考題材料分析

1、班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 題號(hào)一二三四總分評(píng)分 得分評(píng)卷人一、 判斷對(duì)錯(cuò)（具體要求: 每小題2分，共10分）1.透射電鏡的分辨率由物鏡決定，而掃描電鏡的分辨率由所收集信號(hào)的分辨率決定。（ ）2. 當(dāng)干涉指數(shù)為任意整數(shù)時(shí)，干涉面都代表了一族真實(shí)的晶面。（ ）3.X射線衍射具有“選擇反射”特性。即只有當(dāng)、d三者之間滿足布拉格方程時(shí)才能發(fā)生反射，而可見光可以在任何入射角反射。（ ）4. 衡量一個(gè)原子對(duì)入射X射線的散射采用原子散射因子，而衡量一個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)入射X射線的散射采用結(jié)構(gòu)因子。（ ）5.單晶體電子衍射花樣由排列得十分整齊的許多斑點(diǎn)組成；多晶體電子衍射花樣是一系列不同半徑的同心圓環(huán)；非晶體電子衍射花樣

2、是一個(gè)漫散的中心斑點(diǎn)。（ ）得分評(píng)卷人二、 填空題（具體要求：每小題1分，共30分）1、愛因斯坦稱贊勞厄的實(shí)驗(yàn)為“物理學(xué)最美的實(shí)驗(yàn)”，該實(shí)驗(yàn)肯定了_；證實(shí)了_；_在同一數(shù)量級(jí)。2、X射線的本質(zhì)為電磁波，具有波粒二相性-既具有_，又具有_。3、_是描述X射線性質(zhì)的物理量；而_則是描述X射線數(shù)量的物理量。4、產(chǎn)生特征X射線的最低管電壓為_，而產(chǎn)生熒光X射線所需要的最長X射線波長為_。5、據(jù)入射的X射線波是否有能量損失，散射分為_和_。6、X射線在晶體中的衍射現(xiàn)象，實(shí)質(zhì)上是_的結(jié)果；而X射線衍射理論所要解決的中心問題則是在衍射現(xiàn)象與晶體結(jié)構(gòu)之間建立起_的關(guān)系。7、布拉格方程既可用于_的分析，又可用于

3、_分析。8、采用德拜相機(jī)照相時(shí)，底片的安裝常采用_法，因?yàn)樗梢韵虻灼湛s、相機(jī)半徑不準(zhǔn)等而產(chǎn)生的誤差。9、 材料或物質(zhì)的組成包括兩部分，一是_；二是_。10、X射線物相分析是以_為基礎(chǔ)，通過比較_來進(jìn)行分析。11、電磁透鏡的分辨率由_決定，而像散則可用_進(jìn)行補(bǔ)償，減小色差則通過_實(shí)現(xiàn)。12、透射電子顯微鏡一般都采用雙聚光鏡系統(tǒng)，其第一聚光鏡是_，將電子槍第一交叉點(diǎn)束斑縮小為1m5m；第二聚光鏡是_，適焦時(shí)放大倍數(shù)為2倍左右。13、電子衍射的原理和X射線衍射相似，是以滿足（或基本滿足）_作為產(chǎn)生衍射的必要條件。14、二次電子對(duì)試樣表面狀態(tài)非常敏感，能非常有效地顯示試樣表面的微觀形貌，可用于

4、樣品表面的_分析。二次電子的產(chǎn)額和原子序數(shù)間沒有明顯的依賴關(guān)系，不能進(jìn)行_分析。15、用來測定X射線特征波長的譜儀叫做_譜儀，用來測定X射線特征能量的譜儀叫做_譜儀。得分評(píng)卷人三、 簡答題（具體要求：本題共6道小題，共40分）1、討論下列各組概念中二者之間的關(guān)系？同一物質(zhì)的發(fā)射譜和吸收譜；X射線管靶材的發(fā)射譜和與其配用的濾波片的吸收譜。（6分）(1）同一物質(zhì)的吸收譜和發(fā)射譜；答：k吸收 k發(fā)射k發(fā)射(2）X射線管靶材的發(fā)射譜與其配用的濾波片的吸收譜。答：k發(fā)射（靶）k吸收(濾波片)k發(fā)射（靶）。任何材料對(duì)X射線的吸收都有一個(gè)K線和K線。如 Ni 的吸收限為0.14869 nm。也就是說它對(duì)0.

5、14869nm波長及稍短波長的X射線有強(qiáng)烈的吸收。而對(duì)比0.14869稍長的X射線吸收很小。Cu靶X射線:K=0.15418nm K=0.13922nm。(3）X射線管靶材的發(fā)射譜與被照射試樣的吸收譜。答：Z靶Z樣品+1 或 Z靶Z樣品 X射線管靶材的發(fā)射譜稍大于被照射試樣的吸收譜，或X射線管靶材的發(fā)射譜大大小于被照射試樣的吸收譜。在進(jìn)行衍射分析時(shí)，總希望試樣對(duì)X射線應(yīng)盡可能少被吸收，獲得高的衍射強(qiáng)度和低的背底。答案之二1）同一物質(zhì)的吸收譜和發(fā)射譜；答：當(dāng)構(gòu)成物質(zhì)的分子或原子受到激發(fā)而發(fā)光，產(chǎn)生的光譜稱為發(fā)射光譜，發(fā)射光譜的譜線與組成物質(zhì)的元素及其外圍電子的結(jié)構(gòu)有關(guān)。吸收光譜是指光通過物質(zhì)被吸

6、收后的光譜，吸收光譜則決定于物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，與分子中的雙鍵有關(guān)。2）X射線管靶材的發(fā)射譜與其配用的濾波片的吸收譜。答：可以選擇K剛好位于輻射源的K和K之間的金屬薄片作為濾光片，放在X射線源和試樣之間。這時(shí)濾光片對(duì)K射線強(qiáng)烈吸收，而對(duì)K吸收卻少。2、試計(jì)算及的共同晶帶軸？（8分）3、多重性因子的物理意義是什么？某立方晶系晶體，其100的多重性因子是多少？如該晶體轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆骄?，這個(gè)晶面族的多重性因子會(huì)發(fā)生什么變化？（6分）4、多重性因數(shù)的物理意義是什么？某立方第晶體，其100的多重性因數(shù)是多少？如該晶體轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较担@個(gè)晶體的多重性因數(shù)會(huì)發(fā)生什么變化？為什么？答：（1）表示某晶面的等同晶面的數(shù)目

7、。多重性因數(shù)越大，該晶面參加衍射的幾率越大，相應(yīng)衍射強(qiáng)度將增加。（2）其100的多重性因子是6；（3）如該晶體轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆骄刀嘀匦砸蜃邮?；（4）這個(gè)晶面族的多重性因子會(huì)隨對(duì)稱性不同而改變。4、分別說明成像操作與衍射操作時(shí)各級(jí)透射電子顯微鏡之間的相對(duì)位置關(guān)系？（7分）（解答之一）4、分別說明成像操作與衍射操作時(shí)各級(jí)透鏡（像平面與物平面）之間的相對(duì)位置關(guān)系，并畫出光路圖。答：如果把中間鏡的物平面和物鏡的像平面重合，則在熒光屏上得到一幅放大像，這就是電子顯微鏡中的成像操作，如圖（a）所示。如果把中間鏡的物平面和物鏡的后焦面重合，則在熒光屏上得到一幅電子衍射花樣，這就是電子顯微鏡中的電子衍射操作，如

8、圖（b）所示。（解答之二）4.分別說明成像操作與衍射 操作時(shí)各級(jí)透鏡（像平面與物平面）之間的相對(duì)位置關(guān)系，并畫出光路圖。 答：成像操作時(shí)中間鏡是以物鏡的像作為物成像，然后由投影鏡進(jìn)一步放大投到熒光屏上，即中間鏡的物平面與物鏡的像平面重合；衍射操作是以物鏡的背焦點(diǎn)作為物成像，然后由投影鏡進(jìn)一步放大投到熒光屏上，即中間鏡的物平面與物鏡的背焦面重合。 5、用愛瓦爾德圖解法證明布拉格定律？（7分）13、用愛瓦爾德團(tuán)解法證明布拉格定律解：在倒易空間中,畫出衍射晶體的倒易點(diǎn)陣,以倒易原點(diǎn)0*為端點(diǎn)做入射波的波矢量k(00*),該矢量平行于入射束的方向,長度等于波長的倒數(shù),即K=1/入以0為中心,1/入為半

9、徑做一個(gè)球(愛瓦爾德球),根據(jù)倒易矢量的定義0*G=g,于是k-k=g.由0向0*G作垂線,垂足為D,因?yàn)間平行于(hkl)晶面的法向Nhkl,所以O(shè)D就是正空間中(hkl)晶面的方面,若它與入射束方向夾角為斯塔,則O*D=OO*sin(斯塔)即g/2=ksin(斯塔);g=1/d k=1/入 所以2dsin(斯塔)=入 圖為163上的14. 用愛瓦爾德圖解法證明布拉格定律。答：作一個(gè)長度等于1/的矢量K0，使它平行于入射光束，并取該矢量的端點(diǎn)O作為倒點(diǎn)陣的原點(diǎn)。然后用與矢量K0相同的比例尺作倒點(diǎn)陣。以矢量K0的起始點(diǎn)C為圓心，以1/為半徑作一球，則從（HKL）面上產(chǎn)生衍射的條件是對(duì)應(yīng)的倒結(jié)點(diǎn)

10、HKL（圖中的P點(diǎn)）必須處于此球面上，而衍射線束的方向即是C至P點(diǎn)的聯(lián)接線方向，即圖中的矢量K的方向。當(dāng)上述條件滿足時(shí)，矢量（K- K0）就是倒點(diǎn)陣原點(diǎn)O至倒結(jié)點(diǎn)P（HKL）的聯(lián)結(jié)矢量OP，即倒格失R* HKL.于是衍射方程K- K0=R* HKL得到了滿足。即倒易點(diǎn)陣空間的衍射條件方程成立。 又由g*=R* HK2sin1/=g*2sin1/=1/d2dsin=證畢。（類似解釋：首先作晶體的倒易點(diǎn)陣，O為倒易原點(diǎn)。入射線沿OO方向入射，且令OO =S0/ 。 以0為球心，以1/為半徑畫一球，稱反射球。若球面與倒易點(diǎn)B相交，連OB則有OB- S0/ =OB，這里OB為一倒易矢量。因OO =OB

11、=1/，故OOB為與等腰三角形等效，OB是一衍射線方向。由此可見，當(dāng)x射線沿OO方向入射的情況下，所有能發(fā)生反射的晶面，其倒易點(diǎn)都應(yīng)落在以O(shè)為球心。以1/為半徑的球面上，從球心O指向倒易點(diǎn)的方向是相應(yīng)晶面反射線的方向。)6、掃面電子顯微鏡的成像原理與透射電子顯微鏡有何不同？（6分）得分評(píng)卷人四、 綜合題（具體要求：本題共2道小題，每小題10分，計(jì)20分）1、試用所學(xué)知識(shí)解釋下圖？（10分）2、試據(jù)結(jié)構(gòu)因數(shù)的計(jì)算公式，推導(dǎo)體心立方點(diǎn)陣電子衍射發(fā)生消光的晶面指數(shù)規(guī)律？注，該體心立方點(diǎn)陣中只有一種原子。（10分）18、 畫圖說明衍射成像的原理并說明什么是明場像，暗場像與中心暗場像答：190頁圖13.3明場像：讓透射束透過物鏡光闌而把衍射束當(dāng)?shù)舻膱D像。暗場像：移動(dòng)物鏡光闌的位置，使其光闌孔套住hkl斑點(diǎn)把透射束當(dāng)?shù)舻玫降膱D像。中心暗場像：當(dāng)晶粒的hkl衍射束正好通過光闌孔而投射束被當(dāng)?shù)羲玫降膱D像。14. 畫圖說明衍襯成象原理，并說明什么是明場象，暗場象和中心暗場象。第二題：畫圖說明衍襯成像原理，并說明什么是明場象，暗場象和中心暗場象。答：答：在透射電