四方晶系的晶面间距公式为
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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()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()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()A.C u;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.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()(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X射线和X射线。
2. X射线与物质相互作用可以产生、、、、、、、。
3. 经过厚度为H的物质后,X射线的强度为。
4. X射线的本质既是也是,具有性。
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CuKαX射线激发CuKα荧光辐射;(2)用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射;(3)用CuKαX射线激发CuLα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。
材料物理与化学——X射线复习题(part.1)1.同一物相X射线衍射谱中,衍射线条的相对强度一般不同,简述原因。
答:由公式I c=CI p|G|2可知:衍射线相对强度是G的函数,又由于干涉函数G与晶面的晶面指数(hkl)有关,因此,不同晶面所对应的衍射线条相对强度也不同。
2.简述使用粉末多晶X射线衍射仪测量单晶样品时得到的衍射谱特征,解释原因。
答:粉末多晶衍射仪测量在工作时,为了使计数器永远处于试样表面的衍射方向,必须让试样表面与入射线呈θ角,且计数器必须正好处于2θ的方位。
所以,粉末多晶体衍射仪所探测的始终是与试样表面平行的那些衍射面。
因此,使用粉末多晶衍射仪测量单晶时只有与试样表面平行的晶面才能发生衍射,在衍射谱上则表现为尖锐的单峰。
3.论述立方点阵衍射图谱(德拜相)的指标化原理及过程以及点阵类型与点阵参数的确定。
答:由立方晶系晶面间距公式d2=a2/(h2+k2+l2)和布拉格方程可得:sin2θ/N=λ2/4a2,其中N=h2+k2+l2,于是有sin2θ1:sin2θ2…:sin2θm=N1:N2…:N m;因此,测出试样每个衍射峰的sin2θm后,就可算出它们之间的比值,并与立方晶系的系统消光相比较,便能确定衍射峰的指标、点阵类型和晶胞参数。
测定过程如下:①在衍射仪上测出各衍射峰的θ值;②计算各个sin2θm;③求出各个sin2θm与sin2θ1之比值,并化为整数;④根据立方晶系系统消光规律得到N m和(hkl)。
4.使用Ka1-X射线测量粉末多晶衍射谱,为了获得更多的衍射线应选择什么样的阳极靶?解释原因。
答:晶体发生衍射满足布拉格公式2dsinθ=λ;其中sinθ<1;因此要发生衍射,必须要满足晶面间距:d>λ/2;为了获得更多的衍射线,可以使用Ka1较短的X射线作为入射线。
5.从衍射原理出发并应用厄瓦尔德球图论述获得晶体X射线衍射花样的三种方法。
答:单晶衍射法有劳厄法和周转晶体法。
作业参考答案第1章1. 结点数:7×2+3=17原子个数=1(底面中心)×0.5×2+6×1/6×2+3=1+2+3=6r=a/2配位数=1274.07401.02()660sin2221/[(6343≈=⨯⨯⨯︒⨯⨯⨯=rrrπ致密度2. α-Fe——BCC每个晶胞中有2个原子,质量=55.847×2/(6.02×1023)=18.554×10-23(g)体积=a3=(0.2866×10-7)=2.3541×10-23(cm3)872.7357.2554.18===体积质量ρ或直接用式(1.5)计算。
3.概念:晶面族、晶向族)101()011()110()101()011()110(}110{+++++={123}=(见教材P23)晶向族用上述同样的方法。
4. 晶面指数的倒数=截距如211)102(1)102(,,的截距∞==(102))211()312( [110] ]021[]213[5.晶向指数:]101[和]011[6.7.8. 9. (略,不要求) 10.设晶格常数为a22100a =)面密度( 785.048210022==⨯=ππr r )面致密度( 222110a=)面密度( 555.02428211022==⨯=ππrr )面致密度(2234321111a r ==)面密度( 906.03232111122==⨯=ππr r )面致密度( 11. (略,不要求)12. (略,不要求) 13. 6/2+12/4=614.立方晶系晶面间距计算公式: 222lk h na d ++=① )nm (143.0286.02100121222100=⨯=++=ad)011()110()112(]011[]212[]111[)nm (202.0286.021011222110=⨯=++=a d)nm (0764.0286.0141321222123=⨯=++=a d②)nm (1825.0365.02100121222100=⨯=++=ad)nm (2107.0365.031111222111=⨯=++=a d)nm (09125.0365.042121121222112=⨯=++=ad③(略,不要求)15. (略,不要求) 16. (略,不要求)一、 单项选择题。
第一章X 射线物理学基础2、若X 射线管的额定功率为1.5KW,在管电压为35KV 时,容许的最大电流是多少?答:1.5KW/35KV=0.043A。
4、为使Cu 靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6,求滤波片的厚度。
答:因X 光管是Cu 靶,故选择Ni 为滤片材料。
查表得:μ m α=49.03cm2/g,μ mβ=290cm2/g,有公式,,,故:,解得:t=8.35um t6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射,所需施加的最低管电压是多少?激发出的荧光辐射的波长是多少?答:eVk=hc/λVk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv)λ 0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm)其中h为普郎克常数,其值等于6.626×10-34e为电子电荷,等于1.602×10-19c故需加的最低管电压应≥17.46(kv),所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。
7、名词解释:相干散射、不相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应答:⑴当χ射线通过物质时,物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动,受迫振动产生交变电磁场,其频率与入射线的频率相同,这种由于散射线与入射线的波长和频率一致,位相固定,在相同方向上各散射波符合相干条件,故称为相干散射。
⑵当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后,可以得到波长比入射χ射线长的χ射线,且波长随散射方向不同而改变,这种散射现象称为非相干散射。
⑶一个具有足够能量的χ射线光子从原子内部打出一个K 电子,当外层电子来填充K 空位时,将向外辐射K 系χ射线,这种由χ射线光子激发原子所发生的辐射过程,称荧光辐射。
或二次荧光。
⑷指χ射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量,如入射光子的能量必须等于或大于将K 电子从无穷远移至K 层时所作的功W,称此时的光子波长λ称为K 系的吸收限。
晶面间距和晶面指数的关系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述晶面间距是研究晶体结构和性质的重要参数之一,而晶面指数则是描述晶体晶面排列规律的指标。
晶面间距和晶面指数之间存在着密切的关系。
在晶体中,晶面是由原子或者离子按一定的排列顺序组成的。
晶体中的每个原子或者离子都占据了晶体的一个晶胞,而晶面间距则是指相邻两个晶面之间的距离。
通常情况下,晶面间距可以通过测量晶体的晶胞参数来进行计算。
而晶面指数是一种用来描述晶面排列规律的参数。
晶面指数是用一组整数表示晶面与晶轴或平面之间的交点坐标的比值,它可以反映出晶面在晶体中的位置和排列方式。
根据晶面的倾斜和晶面之间的夹角关系,可以用晶面指数来描述晶体晶面的倾斜程度和晶面之间的空间排列关系。
晶面间距和晶面指数之间存在着一定的关系。
晶面间距与晶面指数的关系可以通过晶体的晶胞参数和晶面的倾斜情况来推导和计算。
晶面间距的计算需要考虑晶体的晶胞参数和晶面的倾斜情况,而晶面指数的计算则依赖于晶面在晶轴或者平面上的交点坐标。
研究晶面间距和晶面指数的关系对于理解晶体的结构和性质具有重要的意义。
通过对晶面间距和晶面指数的研究,可以揭示晶体中原子或离子的排列规律,进而解释晶体的物理和化学性质。
此外,晶面间距和晶面指数还可以用于晶体的鉴定和表征,在材料科学和矿物学等领域有着广泛的应用。
综上所述,本文将重点探讨晶面间距和晶面指数的关系,通过详细介绍晶面间距和晶面指数的定义与计算方法,进而深入研究晶面间距与晶面指数之间的联系和相互影响。
最后,将对晶面间距与晶面指数的关系进行总结,并展望其在晶体研究中的未来应用前景。
文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的组织结构进行说明,列出各个章节的标题和内容简介。
下面是文章结构部分的一个例子:1.2 文章结构本文将以晶面间距和晶面指数之间的关系为主题展开讨论。
文章主要分为以下几个部分:2.正文2.1 晶面间距的定义与计算方法本部分将介绍晶面间距的定义以及如何计算晶面间距。
材料科学基础-固体结构(总分:430.00,做题时间:90分钟)一、论述题(总题数:43,分数:430.00)1.试证明四方晶系中只有简单四方点阵和体心四方点阵两种类型。
(分数:10.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(可作图加以证明。
四方晶系表面上也可含简单四方、底心四方、面心四方和体心四方结构,然而根据选取晶胞的原则,晶胞应具有最小的体积,尽管可以从4个体心四方晶胞中勾出面心四方晶胞(图2(a)),从4个简单四方晶胞中勾出1个底心四方晶胞(图2(b)),但它们均不具有最小的体积。
因此,四方晶系实际上只有简单四方和体心四方两种独立的点阵。
[*])解析:2.为什么密排六方结构不能称为一种空间点阵?(分数:10.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(空间点阵中每个阵点应具有完全相同的周围环境,而密排六方晶胞内的原子与晶胞角上的原子具有不同的周围环境。
在A和B原子连线的延长线上取BC=AB,然而C点却无原子。
若将密排六方晶胞角上的一个原子与相应的晶胞内的一个原子共同组成一个阵点(0,0,0阵点可视作由0,0,0和[*]这一对原子所组成),如图3所示,这样得出的密排六方结构应属简单六方点阵。
[*])解析:3.标出面心立方晶胞中(111)面上各点的坐标,并判断是否位于(111)的线密度。
(分数:10.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(为了确定[*]是否位于(111)面上,可运用品带定律:hu+kv+lw=0加以判断,这里1×(-1)+l×1+1×0=0因此[*]位于(111)面上。
材料微观分析作业题答案(一)第一章1.衍射分析用的单色X射线采用的阳极靶材料的哪种标识X射线、滤波片材料的原子序数与阳极靶材料的原子序数关系如何?滤波片吸收限λk与阳极靶材料的标识X射线波长是什么关系?答:①采用Kα标识X射线。
②40Z<靶时,=-1Z Z片靶;40Z≥靶时,=-2Z Z片靶③kλ刚好位于辐射源的Kα和Kβ之间并尽可能靠近Kα2、X射线与物质相互作用时,产生哪两种散射?各有什么特点?哪种散射适用于X射线衍射分析?什么方向是晶体对X射线的衍射方向?答:相干散射、非相干散射。
相干散射:振动频率与入射X射线的相同,这些散射波之间符合振动方向相同、频率相同、位相差恒定的光的干涉条件。
适用于X射线衍射分析。
非相干散射:X射线波长增长并与原方向偏离2θ角,散布于空间各个方向的量子散射波与入射波的波长不相同,位相也不存在确定的关系。
入射波长越短,被照射物质元素越轻。
不能参与晶体对X射线的衍射。
3、X射线是怎么产生的?什么是标识X射线(特征X射线)谱?什么是连续X射线谱?两种谱的产生机理和特点。
答:①X射线的产生:X射线是由高速运动的带电粒子与某种物质相撞击后猝然减速,且与该物质中的内层电子相互作用产生的。
②若我们对X射线管施加不同的电压,在用适当的方法去测量由X射线管发出的X射线的波长和强度,便会得到X射线强度与波长的关系曲线,称之为X射线光谱。
·在管压很低,小于20kV时的曲线是连续变化的,故而称这种X射线谱为连续谱·当电压继续升高,大于某临界值时,突然在连续谱的某个波长处出现强度峰,峰窄而尖锐,改变管电流、管电压,这些谱线只改变强度而峰的位置所对应的波长不变,即波长只与原子序数有关,与电压无关,叫做特征X射线。
4、根据原子结构的模型,阐述封闭式热阴极X射线管中K系标识X射线的产生。
(画图说明)材料微观分析作业题答案(一)6、什么叫X射线光电效应?什么叫荧光X射线?俄歇电子?答:①X射线光电效应:入射X射线的光子与物质原子中电子相互碰撞时产生的物理效应,称为X射线的光电效应。