XRD复习题

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X射线衍射复习题
习题一
1.名词解释:
之间将可以发生相互干涉-----相干散射
波长的增量Δλ取决于散射角α,散射位相与入射波位相之间不存在固定关系,故这种散射是不相干的,称之为非相干散射。

射。

而非辐射X射线(不能用光电效应解释),使原子、分子成为高阶离子的物理现象,是伴随一个电子能量降低的同时,另一个(或多个)电子能量增高的跃迁过程
大。

3.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?
4.讨论下列各组概念中二者之间的关系:
1)同一物质的吸收谱和发射谱;
答:λk吸收〈λkβ发射〈λkα发射
2)X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。

答:λkβ发射(靶)〈λk吸收(滤波片)〈λkα发射(靶)。

任何材料对X 射线的吸收都有一个Kα线和Kβ线。

如 Ni 的吸收限为0.14869 nm。

也就是说它对0.14869nm波长及稍短波长的X射线有强烈的吸收。

而对比0.14869稍长的X射线吸收很小。

Cu靶X射线:Kα=0.15418nm Kβ=0.13922nm。

5.为使Cu靶的K
β线透射系数是Kα线透射系数的1/6,求滤波片的厚度。

7.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:欲使Cu样品产生荧光X射线辐射,
V =1240/λCu=1240/0.15418=8042,V =1240/λCu=1240/0.1392218=8907
激发出荧光辐射的波长是0.15418nm
8.X射线的本质是什么?
10.实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么?已知一个以Fe为主要成分的样品,试选择合适的X射线管和合适的滤波片。

11.计算0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X射线振动频率和能量。

12.为使CuK α的强度衰减1/2,需要多厚的Ni 滤波片?(Ni 的密度为
8.90
)。

15.X 射线实验室用防护铅屏,若其厚度为1mm ,试计算其对CuK α、MoK α辐射的透射因子(I 透射/I 入射)各为多少?
习 题 二
1.名词解释:
晶面指数与晶向指数、晶带、干涉面
X 射线散射:当X 射线照射到试样上时,如果试样内部存在纳米尺度的电子密度不均匀区,则会在入射光束周围的小角度范围内(一般2=<6&ordm;)出现散射X 射线、
衍射:当一束单色X 射线入射到晶体时,由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成,这些规则排列的原子间距离与入射X 射线波长有X 射线衍射分析相同数量级,故由不同原子散射的X 射线相互干涉,在某些特殊方向上产生强X 射线衍射,衍射线在空间分布的方位和强度,与晶体结构密切相关 反射:
3.下面是某立方晶系物质的几个晶面,试将它们的面间距从大到小按次序重新排列:(12-
3),(100),(200),(-
311),(121),(111),(-
210),(220),(130),(030),(2-21),(110)。

4.证明(011-
)、(121-)、(213-
)晶面属于[111]晶带。

5.判别下列哪些晶面属于[-111]晶带:(-1-10),(-2-31),(231),(211),(-
101),(1-
33),(1-12),(1-32),(0-
11),(212)。


答:(
0)(
1)、(211)、(12)、(01)、(01)晶面属于[
11]晶带,因为它们符合晶带定律:hu+kv+lw=0。

答:(
0)(
1)、(211)、
(12)、(01)、(01)晶面属于[11]晶带,因为它们符合晶带定律:hu+kv+lw=0。

8.试述布拉格公式2dHKLsin θ=λ中各参数的含义,以及该公式有哪些应用?
9.试述获取衍射花样的三种基本方法? 它们的应用有何不同?
10.当X射线在原子例上发射时,相邻原子散射线在某个方向上的波程差若不为波长的整数倍,则此方向上必然不存在放射,为什么?
11.当波长为λ的X射线在晶体上发生衍射时,相邻两个(hkl)晶面衍射线的波程差是多少?相邻两个HKL干涉面的波程差又是多少?
12.“一束X射线照射一个原子列(一维晶体),只有镜面反射方向上才有可能产生衍射线”,此种说法是否正确?
习题三
1.名词解释:结构因子、多重因子、罗仑兹因子、系统消光
2.原子散射因数的物理意义是什么?某元素的原子散射因数与其原子序数有何关系?
4.洛伦兹因数是表示什么对衍射强度的影响?其表达式是综合了哪几个方面考虑而得出的?
答:洛伦兹因数是表示掠射角对衍射强度的影响。

洛伦兹因数表达式是综合了样品中参与衍射的晶粒大小,晶粒的数目和衍射线位置对衍射强度的影响。

5.多重性因数的物理意义是什么?某立方系晶体,其{100}的多重性因数是多少?如该晶体转变成四方晶系,这个晶面族的多重性因数会发生什么变化?为什么?
8.对于晶粒直径分别为100,75,50,25nm的粉末衍射图形,请计算由于晶粒细化引起的衍射线条宽化幅度B。

(设θ=45°,λ=0.15nm)。

对于晶粒直径为25nm的粉末,试计算:θ=10°、45°、80°时的B值。

单晶体的电子衍射花样由排列的十分整齐的许多斑点组成。

多晶体的电子衍射花样是一系列不同半径的同心圆环。

多晶取向完全混乱,可看作是一个单晶体围绕一点在三维空间内旋转,故其倒易点是以倒易原点为圆心,(hkl) 晶面间距的倒数为半径的倒易球,与反射球相截为一个圆。

所有能产生衍射的半点都扩展为一个圆环,故为一系列同心圆环。

倒易原点附近的球面可近似看作是一个平面,故与反射球相截的是而为倒易平面,在这平面上的倒易点阵都坐落在反射球面上,相应的晶面都满足Bragg方程,因此,单电子的衍射谱是而为倒易点阵的投影,也就是某一特征平行四边形平移的花样。