材料分析测试复习题及答案
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1.计算0.071 nm (MoK α)和0.154 nm (CuK α)的X 射线的振动频率和能量。
解:由公式max 0hceU h νλ==得 将题目中数据带入= = =892.998100.15410-⨯⨯= = == = 考虑相对论效应,220/1cv m m -=,结果会有小许不同。
2.计算当管电压为50 kv 时,电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能。
解:已知U=50kV ,电子的质量为m0 =9.1×10-31kg ,光速为c=2.998×108m/s ,电子电量e=1.602×10-19C ,普朗克常数:h=6.626×10-34J.s电子从阴极飞出到达靶的过程中所获得的总动能为E=eU=1.602×10-19C ×50kv=8.01×10-15J由于所以电子与靶碰撞时的速度为=1.32×108m/s所发射连续谱的短波限=12400/U=0.248Å 辐射出来的光子的最大动能为= = 8.01×10-15J3.分析下列荧光辐射产生的可能性,为什么? (1)用CuK α X 射线激发CuK α荧光辐射; (2)用CuK β X 射线激发CuK α荧光辐射; (3)用CuK α X 射线激发CuL α荧光辐射。
解:(网上参考答案)根据经典原子模型,原子内的电子分布在一系列量子化的壳层上,在稳定状态下,每个壳层有一定数量的电子,他们有一定的能量。
最内层能量最低,向外能量依次增加。
根据能量关系,M 、K 层之间的能量差大于L 、K 成之间的能量差,K 、L 层之间的能量差大于M 、L 层能量差。
由于释放的特征谱线的能量等于壳层间的能量差,所以 K β的能量大于 K α的能量,K α能量大于L α的能量,即 。
因此在不考虑能量损失的情况下: CuK α能激发CuK α荧光辐射;(能量相同) CuK β能激发CuK α荧光辐射; (K β>K α)cνλ=0M ν892.998100.07110-⨯⨯1814.2310s -⨯Cu ν1811.9510s -⨯O M eU 34186.62610 4.2310-⨯⨯⨯152.810J -⨯Cu eU 34186.62610 1.9510-⨯⨯⨯151.2910J-⨯2012E mv =12002E v m ⎛⎫= ⎪⎝⎭0λ0E 00hc h νλ=CuKα能激发CuLα荧光辐射;(Kα>Lα)解:假设E K为K壳层的能量,E L为L壳层的能量,E M为M壳层的能量,CuKαX射线的能量为E K-E L,CuKβX射线的能量为E K-E M,CuKα荧光辐射的能量为E K-E L,CuLα荧光辐射的能量为E L-E M,(1)不可能,用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射,需要E K的能量;(2)不可能,用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射,需要E K的能量;(3)有可能,用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射,需要E L的能量,具体能不能还要比较E K-E L 和E L的大小。
材料现代分析测试方法习题答案【篇一:2012年材料分析测试方法复习题及解答】lass=txt>一、单项选择题(每题 3 分,共 15 分)1.成分和价键分析手段包括【 b 】(a)wds、能谱仪(eds)和 xrd (b)wds、eds 和 xps(c)tem、wds 和 xps (d)xrd、ftir 和 raman2.分子结构分析手段包括【 a】(a)拉曼光谱(raman)、核磁共振(nmr)和傅立叶变换红外光谱(ftir)(b) nmr、ftir 和 wds(c)sem、tem 和 stem(扫描透射电镜)(d) xrd、ftir 和raman3.表面形貌分析的手段包括【 d】(a)x 射线衍射(xrd)和扫描电镜(sem) (b) sem 和透射电镜(tem)(c) 波谱仪(wds)和 x 射线光电子谱仪(xps) (d) 扫描隧道显微镜(stm)和sem4.透射电镜的两种主要功能:【 b】(a)表面形貌和晶体结构(b)内部组织和晶体结构(c)表面形貌和成分价键(d)内部组织和成分价键5.下列谱图所代表的化合物中含有的基团包括:【c 】(a)–c-h、–oh 和–nh2 (b) –c-h、和–nh2,(c) –c-h、和-c=c- (d) –c-h、和 co2.扫描电镜的二次电子像的分辨率比背散射电子像更高。
(√)3.透镜的数值孔径与折射率有关。
(√)5.在样品台转动的工作模式下,x射线衍射仪探头转动的角速度是样品转动角速度的二倍。
(√ )三、简答题(每题 5 分,共 25 分)1. 扫描电镜的分辨率和哪些因素有关?为什么?和所用的信号种类和束斑尺寸有关,因为不同信号的扩展效应不同,例如二次电子产生的区域比背散射电子小。
束斑尺寸越小,产生信号的区域也小,分辨率就高。
2.原子力显微镜的利用的是哪两种力,又是如何探测形貌的?范德华力和毛细力。
以上两种力可以作用在探针上,致使悬臂偏转,当针尖在样品上方扫描时,探测器可实时地检测悬臂的状态,并将其对应的表面形貌像显示纪录下来。
初中七年级上册历史材料分析题汇总复习专项难题测试题(4)一、七年级历史上册材料分析题1.阅读材料回答问题。
材料一(1)依据材料一写出秦朝的都城是。
在如图中填出秦朝疆域四至点。
(2)根据材料一《秦朝疆域图》可知,秦朝对地方的统治与西周时期有什么不同?材料二(3)请结合所学,完善空白处所填内容。
依据材料二,说出秦朝所创立的政治制度。
材料三(4)根据材料三两幅图片所示,秦朝为巩固统一采取的两项重要措施是什么?【答案】(1)咸阳东:东海;南:南海;西:陇西;北:长城一带。
(2)西周:分封制;秦朝:郡县制。
(3)丞相、地方君主专制中央集权制度(4)统一文字,统一货币;【详解】(1)依据课本所学可知,公元前221年,秦国完成了统一大业,建立秦朝,定都咸阳;秦朝的疆域,东至东海,西到陇西;北至长城一带,南达南海。
(2)依据课本所学可知,为稳定周初的政治形势,巩固疆土,西周实行分封制对地方进行管辖;在地方上,秦朝进一步废除西周以来实行的分封制,建立由中央直接管辖的郡县制。
(3)依据课本所学可知,秦朝统一后,创立了大一统的君主专制中央集权制度。
中央的最高统治者称皇帝。
皇帝之下,设有中央政府机构,由丞相、太尉、御史大夫统领;在地方上,建立由中央直接管辖的郡县制。
郡的行政长官称郡守,郡下设县,县的长官称县令或县长。
(4)依据材料三七种文字变为一种文字;六种货币变为一种货币。
可知反映的的统一文字,统一货币。
结合课本所学,秦朝统一后,秦始皇为消除文字上的差异,命丞相李斯等人统一问题,制定笔画规整的小篆,作为通用文字颁行全国;废除六国的货币,以秦朝的圆形防控半两钱作为标准货币,在全国流通。
2.改革是社会进步的永恒主题。
阅读材料,回答问题。
材料一行之十年,秦民大说(悦),道不拾遗,山无盗贼,家给人足。
民勇于公战,怯于私斗,乡邑大治。
——《史记•商君列传》材料二廷尉李斯议曰:“周文武所封子弟同姓甚众,然后属疏远,相攻击如仇雠,诸侯更相诛伐,周天子弗能禁止。
一、名词解释(共20分,每小题2分。
)1.辐射的发射:指物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。
2.俄歇电子:X射线或电子束激发固体中原子内层电子使原子电离,此时原子(实际是离子)处于激发态,将发生较外层电子向空位跃迁以降低原子能量的过程,此过程发射的电子。
3.背散射电子:入射电子与固体作用后又离开固体的电子。
4.溅射:入射离子轰击固体时,当表面原子获得足够的动量和能量背离表面运动时,就引起表面粒子(原子、离子、原子团等)的发射,这种现象称为溅射。
5.物相鉴定:指确定材料(样品)由哪些相组成。
6.电子透镜:能使电子束聚焦的装置。
7.质厚衬度:样品上的不同微区无论是质量还是厚度的差别,均可引起相应区域透射电子强度的改变,从而在图像上形成亮暗不同的区域,这一现象称为质厚衬度。
8.蓝移:当有机化合物的结构发生变化时,其吸收带的最大吸收峰波长或位置(λ最大)向短波方向移动,这种现象称为蓝移(或紫移,或“向蓝”)。
9.伸缩振动:键长变化而键角不变的振动,可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。
10.差热分析:指在程序控制温度条件下,测量样品与参比物的温度差随温度或时间变化的函数关系的技术。
二、填空题(共20分,每小题2分。
)1.电磁波谱可分为三个部分,即长波部分、中间部分和短波部分,其中中间部分包括(红外线)、(可见光)和(紫外线),统称为光学光谱。
2.光谱分析方法是基于电磁辐射与材料相互作用产生的特征光谱波长与强度进行材料分析的方法。
光谱按强度对波长的分布(曲线)特点(或按胶片记录的光谱表观形态)可分为(连续)光谱、(带状)光谱和(线状)光谱3类。
3.分子散射是入射线与线度即尺寸大小远小于其波长的分子或分子聚集体相互作用而产生的散射。
分子散射包括(瑞利散射)与(拉曼散射)两种。
4.X射线照射固体物质(样品),可能发生的相互作用主要有二次电子、背散射电子、特征X射线、俄歇电子、吸收电子、透射电子5.多晶体(粉晶)X射线衍射分析的基本方法为(照相法)和(X射线衍射仪法)。
材料科学:材料分析测试技术测考试题 考试时间:120分钟 考试总分:100分遵守考场纪律,维护知识尊严,杜绝违纪行为,确保考试结果公正。
1、名词解释 溅射 本题答案: 2、问答题 衍射线在空间的方位取决于什么?而衍射线的强度又取决于什么? 本题答案: 3、单项选择题 透射电镜中电中间镜的作用是( )A 、电子源 B 、会聚电子束 C 、形成第一副高分辨率电子显微图像 D 、进一步放大物镜像 本题答案: 4、问答题 要观察钢中基体和析出相的组织形态,同时要分析其晶体结构和共格界面的位向关系,如何制备样品?以怎样的电镜操作方式和步骤来进行具体分析? 本题答案: 5、单项选择题 样品台和测角仪机械连动时,计数器与试样的转速关系是( )A 、1﹕1 B 、2﹕1 C 、1﹕2 D 、没有确定比例姓名:________________ 班级:________________ 学号:________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------本题答案:6、名词解释质厚衬度本题答案:7、名词解释伸缩振动本题答案:8、单项选择题菊池线可以帮助()。
A.估计样品的厚度;B.确定180不唯一性;C.鉴别有序固溶体;D.精确测定晶体取向。
本题答案:9、问答题什么是消光距离?影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件是什么?本题答案:10、问答题制备复型的材料应具备什么条件?本题答案:11、名词解释Hanawalt索引本题答案:12、问答题简述X射线产生的基本条件。
本题答案:13、单项选择题波谱仪与能谱仪相比,能谱仪最大的优点是()。
A.快速高效;B.精度高;C.没有机械传动部件;D.价格便宜。
本题答案:14、问答题如何用红外光谱跟踪二氧化硅湿凝胶变为干凝胶的过程?本题答案:15、单项选择题当电子把所有能量都转换为X射线时,该X射线波长称()A.短波限0;B.激发限k;C.吸收限;D.特征X射线本题答案:16、单项选择题晶体属于立方晶系,一晶面截x轴于a/2、y轴于b/3、z轴于c/4,则该晶面的指标为()A、(364)B、(234)C、(213)D、(468)本题答案:17、单项选择题透射电镜成形貌像时是将()A、中间镜的物平面与与物镜的背焦面重合B、中间镜的物平面与与物镜的像平面重合C、关闭中间镜D、关闭物镜本题答案:18、问答题试说明菊池线测试样取向关系比斑点花样精确度为高的原因。
材料分析测试技术试题及答案材料分析测试技术试题及答案(一)1、施工时所用的混凝土空心砌块的产品龄期不应小于( D)。
A、14dB、7dC、35dD、28d2、高强度大六角头螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副出厂时应分别随箱带有( C )和紧固轴力(预拉力)的检验报告。
A、抗拉强度B、抗剪强度C、扭矩系数D、承载力量3、勘察、设计、施工、监理等单位应将本单位形成的工程文件立卷后向( A )移交。
A、建立单位B、施工单位C、监理单位D、设计单位4、城建档案治理机构应对工程文件的立卷归档工作进展监视、检查、指导。
在工程竣工验收前,应对工程档案进展( C ),验收合格后,须出具工程档案认可文件。
A、检查B、验收C、预验收D、指导5、既有文字材料又有图纸的案卷( A )。
A、文字材料排前,图纸排后B、图纸排前,文字材料排后C、文字材料、图纸按时间挨次排列D、文字材料,图纸材料交叉排列6、建筑与构造工程包括那几个分部( B )。
A、地基与根底、主体、装饰装修、屋面、节能分部B、地基与根底、主体、装饰装修、屋面分部C、地基与根底、主体、装饰装修分部D、地基与根底、主体分部7、在原材料肯定的状况下,打算混凝土强度的最主要因素是( B )。
A、水泥用量B、水灰比C、水含量D、砂率8、数据加密技术从技术上的实现分为在( A )两方面。
A、软件和硬件B、软盘和硬盘C、数据和数字D、技术和治理9、混凝土同条件试件养护:构造部位由监理和施工各方共同选定,同一强度等级不宜少于10组,且不应少于( A )组。
A、3B、10C、14D、2010、不属于统计分析特点的是( D )。
A、数据性B、目的性C、时效性D、准时性11、施工资料治理应建立岗位责任制,进展( C )。
A、全面治理B、全方位掌握C、过程掌握D、全范围掌握12、目前工程文件、资料用得最多的载体形式有( A )。
A、纸质载体B、磁性载体C、光盘载体D、缩微品载体13、施工资料应当根据先后挨次分类,对同一类型的资料应根据其( A )进展排序。
复习的重点及思考题以下蓝色的部分作为了解第一章X射线的性质X射线产生的基本原理。
●X射线的本质―――电磁波、高能粒子、物质●X射线谱――管电压、电流对谱的影响、短波限的意义等●高能电子与物质相互作用可产生哪两种X射线?产生的机理?连续X射线:当高速运动的电子(带电粒子)与原子核内电场作用而减速时会产生电磁辐射,这种辐射所产生的X射线波长是连续的,故称之为~特征(标识)X射线:由原子内层电子跃迁所产生的X射线叫做特征X射线。
X射线与物质的相互作用●两类散射的性质●吸收与吸收系数意义及基本计算●二次特征辐射(X射线荧光)、饿歇效应产生的机理与条件二次特征辐射(X射线荧光):由X射线所激发出的二次特征X射线叫X射线荧光。
俄歇电子:俄歇电子的产生过程是当原子内层的一个电子被电离后,处于激发态的电子将产生跃迁,多余的能量以无辐射的形式传给另一层的电子,并将它激发出来。
这种效应称为俄歇效应。
●选靶的意义与作用第二章X射线的方向晶体几何学基础●晶体的定义、空间点阵的构建、七大晶系尤其是立方晶系的点阵几种类型在自然界中,其结构有一定的规律性的物质通常称之为晶体● 晶向指数、晶面指数(密勒指数)定义、表示方法,在空间点阵中的互对应 ● 晶带、晶带轴、晶带定律,立方晶系的晶面间距表达式● 倒易点阵定义、倒易矢量的性质● 厄瓦尔德作图法及其表述,它与布拉格方程的等同性证明λ1= 为半径作一球; (b) 将球心置于衍射晶面与入射线的交点。
(c) 初基入射矢量由球心指向倒易阵点的原点。
(d) 落在球面上的倒易点即是可能产生反射的晶面。
(e) 由球心到该倒易点的矢量即为衍射矢量。
布拉格方程要灵活应用,比如结合消光规律等2d hkl sin θ = n λ ‥‥ 布拉格公式d hkl 产生衍射的晶面间距θ 入射线或衍射线与晶面的夹角-布拉格角n 称之为反射级数● 布拉格方程的导出、各项参数的意义,作为产生衍射的必要条件的含义。
现代材料分析测试方法:期末考试卷和答案第一部分:选择题1. 以下哪项不是常用的材料分析测试方法?- A. 扫描电子显微镜(SEM)- B. 红外光谱(IR)- C. 傅里叶变换红外光谱(FTIR)- D. 核磁共振(NMR)答案:D2. 扫描电子显微镜(SEM)主要用于:- A. 表面形貌观察- B. 元素成分分析- C. 分子结构分析- D. 力学性能测试答案:A3. X射线衍射(XRD)常用于:- A. 表面形貌观察- B. 元素成分分析- C. 分子结构分析- D. 晶体结构分析答案:D4. 热重分析(TGA)主要用于:- A. 表面形貌观察- B. 元素成分分析- C. 分子结构分析- D. 热稳定性分析答案:D5. 扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)的区别在于:- A. SEM可以观察表面形貌,TEM可以观察内部结构- B. SEM可以观察内部结构,TEM可以观察表面形貌- C. SEM只能观察金属材料,TEM只能观察非金属材料- D. SEM只能观察非金属材料,TEM只能观察金属材料答案:A第二部分:简答题1. 简述红外光谱(IR)的原理和应用领域。
红外光谱是一种基于物质吸收、散射和透射红外光的测试方法。
它利用物质分子的特定振动模式与入射红外光发生相互作用,从而获得物质的结构信息和化学成分。
红外光谱广泛应用于有机物的鉴定、无机物的分析、聚合物材料的检测以及药物和食品的质量控制等领域。
2. 简述傅里叶变换红外光谱(FTIR)的原理和优势。
傅里叶变换红外光谱是一种红外光谱的分析技术,它通过对红外光信号进行傅里叶变换,将时域信号转换为频域信号,从而获得高分辨率和高灵敏度的红外光谱图谱。
相比传统的红外光谱,FTIR 具有快速测量速度、高信噪比、宽波数范围和高分辨率等优势。
它广泛应用于材料分析、有机合成、生物医学和环境监测等领域。
3. 简述热重分析(TGA)的原理和应用领域。
热重分析是一种测量物质在升温过程中质量变化的测试方法。
材料分析测试技术复习题【第一至第六章】1.X射线的波粒二象性波动性表现为:-以波动的形式传播,具有一定的频率和波长-波动性特征反映在物质运动的连续性和在传播过程中发生的干涉、衍射现象粒子性突出表现为:-在与物质相互作用和交换能量的时候-X射线由大量的粒子流(能量E、动量P、质量m)构成,粒子流称为光子-当X射线与物质相互作用时,光子只能整个被原子或电子吸收或散射2.连续x射线谱的特点,连续谱的短波限定义:波长在一定范围连续分布的X射线,I和λ构成连续X射线谱开始直到波长无穷大λ∞,•当管压很低(小于20KV 时),由某一短波限λ波长连续分布处)向短•随管压增高,X射线强度增高,连续谱峰值所对应的波长(1.5 λ0波端移动•λ正比于1/V, 与靶元素无关•强度I:由单位时间内通过与X射线传播方向垂直的单位面积上的光量子数的能量总和决定(粒子性观点描述)•单位时间通过垂直于传播方向的单位截面上的能量大小,与A2成正比(波动性观点描述)短波限:对X射线管施加不同电压时,在X射线的强度I 随波长λ变化的关系,称为短波限。
曲线中,在各种管压下的连续谱都存在一个最短的波长值λ3.连续x射线谱产生机理【a】.经典电动力学概念解释:一个高速运动电子到达靶面时,因突然减速产生很大的负加速度,负加速度引起周围电磁场的急剧变化,产生电磁波,且具有不同波长,形成连续X射线谱。
【b】.量子理论解释:* 电子与靶经过多次碰撞,逐步把能量释放到零,同时产生一系列能量为hυi的光子序列,形成连续谱* 存在 ev=hυmax,υmax=hc/ λ0, λ0为短波限,从而推出λ0=1.24/ V (nm) (V 为电子通过两极时的电压降,与管压有关)。
* 一般 ev ≥ h υ,在极限情况下,极少数电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子4.特征x 射线谱的特点对于一定元素的靶,当管压小于某一限度时,只激发连续谱,管压增高,射线谱曲线只向短波方向移动,总强度增高,本质上无变化。
第一章一、选择题1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是( B)A.X射线透射学;B.X射线衍射学;C.X射线光谱学;D.其它2. M层电子回迁到K层后,多余的能量放出的特征X射线称( B )A.Kα;B. Kβ;C. Kγ;D. Lα。
3. 当X射线发生装置是Cu靶,滤波片应选( C )A.Cu;B. Fe;C. Ni;D. Mo。
4. 当电子把所有能量都转换为X射线时,该X射线波长称(A )A.短波限λ0;B. 激发限λk;C. 吸收限;D. 特征X射线5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后,L层电子回迁K层,多余能量将另一个L层电子打出核外,这整个过程将产生(D)(多选题)A.光电子;B. 二次荧光;C. 俄歇电子;D. (A+C)二、正误题1. 随X射线管的电压升高,λ0和λk都随之减小。
()2. 激发限与吸收限是一回事,只是从不同角度看问题。
()3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。
()4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外,原子处于激发状态。
()5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料,而不需要考虑厚度。
()三、填空题1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生连续X射线和特征X射线。
2. X射线与物质相互作用可以产生俄歇电子、透射X射线、散射X 射线、荧光X射线、光电子、热、、。
3. 经过厚度为H的物质后,X射线的强度为。
4. X射线的本质既是波长极短的电磁波也是光子束,具有波粒二象性性。
5. 短波长的X射线称,常用于;长波长的X射线称,常用于。
习题1. X 射线学有几个分支?每个分支的研究对象是什么?2. 分析下列荧光辐射产生的可能性,为什么?(1)用CuK αX 射线激发CuK α荧光辐射;(2)用CuK βX 射线激发CuK α荧光辐射;(3)用CuK αX 射线激发CuL α荧光辐射。
3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”?4. X 射线的本质是什么?它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在?用哪些物理量描述它?5. 产生X 射线需具备什么条件?6. Ⅹ射线具有波粒二象性,其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中?7. 计算当管电压为50 kv 时,电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能。
材料分析测试方法复习题第一部分简答题:1. X 射线产生的基本条件答:①产生自由电子;②使电子做定向高速运动;③在电子运动的路径上设置使其突然减速的障碍物。
2. 连续X 射线产生实质答:假设管电流为10mA ,则每秒到达阳极靶上的电子数可达6.25x10(16)个,如此之多的电子到达靶上的时间和条件不会相同,并且绝大多数达到靶上的电子要经过多次碰撞,逐步把能量释放到零,同时产生一系列能量为hv (i )的光子序列,这样就形成了连续X 射线。
3. 特征X 射线产生的物理机制答:原子系统中的电子遵从刨利不相容原理不连续的分布在K 、L 、M 、N 等不同能级的壳层上,而且按能量最低原理从里到外逐层填充。
当外来的高速度的粒子动能足够大时,可以将壳层中某个电子击出去,于是在原来的位置出现空位,原子系统的能量升高,处于激发态,这时原子系统就要向低能态转化,即向低能级上的空位跃迁,在跃迁时会有一能量产生,这一能量以光子的形式辐射出来,即特征X 射线。
4. 短波限、吸收限答:短波限:X 射线管不同管电压下的连续谱存在的一个最短波长值。
吸收限:把一特定壳层的电子击出所需要的入射光最长波长。
5. X 射线相干散射与非相干散射现象答: 相干散射:当X 射线与原子中束缚较紧的内层电子相撞时,电子振动时向四周发射电磁波的散射过程。
非相干散射:当X 射线光子与束缚不大的外层电子或价电子或金属晶体中的自由电子相撞时的散射过程。
6. 光电子、荧光X 射线以及俄歇电子的含义答:光电子:光电效应中由光子激发所产生的电子(或入射光量子与物质原子中电子相互碰撞时被激发的电子)。
荧光X 射线:由X 射线激发所产生的特征X 射线。
俄歇电子:原子外层电子跃迁填补内层空位后释放能量并产生新的空位,这些能量被包括空位层在内的临近原子或较外层电子吸收,受激发逸出原子的电子叫做俄歇电子。
7. X 射线吸收规律、线吸收系数答:X 射线吸收规律:强度为I 的特征X 射线在均匀物质内部通过时,强度的衰减与在物质内通过的距离x 成比例,即-dI/I=μdx 。
线吸收系数:即为上式中的μ,指在X 射线传播方向上,单位长度上的X 射线强弱衰减程度。
8. 晶面及晶面间距答:晶面:在空间点阵中可以作出相互平行且间距相等的一组平面,使所有的节点均位于这组平面上,各平面的节点分布情况完全相同,这样的节点平面成为晶面。
晶面间距:两个相邻的平行晶面的垂直距离。
9. 反射级数与干涉指数答:布拉格方程表示面间距为d ’的(hkl )晶面上产生了n 级衍射,n 就是反射级数干涉指数:当把布拉格方程写成: λθ=Sin d '2λθn Sin d ='2:时,这是面间距为1/n的实际上存在或不存在的假想晶面的一级反射,若把这个晶面叫作干涉面,其间的指数就叫作干涉指数10.衍射矢量与倒易矢量答:衍射矢量:当束X射线被晶面P反射时,假定N为晶面P的法线方向,入射线方向用单位矢量S0表示,衍射线方向用单位矢量S表示,则S-S0为衍射矢量。
倒易矢量:从倒易点阵原点向任一倒易阵点所连接的矢量叫倒易矢量,表示为:r* = Ha* + Kb* + L c*11.结构因子的定义答:定量表征原子排布以及原子种类对衍射强度影响规律的参数,即晶体结构对衍射强度的影响因子12.原子散射因子随衍射角的变化规律答:随sinθ/λ值减小,f增大,sinθ=0时,f=Z论述题:一、推导劳埃方程和布拉格方程解:1。
推导劳埃方程:假定①满足干涉条件②X-ray单色且平行如图:以α0为入射角,α为衍射角,相邻原子波程差为a(cosα-cosα0),产生相长干涉的条件是波程差为波长的整数倍,即:a(cosα-cosα0)=hλ式中:h为整数,λ为波长。
一般地说,晶体中原子是在三维空间上排列的,所以为了产生衍射,必须同时满足:a(cosα-cosα0)=hλb(cosβ-cosβ0)=kλc(cosγ-cosγ0)=lλ此三式即为劳埃方程。
2.推导布拉格方程式:假定①X-ray单色且平行②晶体无限大且平整(无缺陷)如右图:光程差为2d sinθ,要出现衍射条纹,则有:2d sinθ=nλ (n=1,2…)此式即为布拉格方程。
二、以体心立方(001)衍射为例,利用心阵点存在规律推导体心和面心晶体的衍射消光规律三、证明厄瓦尔德球图解法等价于布拉格方程证明:根据倒易矢量的定义O*G=g,于是我们得到k'-k=g上式与布拉格定律完全等价。
由O向O*G作垂线,垂足为D,因为g平行于(hkl)晶面的法向N hkl,所以OD就是正空间中(hkl)晶面的方位,若它与入射束方向的夹角为θ,则有=sin θ即g/2=ksin θ由于 g=1/d k=1/λ故有 2dsin θ =同时,由图可知,k '与k 的夹角(即衍射束与透射束的夹角)等于是2θ,这与布拉格定律的结果也是一致的。
四、阐明消光现象的物理本质,并利用结构因子推导出体心和面心晶体的衍射消光规律 解:参考P36-P42 由系统消光的定义<把因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上的衍射消失的现象>知,消光的物理本质是原子的种类及其在晶胞中的位置。
由|F hkl =0| <=> 消光 可推出如下消汇丰银行规律①体心晶体 存在2个原子,坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,1/2)则 F hkl = f + fe πi(h+k+l) 要消光,则有 h+k+l=2n+1 (n=0,1,2…).②面心晶体 存在4个原子,坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,0) (1/2,0,1/2),(0,1/2,1/2) 则 F hkl = f + fe πi(h+k) + fe πi(h +l) + fe πi(k+l) 要消光则必使F hkl =0,故消光规律为: h,k,l 不能同时为奇或h,k,l 不能同时为偶五、如何利用X 射线衍射方法研究晶体的有序—无序转变(举例说明)解:本题答案谨供参考!本题是利用X 射线衍射时,衍射线的出现与消失来研究晶体的有序—无序转变对于TiAl ,高温时为无序的体心立方晶体,低温时为有序的体心立方晶体。
无序时:Ti 或Al 占据A 或B 点的几率各为50%,f 平均=0.5f Ni +0.5f Al ;注:A 为顶点,B 为体心点有序时: Ti 100%占据A 位,Al 100%占据B 位,则 F hkl =f N i ±f Al则:F hkl =f N i -f Al ≠0,由本该消光的地方,重新出现衍射条纹,可判断无序向有序的转变,反之亦然。
六、如何使用角因子中洛仑兹因子研究晶体的尺寸解:利用布拉格公式2dsin θ=λ和晶面间距d 与晶格常数之间的关系(如:立方晶系d=a/(h 2+k 2+l 2)1/2)可以建立衍射束方向与晶胞尺寸的关系式。
对于立系为sin 2θ=λ(h 2+k 2+l 2)/4a 2,测写了衍射束的方向,便可推知晶胞尺寸。
洛仑兹因子便是一个只与衍射束方向(即布拉格角θ)有关的式子:1/(4sin 2θcos θ)以布拉格角θ为中介,通过洛仑兹因子便函要以研究晶体尺寸。
七、阐述多晶体X 射线衍射强度影响因素及其应用解:参考P42-P50 影响X 射线衍射强度的因素有如下5项:①结构因子②角因子包括极化因子和洛仑兹因子③多重性因子④吸收因子⑤温度因子。
应用:利用各影响因子对衍射强度的影响,可判断出晶胞内原子的种类,原子个数,原子位置。
结构因子:①消光规律的判断;②金属间化合物的有序度的判断。
角因子:利用谢乐公式研究晶粒尺寸大小;多重性因子:等同晶面对衍射强度的影响吸收规律:试样形状和衍射方向的不同,衍射线在试样中穿行的路径便不同,引起吸收效果的不一样。
温度因子:研究晶体的热运动,测定热膨胀系数等。
八、以立方晶系为例,分析利用XRD 测量点阵常数时为何采用高角度线条而不采用各个线条测量结果的平均值:答:对于立方晶系 2dsin θ=λ,222/l k h a d ++=⇒222sin 2l k h a ++⨯÷=θλθ的误差主要来源于Δθ Δ(sin θ)2dsin θ=λ dsin θ=λ/2 Δ dsin θ+dcos θ⨯Δθ=0Δa/a=Δd/d=-cos θ⨯Δθ 当θ=o 90时Δa/a=0故θ尽可能高 而对于外推法取θ=o 90九、给出物相定性分析与定量分析的原理及一般步骤。
答:定性分析:原理:目前所知结晶物质,之所以表现出种类的差别,是由于不同的物质个具有自己特定的原子种原子排列方式和点阵常数,进而呈现出特定的衍射花样;多相物质的衍射花样互不干扰、相互独立,只是机械的叠加;衍射花样可以表明物相中元素的化学结合态。
这样只要把晶体全部进行衍射或照相再将衍射花样存档,试验时,只要把试样的衍射花样和标准衍射花样相对比,从中选出相同者就可以确定了。
步骤:先求出晶面间距d 和相对强度I/I1后有以下三个程序:(1)根据待测相得衍射数据,得出三强面的晶面间距值d1、d2、d3.(2)根据d1值,在数值索引中检索适当d 组,找出与d1、d2、d3值复合较好的一些卡片。
(3)把待测相的三强线的d 值和I/I1值与这些卡片上各物质的三强线d 值和I//I1值相比较,淘汰不相符的卡片,最后获得与试验数据一一吻合的卡片,卡片上所示物质即为待测相。
(4)若待测试样为复相混合物时,需反复测试定量分析:原理87页十、讨论内应力对X- Ray 衍射线条的影响规律,并说明如何测定平面宏观残余应力宏观应力:使衍射峰左右移动微观应力:使衍射峰变宽超微观应力:使衍射峰的强度变弱平面宏观残余应力的测定:ϕ:样品表面法线与所测晶面法线的夹角 课本98页图6.332322122321323222121sin )sin (sin )cos (sin sin 1cos sin sin cos sin s s s s s a a a s a s a s a s ϕφϕφϕϕϕφϕφϕϕϕ-++=-====++=因为03=σ 所以 02003002212222123213122211/))(sin /1)](1/([/)(/)(sin cos /sin )sin )(cos 1(/)(/)(/)(d d d E d d d s d d d s Es s Es Es Es n n -+=-=-=+=++=-+-=-=-=ϕφϕϕφϕϕνσφσφσσϕφσφσνσσννσσνσσ所以第二部分1、分析电磁透镜对波的聚焦原理,说明电磁透镜的结构对聚焦能力的影响。
解:聚焦原理:通电线圈产生一种轴对称不均匀分布的磁场,磁力线围绕导线呈环状。