基于物理关系的矿物XRD模式的声化

本工作提出了一种基于物理关系的X射线衍射（XRD）模式的声化方法。该方法直接将实验衍射数据转化为音频信号，避免了任意映射和主观峰值选择。对每个衍射模式的点，角度信息通过布拉格定律被转换为结构参数，并在倒空间中表示。这些值通过散射矢量的线性归一化映射到可听域，保留原始数据集的相对结构，同时保持与底层物理变量的单调对应关系。衍射强度通过平方根关系转化为声幅，与强度和波幅之间的物理联系一致。引入全球声幅缩放，避免了依赖数据集的归一化，保留了不同材料之间的相对强度差异。最终的音频信号构建为与衍射模式的所有点相关联的基本正弦波贡献的有序时间序列。该方法应用于从RRUFF数据库获得的矿物数据集，包括方解石、文石、钻石和石墨。除了个别案例研究外，还进行了多形系统之间的比较分析，以评估所提出的变换是否保留了与化学组成无关的晶体学差异。结果表明，声化信号保留了原始衍射模式的主要结构特征。方解石与文石、钻石与石墨之间的比较进一步表明，该方法对晶体学组织敏感，而不仅仅是对化学组成敏感，支持了基于物理的晶体数据声化框架的可行性。这些发现支持了一种物理约束的声化方法的有效性，其中声学表示保留了晶体数据集的结构信息.