(5.) x-ray spectroscopy
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X-Ray Spectroscopy Lecture NOtesTRANSCRIPT
yoogl.x3rO3oNSl ll/UOC3H 3AO8V :lHI 3SVHCHfld OI O39VHflOON3 3HV SIN3OnIS
(ZOOZ) epeueCaloc/sloorg
uostuoL{I
qcnorC 'g AeluelgtalloH sauerJ
6ooqg 'y se;6noqIq
uo!l!p3 u,9 's1sA;euv leluaunllsul ;o sa;drcur.r6
:Iooq-lxel pepuauuocel eql uorl ualel ale urel6e!p pue uolleulolu! aql
'esn leuosled rnoA tol aJe selou aql
'gge AHC ur sluapnls ol paplnold ale salou arnlcal asaql
AdOCSOHIC3dS AVH.X
'oqnl {er-x lecrd{} e ursueddeq leqM our.uexo ol sr pocnpord sr uorlerper-x Moq ureldxe ol {enn }sotsee eLl} .
uorlorqcuAs e uorl 'V
ocrnos anrlceorpel e lo {ecap aL.l} ^q 'e
uotletpel-xfueurrd lo ueoq e oi leualeu e Oursodxe {q pacnpord st uot}etper-x fuepuocas 'Z
suorloala {6taua-q6lq qym le6.rel lelau e lo luauplequoq {q pecnpord sr uorletpel-x fueurrd 't
:sAenn lerenes ut pecnpold st uorlerper-x .
W
T.EO:IHI-
'wnrlceds aql lo suorbar g1pue 'Sln 'nn oql ut Adocsorlceds ;ecrldo ol Alrelrrurs) uorlerper ctlaubeurollcelo Jo
uorlcejlltp 'g
6urrellecs 'V
ocuacsaronll 'e
uorld:osqe 'Z
uorssruro 't
:uo paseq ore spoqlau lecr1'{1eue eq} o
'srs{1eue onr}e}r}upnb pue enrlelrlenb q}oq ul pasn aq {er-u s{er-x 'lLua SIA/An alll ,
'uunrlceds aql lo uor6el Luu g'Z ol ulu t0'0 - eql ul Alureur auopsr Adocsorlceds {er-x }nq'uu 0L o} Luu L00O'0 lnoqe ruoJ} st ebuer q16ua1ane,rn aq1 .
'(rura) suoloqd A6raue-qbrq 'q10ue1anem Uoqs ale s{er-x .
AdocsoHlc=rds AVH-X
NOIICNOOUINI
uotletpel-x ol poua^uoc st suorlcelo lo tuEoq oL,ll lo {6laua eq1 ;o pedapoue aL.ll uo leuoleur leblel oql qllm ap!lloc suorlcolo {6.reua_q6lq aq}
(nl OO; se q6rq se) ;er1ua1odq6tq e lo ecuanllul eql Japun epoue aL{l o} pe}elalocce ele suol}cala asaq}
luaueltl paleeq e le paleJeue6 ale suollcalaaaqnl {el-x ue ur sueddeq 1eq,rn
(apoue aq1 6urlooc rol peau aql aleutullaAeru srql pue rennod ssal ernber 'slolcolap enrusuas esn leLll sluounllsul
luosaj aLuos :oloN) laleM quM apoue eql looc ol fuessacou sl lt ,.n|..ll
lBaL.l se pegedrssrp st lsol eq1 ,(uorlerpel-x ,.e.r)tamod luetpel ol pouo^uoc sl paunsuoc la^ od ;ecrrlce;e eql to % L ueql ssal
ssecotd luetculout ,itq6tq e st louueur slqt ur s{er-x lo uot}cnpord aq1'suotlca;e {6laue
qbrq qtlan (epoue eq1) leueleur 1a0re1 e lo lueurprequoq {q pecnpord ere sAer-x
1tn::rr Surleaq
luauelrcaBe11o,rqstH
aqnl
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dnc Sursncog( apoqler )lu3urel rJ
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,nopurm ut nr11,{:ag
eqnl Aer-x lecrdll e
rug'OezL ="y,,sluelsuoc,o uotlnltlsqns uo
(uru) uorletppr-x eql lo 1rurl qlOuelaAeM Mol =oyuotlelppl-x aLll lo Acuenber; lrtnutxeu =oA
luelsuoc s,Iueld - rluollcolo otll uo ableqc - a
(s1;on) a6e1;on 6urlerelecce _ n ,oloqm
an=oy/cq=oALl=!l
:(me1 1unp1-euen6) Aq uenr6 sr {6reue uoloqd u,nurxeur or..r}
ournrb 'snLrl pue 'oouer q16ue;enean "6,"r "?l?i:lJJr"rtrH[XT;,?H:asoqM suol0qd {er-x ourcnpord suorsrlloc }o souos e ur {6reue s}r asol
{eu 11ro '(1rur; 'o1 'q16ua;eAeM Mor eqt ie,{6reue urnurxeu 1o uoloqd esecnpord ll ''e'l) uorsrlloc euo ur {6reua.f .) s}l }o lle asol ,{eru uorlc.rr'.,{,
( = y ) A6i e u e c, lo u, r,, ", u ", "l;f 3;i; ll liKi : :,:i?."1, i,? ffl 3 ;"r :1,: pecnpord st uotletpel_x lo uo10qd e pue 'ssecord oLll ul {6reue s1r 6urso; po}eralecop sr uor}celo eL{} 'lerroleur laorel aql lo Luole ue qlrM saprlloc uorlcala A6raue'q6lut e l"q*
@cJnos weeq uulcap wo$ e4cadg wnnuluoC
y ,{tBualaneir\
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pesodtur -redns sr uunrlceds ourl e qcrqM uo uorlerper-x lo r.rjnnurluoc e 10 uorlcnpord .zA;uo uorlerpel-x lo llnnut]uoc B ]o uorlcnpotd i :sMollol se 'erlceds ourl pue unnurluoc qloq secnpo.rd aqnl'{er_x ue
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JoquJnu ctruole Ourseetcur r.{}tM sasearcur e6e1;on slLllpautelqo aq lllM uolletpej_x lo unnutluoc
e {;uo 'on;eA unLururu..r srq} Moleq sdorp e6e1;on uorleralacce eql ll -:sautl aql lo uotleucxe aql lol perrnber sr a6e11on uotlelolecce ulnLututul e
lrl pue " dl '.
$1 saurl oolql lo slstsuoc sauos-ld> pue n) soutl oml lo slslsuoc seuas-X
:e;durrs &an ere erlcads aurl {el-x
(0uo1 burueau 6ue1 uror] I pue uoqs 0urueeu zunr ueuuag ruorl y :e1op)
sq16ue;anean ta6uo; le soutl 1o dnor6 - satlas-lsq10ua;anen touoLls le seutl ;o dnor6 - seues-y
saull losetjes oMl lseol 1e acnpold raleero pue ez lo loqulnu ctrrjole qltM sluouelo
{1uosautl lo souos-y e acnpord ez ueqllalleus taqrrjnu ctulole quM sluaualo
pcJnos ueaq uoJlcala wo$ e4cadg aw1
a6e1;on le;ncrped e le eules eLll aq ;;rnn 1e6.re1 lelout {ue ulor;unntutluoc uotletppl-x aLll ''a'! 'leualEtu
laolel oql lo luapuadoput sl-Y st iauoqs
eql'n sr leq6rq oql ,h) ebel;on burleralecce aql uo spuedap _:qcrqan '(o1)
lrurr; qlouela^eM uorls pauuop-llenn e {q pezrjo}cEjeqc sr r.Ilnnurluoc eq}
'lua aL{};o (,,bur1erq,, ,.0.!) uotleple}al uoll oursue uotletpel- ,,6unlqet1ssLuarg,, Jo ,,uorlerpeJ olrqM,, pollec sr uorlerper lo u-rnnurluoc srql
'punodu.roc e ur ro luauolo ernd eq1 se luasard st lt loL{leqMoues oql eq lltm luaulola lelnctyed Aue tol outl ey aLll rol q16ue1a^e^ aL,ll
snql 'suollcele 6urpuoq o^lo^ur lou op saurl eseLll ro} olqrsuodsar suotltsuelloql osnecoq luouala oqt lo alels lectulaLlc pue pecrs{qd aq} }o luapuadeput
ole sluoruele lselq6rl aql lnq lle lo] seurl Ael-x ;o sq10ue;enen aql :aloN
leltqlo-l or.ll pue slonol {6reue req6rq ueom}aq suotltsuellcruorlcolo luanbesqns eql pue 'leltqlo-) aql ol uotusuell ctuollcola
ro uorlcale {6raue-q6lq e qllM uotstlloc loqya ruorl (7 = u) le}lqlo-l aq}u.ror] lsol sr uollcelo ue ueqm llnsal (",1 pue 'rrl 'rl) soutl lo satlos-l oL{}
leuqro-y aLllpue slanol A6raua leq6rq uaomloq suotltsuell ctuollcale luenbesqns
oql pue 'uorlcala {6raua-q6lLl e Ll}lM uotstlloc uorl (L = u) le}tqlo-y aq}tuor1 palcale sl uollcale ue uoqm ]lnsar (dy 'py) sautl ]o sauas-y eq]
uotletpel-x lo t!nnutluoc eql uo pesodrurradnsaurl e se reedde pue 'ql6uelanpM ctlsuolceleqc lo ole suoloqd aseL{}
ssacoid eql ul uotlptpel-x 1o uoloqd e 0ur11rue ,leltqlo
luecen oL,ll ol suotltsueli o6lepun sleltqlo lolno eql ruoll suollcalapauJlol st uot poltcxa
ue srncco stql uaqM 'ruole eql lo sleltqlo burpuoq-uou 'lauut aL{l tuollsuoricalo o^oureJ {eu (ureeq uollcale eq1 ruorl) suol}cola {6reua-qbrq
slelrqlo ctuJolelsoulleuut aql a^lo^ut leql suotitsuell ctuollcola utoll llnsar erlceds eurl
erncco ellcads outl op nnog pue {qp1
,,, s'^ ot x,{cuanba:,rA J
0r 0€ 0z 0l
'(t 161.
'{e;esoy1) uorlerper oq} lol elqrsuodser }uauola aq} lolequnu cltuole aql pue *(r{cuenbarl) ueannieq drqsuorlplel leaull e st oloq}
lo
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loylo1
(pessncsrp aq lou llrnn) uorlorqcu{5 e uol} uol}etper-X 'V
'luaurela pau.rlol {;,rneu oq} lo unllcads autl oL.ll antO (s1e1tqlo-y\ to-1 eql ro) leyqro-y aql ol sleltqlo Jamol ol teq6tq utorl suotltsuell ctuollcala
raqunu sltuole ssal auo LlllM luauelaue ruJol og (uor1ca1a-U\ lo -l ue lo) uotlcala-y e atnldec {eu snelcnu eL{}
uorlerpe.r-x sacnpotd osle (atnldec uotlcola) etnldec-y
'alels punol0 slt ol surnlol ll se ((s){eter-ur-ue6) uorlerper 1o (e)uunluenb etouu lo auo soseolol uaql snalcnu aql
alels palrcxa ue ur snalcnu e oneal sassacotd uotssttue-eloq pue -eqd1e {ueuuorlelpBl
-x se aules aql sl pue 'suorlceal .reolcnuerlur Aq pacnpotd st uotlelpel pututeo{ecep o^rlceorper {q pecnpotd eq {eu uot}etpel-x
ocrnos a^rlceotpeu uoll uollPlpel-x 't
y 'ur8uata,rerrA
80 90 r'0
eutxeul uorldtosqe aq1 puoAeq{lelerpeurrur paruesqo are,,so6pe uorldrosqe,, pellec 'serlrnurluocsrp dteqs
salels lectuaqc itaql lo luapuadapur (A1e6re;)ole pue (s)1ueulale oqt lo ctlsuolceleqc aJe slead oql lo sqlbue;anem aql
sleeduorldrosqe poutlop-llaM Mol e Jo lstsuoc pue e;durs are ellceds uorldtosqe aql
lleus are sluauele lsayq6ll eq] lnq lle lol slcolla 6urrepecs
:uorlerpel aql lo 6uuagecs pue uorgdrosqe ol onp palenuepesr {1rsue1ut su 'leua}er-u
1o ra{e; u!q} e qbnorql sessed uotletpet-x lo ueeq e uaqM .
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le^al-l eLll olsuorusuerl ol onp lncoo serOraue luololltp {1q6r1s qlran sleed (g) earql
lane; A6raua-l eL,lt ruoll uollcolauE lo lenouar o1 puodsolloc sq16ue;ene,rn rebuol le ui oqs sleed eq1
'{lsnonutguoo sesealcut uol}cole pelcale oq] ]o .f 'y
oql 'aurl oLues oql lv '({er-x oq} }o rbtaue burseelcur ''a'r) ql6ualanel6urseetcap LlllM leed uorldlosqe aql to Ilrsualul eLll u! asealcap
qioorus e ut sllnsol slr1l'sospelcep uollcala ue burlcale pue uJo]eeql Lltl/v\ ourlcerelur sAer-x aql lo {1r;rqeqord eq1 ,sq1oualo^eM louorls }e
'erlceds oLll u! {6leue paq.losqe aq} ul asearcopldnlqe ue st eloql pue 'uoJlcole-;1 e anoulol ol luotctilns lou sl Aer-x aq1
1o ,i6raue aq1 '(eprs q16ua;anerrn 6uo1 aq1 ''a'r) ebpa uorldrosqe eq1 puoAeq -
oJaz ol spual uollcola aql lo 'f 'y eql ,'o.t ,t!ole oql
1o fuaqdrrad ",lt ol letrqro rouur aql uorl uorlcola oql a^ouar o1 perrnbarA6reue eLll ol lenbe Aleleuurxordde ro lenbe sr uorlerper-x aql ;o {6reue
oql uaq^ slncco uotlptpel eq1 burqrosqe uole aql to fulrqeqord lseqbrq eq1
(uor ue) uole poycxooql lo {6raua ;er1ue1od aq} pue (uotlce;aoloqd eq1 pe11ec) uol}cole palcele
oql ]o {6leue ctleul>l eq} uooM}aq peuotltyed sr {er-x aql lo {6reua aq1
leuqtoJAUUT Ue trlOJI paloefe St UollCalo ue pue uotletpel-x aql sqlosqe lrjole aL,ll
:smollol se st ssacord uolldrosqp oql
*l ** +..,,.+ 8d 8nn + vd vM _ l/ld ,.a.!
a;dr-ues e ur sluourala Io suorlcerl1q6ramaql lo suorlcunl a^rlrppe ole siuarculeoc uorldrosqe sseyyZ
(61"wc = sl!un) luauralo aql lo alels leoruraLlc pue lecrsAqdoql ]o luepuedepur sr luorcrgeoc uorldrosqe sseu oql 'L :aloN
a;dues aLll lo {ltsuap = dluolctllooc uotldtosqe ssetu = |/\d
ssoulctql a;dues = x(requnu cruiole pue lueurela aql
lo crlsuolcereqc) luarc4aoc uorldrosqe reaurl = liuollelpei po]|ll.USUEJ| = d
uorlerpel |uoptcut= od 'araqnn
x d nri = (61o4) u1
x tJ = (afa) ut
(nne1 s,reag o1 re;rurrs)
lo
srs{1eue (1unouue7 uot}eJ}uacuoclo uorleururelap) e^tlelrluenb pue (uorlecrlrluapr) enrlelrlenb qloq o1 e;qecrldde
enbruqcel ontlcnllsep-uou e st acuocsaton;; {el-x
'pas{;eue
eq ol luauola oql lo e6pe uorldlosqe oql upql lopoL1s sl (oV) unutxeluq16ue;enenn aL.ll leql os q6noua e6re; eq lsnu a6el;on Ourleledo eq1 '(aqng Aet-x ue ujorl uotletpel-x quM uotlelrcxa ,{q pacnpord eq o} st ocuacsolonll uaqM
'lelrqro luorcuop-uollcalo aLll ol ruole oql utqltm slo^al {6teue uol} suot}calo lo suotltsuell
ur pan1onur {6reue oq} ueLl} ralearO sr (uollezluor) ruole oq} lo fuaqduad aq1ol le1qlo rouur ue urol] uollcala ue onotuer {1a1alduroc o} paltnber {6reuaoql osnecoq sl slr..ll 'a6pe uorldlosqe 6urpuodsalloc eql ueql ql6uelo^emrebuo; {g1q6r1s e }e Jncco sautl ocuacsolonll aq} ueql loq}o l}uaupleqruoq
uorlcala {q pacnpord leql ol lelluls sr r.unrlceds ocuocsolonl} oq}
uorletpel-x ;o uoioqd B lo uotsstue luanbesqns aqlqUM 'polcofe senn uoJ]cele oql qctqm ruol] le]tqto ar.1} ol slonel {6reue req6rq
tr.rorl suorysueJl uollcalo {q a}els punolb eql o} suln}al uot pe}toxa aq1'pauro] sr uor peucxa {;;ecruorlcele ue pue uot}etpel-x sq.losqe uo}e aL{}
:smollol se st ssocold acuacsalonl] aql
'ocuacsalonll pollec sr ssecord stql 'uotletpej lo uoloqd e
lo uolsslula {q e1e1s punot0 aq} o} urn}er Aeu }r uor}erper-x sqlosqe uto}e ue uoLlM .
acuelsqns aur;;e1sfu c qceerol anbrun sr utalled uotlcel]ltp {er-x leq} }ce} aqlseurl eql;o Alrsualut aql pue (gZ ro g) uorlrsod eq1 - :uo poseq st uotlecutluapl
1e1s&c eql lo uotlelueuo e;qrssod fuena luaseld ol pelelor sr a;dues oql pue ,(pasnstoleultlloc Molteu pue stel;t1) uorlerpel-x ,,crleuorqcouoLu,, sasn lueunllsul aLll
('c1e 'se16ue pue sbutceds ectllel'alnlcnlls
;e1sfuc 1o ad{1) uot}eulujo}ap aJn}cnr1s;e1sfuc - le}sfuc elburs Ael-xsrs{leue ont}eu}uenb pue enrlelrlenb - uot}celgtp repnnod {er-x
uorleuttujalopalnlcnlls ;e1sfuc pue 'srs^leue o^tlBuluenb pue enrlelr;enb :o1 alqecrpdde
(guls pZ = yu) nnel s,66erg .
ocrUel 1e1sfuc lelnOel e aq lsnut aloql ''o't 'lauueLUreln6et e ut pelnqulstp aq tsnru lelsfuc oLll Jo sJoluoc 6urrepecs eq1 'Z
uorlerpel-x aql lo qlOuelenenn eql se apnllu6eu 1oropro oLues oql ]o oq lsnul 1e1sfuc aql ]o seueld ueamlaq ocuelstp otll .t
:uotlcellllp JoJ sluorualrnbar
'uollcellltp pallec s! slr-,ll 'uotletpet-x aql1o qguala^eM olll seepnlru6eu lo leplo aules eql lo st oct$el 1e1sfuc aql lo seueld luotolltp uooMloqocuelsrp aL{l }t slncco acualafatul ontlcnl}sop pue ent}cnl}suoC .lelsfuc aLll Aqpelollecs st uotletpel oL1l'letJoleur aurllelsfuc e uo luaptcut st uotletpel-x uoqm
'arnlcnrls
;e1sfuc lelnbal e aneLl leLll sleuolerrl Io srsA;eue ro] pasn {leprnn st uot}celilrp {er-y .
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rolcalep pe11r;-se6 lecrd{1 e smoqs Moleq ureiOerp eq1
ralunoc le6raO (ttllolunoc;euorpodold (ltlequeqc uotleztuot (l
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Aepol posn ale slolcolap 1o sad{1 UtpuJ ooJr.l} r
uorlcolap crqdetOoloqd pesn lueurdrnbe Allee .
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(eqnt eql lo sllem eqt) epoqtec eqlspremol o6 suor anrlrsod Ournouu ramols oql pue epoue aL4} ol onow suor}cole
alll 'eqnl eql lo apoqlec aql pue apoue aLll uaemlaq petldde st 1et1ue1od e 1t
suole se6 yaur leuorlrppeporpunLl lera^as Ourzruor ,iq ':'y slr sesol uorlcelooloqd {6raue q6tq stql
ruole se6 ueuroL{} to uor}cala aLl} lo {6reua Ourpurq oql snurur uoloqd Aer-x aL,l} }o A6taue
aql ol lenbe ' '11'y q6rq fuan e seLl (uot1ca1a ototld e pel1ec) uoilcalo eLll'pouilol sr uor a^rusod P pue lsol sr uorlcala rolno uv 'seo
uoulaql lo urole ue LllrM slce.rolur 1r 'aqn1 pal1r;-se6 oLll slalua uoloqd Aet-x uB uoqM
z
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rolcalap oql lo uorlerado
'sluounrlsur a;qeyod ur a6esnoprm seq lnq
'sloloruoriceds {er-x ur posn {laprnn lou sr ro}ca}op srq}
(sri OOZ - 09 -) a6rel sr autlpeop sttornseou pue lcolop o1{see sr palerauab luernc e6re; eq1
uorlerpel-x luoptculeql to ,{6raue oLl} lo luepuedepur sr pacnpord suorlcala io raqujnu aLl}
aqni eql lo slleM aqlol suorlec oql Jo uorler6rr.u [q peledrsslp sl eOreqc eceds aql lrlunsfer-x (6urnrocur) roqpnl {ue ol (enrlrsues 1ou sr) puodsar louuec
aqnl aql pue 'dolanop ol,,obJeqc aceds,, anrlrsod e sesneo srqlopoqlec oql ol {1mo1s
aroLu L.lcnu enoLu suor e^rlrsod aqt ollr-lm palcelloc are pue apoue oLllo1{;1crnb onolLr suor}cela oq} 'lerlue}od perldde a6re; eql lo osnecaq
'uorOel slr.ll ut suolenrlrsod pue suorlcole lo aLlcuelene ue sacnpord uoloqd {er-x qcee
(nn pue s1 uae,tnleq) tr0l66f i66iEb (ttl
(srj I -) lleuls sl aultl peap sUrczAleue lq6raq-as;nd e se posn aq uec rolcalop aLll
uorlerpel-x aqt lo {cuanbar; snq} pue'{6raua aq} uo spuedep (as1nd ted) pecnpotd suotlcala lo roqurnu aq}
perlr;due oq ol seq luarnc srrll'sllnsar luarnc uor aql 1o (saur1 00001 - 009 -) uorlecrlrldue (se6)
srred uo.rlcala-uor fu epuoces ecnpordqclqm srlrole se6 yeur lerlnou qlrnn Ournou lsel aql lo suorsrlloco1 Ourpeal suorlcale aLll lo Alrcolen peseercur eql ol onp sr srql
eL* quM sosearcu| 'uor.er srql ur pelereuao.,o,*.r,."i""]51ff1]ii:(onpueolueemleq) ffi (tt
sluaurarnseauJ lecrLuoqcorpel ur posn ere Aeql 'fu1auor1ceds
,{er-x ur posn }ou are pue 'enrlrsues fuen }ou are sroqureqc uor}ezruole6ellon perldde aql lo guapuedepur
,{;rre;sr pue '(V n,_01 - 0,_01 -) lleus sr pa}erouab luer.rnc eq1
luelsuoc {1rre1 sr l! pue 'uoloqd {er-x e16urse urorl pacnpord leLll sl epoue eq1 Outqceor suorlcalo Io requnu aql
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:smollol se 'poqrluepr aq {eu suorOer cr}sua}cereqc eorL1}'11 puo{aq
{;;erlrur pecnpord }eq} ueq} rolleuis sr apoue eq1 6urqcear suor}colo lo roqLlrnuaqt llnsor e sV 'srnoco urole se6 lerlnau e urlol ol rred aql lo uorleurquocal
leryed pue 'mo; sr rred uorlcala-uol aql uo acrol Ourlerelecce eql '11> se6ellon le
'rolcelop srL.ll tlllM pasn
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