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第一章1.X射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么?答：X射线学分为三大分支：X射线透射学、X射线衍射学、X射线光谱学。
X射线透射学的研究对象有人体，工件等，用它的强透射性为人体诊断伤病、用于探测工件内部的缺陷等。
X射线衍射学是根据衍射花样,在波长已知的情况下测定晶体结构，研究与结构和结构变化的相关的各种问题。
X射线光谱学是根据衍射花样,在分光晶体结构已知的情况下，测定各种物质发出的X 射线的波长和强度，从而研究物质的原子结构和成分。
2. 试计算当管电压为50 kV时，X射线管中电子击靶时的速度与动能,以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少?解:已知条件：U=50kV电子静止质量:m0=9.1×10—31kg光速：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。
01×10-18kJ由于E=1/2m0v02所以电子击靶时的速度为：v0=（2E/m0）1/2=4。
2×106m/s所发射连续谱的短波限λ0的大小仅取决于加速电压：λ0(Å）＝12400/U（伏）＝0。
248Å辐射出来的光子的最大动能为：E0＝hv＝h c/λ0＝1.99×10-15J3.说明为什么对于同一材料其λK<λKβ<λKα？答:导致光电效应的X光子能量＝将物质K电子移到原子引力范围以外所需作的功hV k = W k以kα为例:hV kα= E L–E k= W k–W L= hV k–hV L∴h V k〉h V kα∴λk<λkα以kβ为例:h V k β= E M–E k= W k–W M=h V k–h V M∴h V k > h V k β∴λk<λkβE L–E k〈E M–E k∴hV kα< h V kβ∴λkβ〈λkα4。
现代分析测试技术_01X射线衍射分析原理综合练习第⼀章X射线衍射分析原理（红⾊的为选做，有下划线的为重点名词或术语或概念）1．名词、术语、概念：晶⾯指数，⼲涉指数（衍射指数，反射指数），倒易点阵，倒易⽮量，晶带，连续X射线，短波限，特征X射线，Kα射线，Kβ射线，X射线弹性散射（相⼲散射，经典散射，汤姆逊散射），X射线⾮弹性散射（⾮相⼲散射，康普顿散射，康普顿-吴有训散射，量⼦散射），光电效应，荧光辐射，俄歇效应，俄歇电⼦，吸收限，线吸收系数，质量吸收系数，选择反射，掠射⾓（布拉格⾓，半衍射⾓），散射⾓，衍射⾓，结构因⼦（结构因素），系统消光，点阵消光，结构消光，多重性因⼦等。
2．⼲涉指数是对晶⾯（）与晶⾯（）的标识，⽽晶⾯指数只标识晶⾯的（）。
3．晶⾯间距分别为d110／2，d110/3的晶⾯，其⼲涉指数分别为（）和（）。
4．倒易⽮量r*HKL的基本性质：r*HKL垂直于正点阵中相应的（HKL）晶⾯，其长度|r*HKL|等于(HKL)之晶⾯间距d HKL的（）。
5．萤⽯（CaF2）的（220）⾯的晶⾯间距d220=0.193nm，其倒易⽮量r*220垂直于正点阵中的（220）⾯，长度|r*220|=（）nm-1。
6．晶体中的电⼦对X射线的散射包括（）与（）两种。
7．X射线激发固体中原⼦内层电⼦使原⼦电离，原⼦在发射光电⼦的同时内层出现空位，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，此过程可称为退激发或去激发过程。
退激发过程有两种互相竞争的⽅式，即发射（）或发射（）。
8．X射线衍射波的两个基本特征是（）和（）。
9．X射线照射晶体，设⼊射线与反射⾯之夹⾓为θ，称为（）或（）或（），则按反射定律，反射线与反射⾯之夹⾓也应为θ；⼊射线延长⽅向与反射⽅向之间的夹⾓2θ叫（）。
10．产⽣衍射的必要条件是（），充分条件是（）。
11．⼲涉指数表⽰的晶⾯并不⼀定是晶体中的真实原⼦⾯，即⼲涉指数表⽰的晶⾯上不⼀定有原⼦分布。
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。
第1章X射线衍射分析教案第一章X射线衍射分析一、教学目的理解掌握标识X射线、X射线与物质的相互作用、布拉格方程等X射线衍射分析的基本理论，掌握X射线衍射图谱的分析处理和物相分析方法，掌握X射线衍射分析在无机非金属材料中的应用，了解X射线衍射研究晶体的方法和X射线衍射仪的结构，了解晶胞参数测定方法。
二、重点、难点重点：标识X射线、布拉格方程、衍射仪法和X射线衍射物相分析。
难点：厄瓦尔德图解、物相分析。
三、教学手段多媒体教学四、学时分配12学时引言：1. 发展过程：1895．德国物理学家伦琴（W.C.Rontgen）——发现X射线1912．德国物理学家劳厄（ve）——X射线在晶体中的衍射现象1912．英国物理学家布拉格文子（W.H.Bzagg）和苏联物理学家乌利夫——用X射线测定Nacl晶体结构及布拉格方程2. X射线衍射分析的应用：①物相分析：已知：化学组成→物质性质结构：C：石墨：层状结构、C轴键长、弱SiO2：七种变体结论：组成+结构→性质②结构分析：③单晶：对称性、晶面取向—加工、粗晶④测定相图、固溶度⑤测定晶粒大小、应力、应变等情况第一节X射线物理基础一、X射线的性质1、电磁波：0.01-1000A λ=2、波粒二象性：波：λ、v、振幅E0、H0粒子（光子）：E、P 能量：E=hv=h→0cv cλ1动量：P=hk k=→λ3.有能量：可使荧光屏发光、底片感光、气体电离；检测强度→与强度有关经典物理：I=c8πE02二、X射线的获得X射线机——实验室中同步辐射X射线源电动力学：带电粒子作加速运动时，会辐射光波。
高能电子：在强大磁偏转力作用下作轨道运动时，会发射出一种极强的光辐射，称为同步辐射。
放射性同位素X射线源（一）X射线机●X射线管●高压变压器●电压、电流的调节与稳定系统1. X射线的产生：高能电子轰击→内层电子电离→外层电子跃迁→下来填充→释放能量→X射线2. X射线管（1）结构：热阴极灯丝→高压→电场、阳极靶、聚焦罩（2）工作原理：阴极灯丝通电加热→热电子功率密度：100w/mm2 35-50KV10-35mA→撞击阳极靶→X射线（3）X射线强度：I=f(ν.i)（4）焦点：点焦点：1.0×1.0mm 粉末照片、劳厄照片线焦点：10×0.1mm 衍射仪（二）同步辐射X射线源特点：强度高——比X射线管高105倍三、单色X射线许多X射线工作都要用单色X射线1.标识X射线X射线谱：连续X射线谱（白色X射线）、标识—布拉格发现①标识射线产生：a、玻尔原子模型；核外电子分布在不同壳层上：K、L、M、N能量为：Enb、标识X射线谱当管电压超达一值时(Vk)，则电子的动能就足以将阳极靶中物质原子中K层电子撞击出来，于是在K层中形成电子空穴-??=-Rhc z-v???2(Vk)—K层激发电压L、M、N 层电压跃入的空位，释放能量，其频率为：hvn→n=En2-En121-1????1? （1-10）=Rhc z-v? - 2? n2n2????12 对K层：n=1、L层：n=2 、M层：n=-3、N层n=4 由（1-10）式可分别计算并确定的λ同样当L、M电子被激发时，就会产生L、M系标识X射线。
