'}k��w�� ¥�rmukl:j{l1s|q+j{l4¦�l4gZ}k�'~:~1ikjv�Srml'n

§+§ &

520p 530q 540r 550s 560teV

0

1

2

3

4

5

6

7

8ab

sorp

tion

(1/

µm)

Ice

DNA

Histone

Protamine 1

Protamine 2

Prot. 2 prec.

532.2s 535.5

fRg6h+ikjmlC��n § &�o<AJ��¥�h'l:}�l1�kh+l��mp�l:j{w jml�s|l:j{l:}k~1l`�{p�l1~1rvjm���¡qS5��{l1rs|q+j¤~:yZ�'jmg�r#¥+nÔ��ukl�+l1j{rmgZ~ �Sy�yZg6}kl:�¶gZ}k��gZ~ ��rvl��Så���n$�<l1�Í�'}k���'å���n��Jl�����rvukl�l1}kl:j{h+gZl1� q'sOrvu�lºp�l:�'zµp�q+�{g6rmgZq+}k��'j{lµh'g6�+l1}gZ}¤rvuklPrv�'¦kyZlPg6}�fRgZhknk��n § ���'}k�^�'jmlP�kg6�m~1ik�m�{l:�=g6}¤rvuklPrvl³��r n

§+§ �

u.v ^ó��n § �Jl1�_nSf¶gZhkn���n § &3�mukq´¢3��rvukl£�mp�l:~1rmjv�<q'5��{l1rRgZ}4rvukl)�+l1j{rvg6~ �'y�s|q+j�~:yZ�'jmg�r#¥+�´¢3g6rmurvu�lº�O�'�{ukl:�±yZg6}kl:�R�Sr-�'å+��n��<l1�ó�'}����'å���n$�Jl1�_n';J� ¢�l�~:�'}��ml1l'�V�'y6y��{p�l1~1rvjm�Pl���~:l1p�r)gZ~1luO� �+l¡�\�%rvjmq'}kh_p�l �'z±��r��Sjmq+ik}��¤�'å���n$å4l1�_n���u�l¡l:}�l:jmhS¥xqSs�rvu�gZ�-p�l:�'z��S�'jmg6l:�-q+}ky6¥�¦V¥��n!��� N ��n § l1��s|j{q+w��m�'wxp�yZl rvq3�m�'wxp�yZl<Ü|¢3u�gZ~�uµgZ���my6gZh+u�rvy�¥¡¦�l:y6q´¢�q+i�j�w�q+}kq�~�ukj{q+w���rvq+jjml1�mq+y6i�rvg6q+} Þ n_��ukg6�P�kq�l1�4}kq'r4~:q'wxl±�'�4�¤~1q+wxp�yZl1rml��mikj{pkjmg6�mlSo4�'yZyR�'wxg6}kq¤�'~1gZ�k�t¢3g6yZy�mu�qߢà���%rvj{q+}kh0w[xxjml:�{q+}O�'}�~:l�s|jmq'w rmuklC[zy{Aä¦�q+}k�ûg6}�rvukl^~ �'j{¦�q ��¥�y¡h+j{q+ikpÍ��r�'j{q+ik}k���'å+�µl1�_�O�'}k��q+}ky6¥�;J�mpO�'jm�'h+g6}kl'��;¡�mpk�'j{rmgZ~P�'~1gZ���R|PyZi�rv�'wxg6}kl<�'}k�}|PyZi�rv�'w�gZ~�'~1gZ��uO� �'l��¡�ml1~:q+}���[zy{Aû¦�q+}k��g6}_rvukl1gZj¶wxq+y6l:~1iky·�'j��%rvjmi�~1rvi�jml'nR;¡�R¢£lº~ �S}��ml:l£s|jmq+wfRg6hkn���n$���Òrvuklx[zy{AýgZ}Crmuklx~:�'jm¦�q ��¥�y)h+j{q+ikp�rvl1}k�k�4rvq�¦�l±yZq�~ ��rvl:�� ¢��´¥�s|j{q+w�rvu�l�'w�gZ}kq��'~1gZ��mg6�klx~�uk�'gZ}k�1�¶¢3ukg6~�u`¢3g6yZy rvu�l:jml�s|q+jml�}kq'r\l���l1j{r���y·�'j{h+l�gZ}~IOikl:}�~:l�q'}Vrmqrvu�l7w x l:}kl1jmh'¥'n3fUj{q+w rvu�gZ�:�Ug�rJg6�J~1yZl:�'j�rvuO�Sr<¢£l_~ �S}k}kq'rJjml1yZg·�S¦ky6¥��kgZ�%rvgZ}�h+ikgZ�{u�rmukl:�{l~:q'wxp�q+}kl1}Vrm�<s|j{q+w rvu�lJ�Ê�'å���n���l1�Ôp�l:�'z�'y6q+}kl'n£;¡�3¢3gZy6yÒ¦�lµ�kgZ�{~:ik�{�ml1��gZ}=Ý�l:~�rvg6q+}��n$��n!å��+¢3ukgZy6l£rmukl<Ú£[�;Í�{ukq´¢3�£p�jmq+w�gZ�{gZ}khtj{l:�{iky6rm� s|q+jRrvu�l�q´��¥�h+l1}xl1�kh+l3�mp�l:j{wë�{rv�'~�zU�g6r�s �SyZyZ���{ik�{r<�{ukq+j{r<q's¶q+¦�rv�'gZ}�gZ}kh�rmjmik�%r#¢�q+j%rvu�¥~:q'wxp�q+}kl1}Vrm�3w��'p��:n

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0 2000 4000 6000 8000 10000eVë-0.4

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m = 3

0ì 2000 4000 6000 8000 10000ìeVë-0.2

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0.2

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0.2

m = 6

0 2000 4000 6000 8000 10000eV

-0.5

0.0

0.5

m = 7

0 2000 4000 6000 8000 10000eV

-0.2

0.0

0.2

m = 8

0 2000 4000 6000 8000 10000eV

-0.5

0.0

0.5

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101

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103

104

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Sulfur

2.0•103 4.0•103 6.0•103 8.0•103 1.0•104 1.2•104

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Argonÿ

2.0•103 4.0•103 6.0•103 8.0•103 1.0•104 1.2•104

eVþ0.00.20.40.60.81.0

Potassium�

2.0•103 4.0•103 6.0•103 8.0•103 1.0•104 1.2•104

eVþ0.00.5

1.0

1.5

2.0

Calciumü

2.0•103 4.0•103 6.0•103 8.0•103 1.0•104 1.2•104

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Titanium

2.0•103 4.0•103 6.0•103 8.0•103 1.0•104 1.2•104

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1

2

3

Vanadium�

2.0•103 4.0•103 6.0•103 8.0•103 1.0•104 1.2•104

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Chromium�

2.0•103 4.0•103 6.0•103 8.0•103 1.0•104 1.2•104

eVþ0.00.20.40.60.81.0

Manganese�

2.0•103 4.0•103 6.0•103 8.0•103 1.0•104 1.2•104

eV

01

2

3

4

Iron�

2.0•103 4.0•103 6.0•103 8.0•103 1.0•104 1.2•104

eV

02468

10

Cobalt�

2.0•103 4.0•103 6.0•103 8.0•103 1.0•104 1.2•104

eVþ0

2000

4000

6000

Nickelü

2.0•103 4.0•103 6.0•103 8.0•103 1.0•104 1.2•104

eVþ0.00.20.40.60.81.0

Copper�

2.0•103 4.0•103 6.0•103 8.0•103 1.0•104 1.2•104

eV

01

2

3

4

Zinc�

2.0•103 4.0•103 6.0•103 8.0•103 1.0•104 1.2•104

eV

0123456

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2000ý

4000ý

6000ý

8000ý

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2000ý

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Potassium�

2000ý

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0.00.5

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Calciumü

2000ý

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2000ý

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10000ý

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2000ý

4000ý

6000ý

8000ý

10000ý

eVþ-0.50.00.51.01.52.02.5

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2000ý

4000ý

6000ý

8000ý

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0.05

0.10

0.15

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2000ý

4000ý

6000ý

8000ý

10000ý

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-1012345

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4000ý

6000ý

8000ý

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-202468

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2000ý

4000ý

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8000ý

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2000

4000

6000

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Nickelü

2000ý

4000ý

6000ý

8000ý

10000ý

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4000ý

6000ý

8000ý

10000ý

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-1012345

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4000ý

6000ý

8000ý

10000ý

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