source: trunk/GSASIIElem.py @ 153

Last change on this file since 153 was 153, checked in by vondreel, 11 years ago

GetAtomColors? & GetElemColor? now deleted

File size: 13.2 KB
Line 
1"""Element: functions for element types
2   Copyright: 2008, Robert B. Von Dreele (Argonne National Laboratory)
3"""
4
5import wx
6import math
7import sys
8import os.path
9import  wx.lib.colourselect as wscs
10import GSASIIpath
11import numpy as np
12
13def GetFormFactorCoeff(El):
14    """Read form factor coefficients from atomdata.asc file
15    @param El: element 1-2 character symbol case irrevelant
16    @return: FormFactors: list of form factor dictionaries
17    each dictionary is:
18    'Symbol':4 character element symbol with valence (e.g. 'NI+2')
19    'Z': atomic number
20    'fa': 4 A coefficients
21    'fb':4 B coefficients
22    'fc': C coefficient
23    """
24    ElS = El.upper()
25    ElS = ElS.rjust(2)
26    filename = os.path.join(sys.path[1],'atmdata.dat')
27    try:
28        FFdata = open(filename,'Ur')
29    except:
30        wx.MessageBox(message="File atmdata.dat not found in directory %s" % sys.path[0],
31            caption="No atmdata.dat file",style=wx.OK | wx.ICON_EXCLAMATION | wx.STAY_ON_TOP)
32        sys.exit()
33    S = '1'
34    FormFactors = []
35    while S:
36        S = FFdata.readline()
37        if S[3:5] == ElS:
38            if S[5:6] != '_':
39                Z=int(S[:2])
40                Symbol = S[3:7].strip()
41                S = S[12:]
42                fa = (float(S[:7]),float(S[14:21]),float(S[28:35]),float(S[42:49]))
43                fb = (float(S[7:14]),float(S[21:28]),float(S[35:42]),float(S[49:56]))
44                FormFac = {'Symbol':Symbol,'Z':Z,'fa':fa,'fb':fb,'fc':float(S[56:63])}
45                FormFactors.append(FormFac)               
46    FFdata.close()
47    return FormFactors
48   
49def GetAtomInfo(El):
50   
51    import ElementTable as ET
52    Elements = []
53    for elem in ET.ElTable:
54        Elements.append(elem[0][0])
55    if len(El) in [2,4]:
56        ElS = El.upper()[:2].rjust(2)
57    else:
58        ElS = El.upper()[:1].rjust(2)
59    filename = os.path.join(sys.path[1],'atmdata.dat')
60    try:
61        FFdata = open(filename,'Ur')
62    except:
63        wx.MessageBox(message="File atmdata.dat not found in directory %s" % sys.path[0],
64            caption="No atmdata.dat file",style=wx.OK | wx.ICON_EXCLAMATION | wx.STAY_ON_TOP)
65        sys.exit()
66    S = '1'
67    AtomInfo = {}
68    Mass = []
69    while S:
70        S = FFdata.readline()
71        if S[3:5] == ElS:
72            if S[5:6] == '_':
73                if not Mass:                                 #picks 1st one; natural abundance or 1st isotope
74                    Mass = float(S[10:19])
75                if S[5:9] == '_SIZ':
76                    Z=int(S[:2])
77                    Symbol = S[3:5].strip().lower().capitalize()
78                    Drad = float(S[12:22])
79                    Arad = float(S[22:32])
80                    Color = ET.ElTable[Elements.index(Symbol)][6]
81    FFdata.close()
82    AtomInfo={'Symbol':Symbol,'Mass':Mass,'Z':Z,'Drad':Drad,'Arad':Arad,'Color':Color}   
83    return AtomInfo
84     
85def GetXsectionCoeff(El):
86    """Read atom orbital scattering cross sections for fprime calculations via Cromer-Lieberman algorithm
87    @param El: 2 character element symbol
88    @return: Orbs: list of orbitals each a dictionary with detailed orbital information used by FPcalc
89    each dictionary is:
90    'OrbName': Orbital name read from file
91    'IfBe' 0/2 depending on orbital
92    'BindEn': binding energy
93    'BB': BindEn/0.02721
94    'XSectIP': 5 cross section inflection points
95    'ElEterm': energy correction term
96    'SEdge': absorption edge for orbital
97    'Nval': 10/11 depending on IfBe
98    'LEner': 10/11 values of log(energy)
99    'LXSect': 10/11 values of log(cross section)
100    """
101    AU = 2.80022e+7
102    C1 = 0.02721
103    ElS = El.upper()
104    ElS = ElS.ljust(2)
105    filename = os.path.join(sys.path[1],'Xsect.dat')
106    try:
107        xsec = open(filename,'Ur')
108    except:
109        wx.MessageBox(message="File Xsect.dat not found in directory %s" % sys.path[0],
110            caption="No Xsect.dat file",style=wx.OK | wx.ICON_EXCLAMATION |wx.STAY_ON_TOP)
111        sys.exit()
112    S = '1'
113    Orbs = []
114    while S:
115        S = xsec.readline()
116        if S[:2] == ElS:
117            S = S[:-1]+xsec.readline()[:-1]+xsec.readline()
118            OrbName = S[9:14]
119            S = S[14:]
120            IfBe = int(S[0])
121            S = S[1:]
122            val = S.split()
123            BindEn = float(val[0])
124            BB = BindEn/C1
125            Orb = {'OrbName':OrbName,'IfBe':IfBe,'BindEn':BindEn,'BB':BB}
126            Energy = []
127            XSect = []
128            for i in range(11):
129                Energy.append(float(val[2*i+1]))
130                XSect.append(float(val[2*i+2]))
131            XSecIP = []
132            for i in range(5): XSecIP.append(XSect[i+5]/AU)
133            Orb['XSecIP'] = XSecIP
134            if IfBe == 0:
135                Orb['SEdge'] = XSect[10]/AU
136                Nval = 11
137            else:
138                Orb['ElEterm'] = XSect[10]
139                del Energy[10]
140                del XSect[10]
141                Nval = 10
142                Orb['SEdge'] = 0.0
143            Orb['Nval'] = Nval
144            D = dict(zip(Energy,XSect))
145            Energy.sort()
146            X = []
147            for key in Energy:
148                X.append(D[key])
149            XSect = X
150            LEner = []
151            LXSect = []
152            for i in range(Nval):
153                LEner.append(math.log(Energy[i]))
154                if XSect[i] > 0.0:
155                    LXSect.append(math.log(XSect[i]))
156                else:
157                    LXSect.append(0.0)
158            Orb['LEner'] = LEner
159            Orb['LXSect'] = LXSect
160            Orbs.append(Orb)
161    xsec.close()
162    return Orbs
163   
164def GetMagFormFacCoeff(El):
165    """Read magnetic form factor data from atomdata.asc file
166    @param El: 2 character element symbol
167    @return: MagFormFactors: list of all magnetic form factors dictionaries for element El.
168    each dictionary contains:
169    'Symbol':Symbol
170    'Z':Z
171    'mfa': 4 MA coefficients
172    'nfa': 4 NA coefficients
173    'mfb': 4 MB coefficients
174    'nfb': 4 NB coefficients
175    'mfc': MC coefficient
176    'nfc': NC coefficient
177    """
178    ElS = El.upper()
179    ElS = ElS.rjust(2)
180    filename = os.path.join(sys.path[1],'atmdata.dat')
181    try:
182        FFdata = open(filename,'Ur')
183    except:
184        wx.MessageBox(message="File atmdata.dat not found in directory %s" % sys.path[0],
185            caption="No atmdata.dat file",style=wx.OK | wx.ICON_EXCLAMATION |wx.STAY_ON_TOP)
186        sys.exit()
187    S = '1'
188    MagFormFactors = []
189    while S:
190        S = FFdata.readline()
191        if S[3:5] == ElS:
192            if S[8:9] == 'M':
193                SN = FFdata.readline()               #'N' is assumed to follow 'M' in Atomdata.asc
194                Z=int(S[:2])
195                Symbol = S[3:7]
196                S = S[12:]
197                SN = SN[12:]
198                mfa = (float(S[:7]),float(S[14:21]),float(S[28:35]),float(S[42:49]))
199                mfb = (float(S[7:14]),float(S[21:28]),float(S[35:42]),float(S[49:56]))
200                nfa = (float(SN[:7]),float(SN[14:21]),float(SN[28:35]),float(SN[42:49]))
201                nfb = (float(SN[7:14]),float(SN[21:28]),float(SN[35:42]),float(SN[49:56]))
202                FormFac = {'Symbol':Symbol,'Z':Z,'mfa':mfa,'nfa':nfa,'mfb':mfb,'nfb':nfb,
203                    'mfc':float(S[56:63]),'nfc':float(SN[56:63])}
204                MagFormFactors.append(FormFac)
205    FFdata.close()
206    return MagFormFactors
207
208def ScatFac(FormFac, SThL):
209    """compute value of form factor
210    @param FormFac: dictionary  defined in GetFormFactorCoeff
211    @param SThL: sin-theta/lambda
212    @return: f: real part of form factor
213    """
214    f = FormFac['fc']
215    fa = FormFac['fa']
216    fb = FormFac['fb']
217    for i in range(4):
218        t = -fb[i]*SThL*SThL
219        if t > -35.0: f += fa[i]*math.exp(t)
220    return f
221           
222def FPcalc(Orbs, KEv):
223    """Compute real & imaginary resonant X-ray scattering factors
224    @param Orbs: list of orbital dictionaries as defined in GetXsectionCoeff
225    @param KEv: x-ray energy in keV
226    @return: C: (f',f",mu): real, imaginary parts of resonant scattering & atomic absorption coeff.
227    """
228    def Aitken(Orb, LKev):
229        Nval = Orb['Nval']
230        j = Nval-1
231        LEner = Orb['LEner']
232        for i in range(Nval):
233            if LEner[i] <= LKev: j = i
234        if j > Nval-3: j= Nval-3
235        T = [0,0,0,0,0,0]
236        LXSect = Orb['LXSect']
237        for i in range(3):
238           T[i] = LXSect[i+j]
239           T[i+3] = LEner[i+j]-LKev
240        T[1] = (T[0]*T[4]-T[1]*T[3])/(LEner[j+1]-LEner[j])
241        T[2] = (T[0]*T[5]-T[2]*T[3])/(LEner[j+2]-LEner[j])
242        T[2] = (T[1]*T[5]-T[2]*T[4])/(LEner[j+2]-LEner[j+1])
243        C = T[2]
244        return C
245   
246    def DGauss(Orb,CX,RX,ISig):
247        ALG = (0.11846344252810,0.23931433524968,0.284444444444,
248        0.23931433524968,0.11846344252810)
249        XLG = (0.04691007703067,0.23076534494716,0.5,
250        0.76923465505284,0.95308992296933)
251       
252        D = 0.0
253        B2 = Orb['BB']**2
254        R2 = RX**2
255        XSecIP = Orb['XSecIP']
256        for i in range(5):
257            X = XLG[i]
258            X2 = X**2
259            XS = XSecIP[i]
260            if ISig == 0:
261                S = BB*(XS*(B2/X2)-CX*R2)/(R2*X2-B2)
262            elif ISig == 1:
263                S = 0.5*BB*B2*XS/(math.sqrt(X)*(R2*X2-X*B2))
264            elif ISig == 2:
265                T = X*X2*R2-B2/X
266                S = 2.0*BB*(XS*B2/(T*X2**2)-(CX*R2/T))
267            else:
268                S = BB*B2*(XS-Orb['SEdge']*X2)/(R2*X2**2-X2*B2)
269            A = ALG[i]
270            D += A*S
271        return D
272   
273    AU = 2.80022e+7
274    C1 = 0.02721
275    C = 137.0367
276    FP = 0.0
277    FPP = 0.0
278    Mu = 0.0
279    LKev = math.log(KEv)
280    RX = KEv/C1
281    if Orbs:
282        for Orb in Orbs:
283            CX = 0.0
284            BB = Orb['BB']
285            BindEn = Orb['BindEn']
286            if Orb['IfBe'] != 0: ElEterm = Orb['ElEterm']
287            if BindEn <= KEv:
288                CX = math.exp(Aitken(Orb,LKev))
289                Mu += CX
290                CX /= AU
291            Corr = 0.0
292            if Orb['IfBe'] == 0 and BindEn >= KEv:
293                CX = 0.0
294                FPI = DGauss(Orb,CX,RX,3)
295                Corr = 0.5*Orb['SEdge']*BB**2*math.log((RX-BB)/(-RX-BB))/RX
296            else:
297                FPI = DGauss(Orb,CX,RX,Orb['IfBe'])
298                if CX != 0.0: Corr = -0.5*CX*RX*math.log((RX+BB)/(RX-BB))
299            FPI = (FPI+Corr)*C/(2.0*math.pi**2)
300            FPPI = C*CX*RX/(4.0*math.pi)
301            FP += FPI
302            FPP += FPPI
303        FP -= ElEterm
304   
305    return (FP, FPP, Mu)
306   
307
308class PickElement(wx.Dialog):
309    "Makes periodic table widget for picking element - caller maintains element list"
310    Elem=None
311    def _init_ctrls(self, prnt):
312        wx.Dialog.__init__(self, id=-1, name='PickElement',
313              parent=prnt, pos=wx.DefaultPosition, 
314              style=wx.DEFAULT_DIALOG_STYLE, title='Pick Element')
315        import ElementTable as ET
316        self.SetClientSize(wx.Size(770, 250))
317       
318        i=0
319        for E in ET.ElTable:
320            PickElement.ElButton(self,name=E[0],
321#            pos=wx.Point(E[1]*40+25,E[2]*24+24),tip=E[3],color=E[4])
322            pos=wx.Point(E[1]*40+25,E[2]*24+24),tip=E[3],color=E[6])
323            i+=1
324
325    def __init__(self, parent):
326        self._init_ctrls(parent)
327       
328    def ElButton(self, name, pos, tip, color):
329        Black = wx.Colour(0,0,0)
330        El = wx.ComboBox(choices=name, parent=self, pos=pos, size=wx.Size(40,23),
331            style=wx.CB_READONLY, value=name[0])
332        El.SetBackgroundColour(color)
333        El.SetToolTipString(tip)
334        El.Bind(wx.EVT_COMBOBOX, self.OnElButton)
335
336    def OnElButton(self, event):
337        El = event.GetEventObject().GetLabel()
338        self.Elem = (El)
339        self.EndModal(wx.ID_OK)       
340       
341class DeleteElement(wx.Dialog):
342    "Delete element from selected set widget"
343    def _init_ctrls(self, parent):
344        l = len(DeleteElement.Elems)-1
345        wx.Dialog.__init__(self, id=-1, name='Delete', parent=parent,
346              pos=wx.DefaultPosition, size=wx.Size(max(128,64+l*24), 87),
347              style=wx.DEFAULT_DIALOG_STYLE, title='Delete Element')
348        self.Show(True)
349        self.SetAutoLayout(True)
350        self.SetHelpText('Select element to delete')
351        self.SetWindowVariant(wx.WINDOW_VARIANT_SMALL)
352
353        i = 0
354        Elem = []
355        for Elem in DeleteElement.Elems:
356            name = Elem[0].lower().capitalize()
357            self.ElButton(id=-1,name=name,pos=wx.Point(16+i*24, 16))
358            i+=1
359             
360    def __init__(self, parent):
361        DeleteElement.Elems = parent.Elems
362        DeleteElement.El = ' '
363        self._init_ctrls(parent)
364
365    def ElButton(self, id, name, pos):
366        White = wx.Colour(255, 255, 255)
367        El = wscs.ColourSelect(label=name, parent=self, colour = White,
368            pos=pos, size=wx.Size(24, 23), style=wx.RAISED_BORDER)
369        El.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.OnDeleteButton)
370   
371    def OnDeleteButton(self, event):
372        DeleteElement.El=event.GetEventObject().GetLabel()
373        self.EndModal(wx.ID_OK)
374       
375    def GetDeleteElement(self):
376        return DeleteElement.El
377       
378
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.