材料現(xiàn)代分析方法試題庫

材料現(xiàn)代分析方法試題庫一、填空1、第一個(gè)發(fā)現(xiàn)X射線的科學(xué)家是

，第一個(gè)進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家是

。2、X射線的本質(zhì)是

，其波長為

。3、X射線本質(zhì)上是一種______________，它既具有_____________性，又具有____________性，X射線衍射分析是利用了它的__

____________。4、特征X射線的波長與

和

無關(guān)。而與

有關(guān)。5、X射線一方面具有波動性，表現(xiàn)為具有一定的

，另一方面又具有粒子性，體現(xiàn)為具有一定的

，二者之間的關(guān)系為

。6、莫塞來定律反映了材料產(chǎn)生的

與其

的關(guān)系。7、從X射線管射出的X射線譜通常包括

和

。8、當(dāng)高速的電子束轟擊金屬靶會產(chǎn)生兩類X射線，它們是_____________和_____________，其中在X射線粉末衍射中采用的是____

_______。9、特征X射線是由元素原子中___________引起的，因此各元素都有特定的___________和___________電壓，特征譜與原子序數(shù)之間服從___________定律。10、同一元素的入Kα1、入Kα2、入Kβ的相對大小依次為___________；能量從小到大的順序是_______________。(注：用不等式標(biāo)出)11、X射線通過物質(zhì)時(shí)，部分X射線將改變它們前進(jìn)的方向，即發(fā)生散射現(xiàn)象。X射線的散射包括兩種：

和

。12、hu+kv+lw=0關(guān)系式稱為______________,若晶面(hkl)和晶向[uvw]滿足該關(guān)系式，表明__________________________________。15、倒易點(diǎn)陣是由晶體點(diǎn)陣按照

式中，為倒易點(diǎn)陣基矢，為正點(diǎn)陣基矢的對應(yīng)關(guān)系建立的空間點(diǎn)陣。在這個(gè)倒易點(diǎn)陣中，倒易矢量的坐標(biāo)表達(dá)式

為

，其基本性質(zhì)為

。14、X射線在晶體中產(chǎn)生衍射時(shí)，其衍射方向與晶體結(jié)構(gòu)、入射線波長和入射線方位間的關(guān)系可用______

______、_______________、________________和____________________四種方法來表達(dá)。15、當(dāng)波長為λ的X射線照射到晶體并出現(xiàn)衍射線時(shí)，相鄰兩個(gè)（hkl）反射線的波程差是

，相鄰兩個(gè)（HKL）反射線的波程差是

。16、布拉格公式λ=2dsinθ中λ表示

，d表示

，θ表示

。17、獲得晶體衍射花樣的三種基本方法是

、

、

。18．獲得晶體衍射花樣三種基本的方法中，勞埃法是通過改變

來獲得衍射花樣的，主要用于判斷

；旋轉(zhuǎn)單晶法是旋轉(zhuǎn)晶體，改變

來獲得衍射花樣的，主要用于研究

；粉末法是通過單色X射線照射多晶體樣品，改變

來產(chǎn)生衍射的，測定樣品的

。19、當(dāng)X射線照射在一個(gè)晶體時(shí)，產(chǎn)生衍射的必要條件是_______________,而產(chǎn)生衍射的充要條件是_________________________

__________。20、X射線的衍射的強(qiáng)度主要取決于

和

。21、X射線衍射儀探測器主要性能是

、

、

、

、

。22、測角儀在工作時(shí)，為了使樣品與計(jì)數(shù)管始終在同一個(gè)____

_______上，二者的轉(zhuǎn)速必須保持____________。23、測角儀在采集衍射圖時(shí)，如果試樣表面轉(zhuǎn)到與入射線成300角，則計(jì)數(shù)管與入射線所成角度為

；能產(chǎn)生衍射的晶面，與試樣的自由表面呈

關(guān)系。24、粉末照相法底片安裝方法有三種：

、

和

。25、粉末衍射儀法衍射峰2θ角的測量方法有

、

、

。26、多晶X射線粉末衍射分析方法通常有

和

兩種。27．X射線衍射儀的新進(jìn)展主要有

、

、

三個(gè)方面。28、PDF卡片的二種常用的數(shù)值索引是____

_____索引和____

_____索引，前者是按衍射線的_________順序排列的，后者是按衍射線的_________順序排列的。29、利用衍射卡片鑒定物相的主要依據(jù)是______

_____，參考_____

______。30、X射線衍射定量分析的方法有

、

、

、

、

。31、精確測定點(diǎn)陣參數(shù)校正或消除誤差常用的有哪三種方法？有

、

、

三種方法。32、X射線衍射儀測定宏觀應(yīng)力的方法主要有

和

兩種。33、為了測得材料表面沿某個(gè)方向上的宏觀應(yīng)力，至少要測_______個(gè)方向上某晶面的晶面間距，相應(yīng)的方法稱為_____________。34、織構(gòu)表示方法有

、

、

三種35、計(jì)算機(jī)技術(shù)在多晶體衍射中的應(yīng)用主要有三個(gè)方面：①

、②

、③

。36、光學(xué)顯微鏡是可見光束通過光學(xué)透鏡發(fā)生

達(dá)到放大的目的，而成像于

；電子顯微鏡是電子束通過電磁場（電子透鏡）發(fā)生

達(dá)到放大的目的，并成像于

。37、電鏡中透鏡分辨本領(lǐng)取決于

和

。38、波譜儀分析的元素范圍為

，能譜分析的元素范圍為

。39、掃描電鏡圖像的分辨率決定于

和

。40、透射電鏡中的電子光學(xué)系統(tǒng)可分為

、

和

三部分。41、倒易矢量的長度等于正點(diǎn)陣中

。42、愛瓦爾德球圖解法是

的幾何表達(dá)形式。43、電子衍射基本公式R=λLg中的R表示

，λ表示

，L表示

，g表示

。44、譜儀的分辨率是

的能力。45、電子波長與其加速電壓平方根成

，加速電壓越

，電子波長越

。46、透射電鏡粉末樣品制備方法有

和

。47、復(fù)雜電子衍射花樣通常包括

、

、

、

、

。48、電子探針X射線顯微分析中常用X射線譜儀有

和

。49、光電子發(fā)射可以分為三個(gè)過程，即（1）

；（2）

；（3）

。50、像差分為

和

兩類。51、金屬薄膜制備過程大體是：

、

、

。52、X射線光電子能譜是測定低能電子的動能從而得到光電子的

。53、真正能夠保持其特征能量而逸出表面的俄歇電子卻僅限于表層以下

nm的深度范圍。54、透射電鏡的主要性能指標(biāo)是

、

和

。55、透射電鏡成像系統(tǒng)中，若使中間鏡物平面與物鏡像平面重合的操作稱為

操作；而使中間鏡的物平面與物鏡背焦面重合的操作稱為

操作。56、掃描電鏡由

、

、

、

、

和

等部分組成。57、掃描電鏡中樣品制備的鍍膜方法主要有兩種：一種是

，另一種方法是

。58、電子探針顯微分析有四種基本分析方法：

、

、

和

。59、電子衍射成像中所指的雙光束是

和

。60、TEM中物鏡的作用是

。

中間鏡在成像時(shí)的作用是

，

。61、衡量透鏡的性能優(yōu)劣的指標(biāo)是

，它取決于

。62、TEM的電子光學(xué)系統(tǒng)是由

組成的。63、平行于膜面的層錯(cuò)襯度特征是

，傾斜與膜面的層錯(cuò)襯度特征是

。64、影響SEM分辨率的主要因素有

.

。65、通常SEM的分辨率是指

，其成像襯度原理為

。66、完整晶體和不完整晶體運(yùn)動學(xué)理論衍射振幅的表達(dá)式為:

（完整晶體）

（不完整晶體）對于給定的缺陷，R(x,y,z)是確定的，g是用于成像的操作反射，令N=gR，則缺陷是否可見的重要判據(jù)是

；各類型位錯(cuò)襯度消失的一個(gè)實(shí)際可行的有效判據(jù)是

。67、消光距離g是指

.

。68、結(jié)構(gòu)消光是指

..

。69、電子衍射的相機(jī)常數(shù)為

，其物理含義是

。70、衡量透鏡的性能優(yōu)劣的指標(biāo)是

，它取決于

。71、商品TEM的三個(gè)主要指標(biāo)是

、

、

。72、制備復(fù)型的材料應(yīng)具備的性質(zhì)要求是

..

。73、雙光束衍射條件是

.

。74、產(chǎn)生電子衍射的必要條件是

，充分條件是

。75、電子衍射的相機(jī)常數(shù)為

，其物理含義是

。76、苯環(huán)的紅外光譜吸收峰主要可能出現(xiàn)在

cm-1,

cm-1,

cm-1,

cm-1;其紫外主要吸收的位置在

。77、判斷苯環(huán)上取代基數(shù)量和位置的兩處吸收帶分別在

cm-1和

cm-1；苯環(huán)的紫外特征吸收波長在

nm。78、下表列出幾個(gè)紅外吸收的波數(shù)，請?zhí)钊胂鄳?yīng)的可能存在的基團(tuán)。1650cm-11715cm-12720cm-11460cm-13300cm-1

79、紫外光譜由

能級躍遷產(chǎn)生，而紅外光譜由

能級躍遷產(chǎn)生。80、羰基連在苯環(huán)上，則吸收峰從

cm-1變?yōu)?/p>

cm-1，原因是

。81、樣品在

cm-1和

cm-1有吸收峰，則可能含有水，進(jìn)一步檢驗(yàn)是否有水的辦法有：

。82、影響紅外光譜吸收峰位置的主要因素有：

，

，

，

，

，

。83、凝膠色譜的紫外檢測器可適于檢測以下類型的材料：

，

，

。84、拉曼光譜與紅外光譜在

數(shù)值相等，但選律不同，前者適合于研究

，后者則適合于研究

。

二、選擇題1、特征X射線產(chǎn)生的機(jī)理是：（）①高速電子受阻②原子內(nèi)層電子躍遷③外層電子被打掉。2、X射線連續(xù)譜中存在一個(gè)短波極限，其波長入＝（

）①1.24/V(千伏)nm②12.4/V(千伏)nm

③nm3、濾波的目的是：(

)①避免熒光輻射

②獲得K系單色

③防止光電效應(yīng)4、物質(zhì)對X射線的吸收主要是由（

）①散射

②熱效應(yīng)

③光電效應(yīng)引起的5、吸收因子A（θ）越大，則X射線衍射累積強(qiáng)度(

)

①越大

②越小

③不影響6、在debye照相法中，不受底片收縮影響的底片安裝方法是（

）①正裝

②反裝

③不對稱7、電子從L層躍遷到K層的幾率比從M層躍遷到K層的幾率約大（

）

①5倍

②3倍

③7倍8、宏觀內(nèi)應(yīng)力對X射線衍射花樣的影響是：（

）

①衍射線加寬

②衍射線角位移

③衍射線強(qiáng)度減弱

④衍射增多9、系統(tǒng)消光規(guī)律中同種原子體心晶胞的晶面存在衍射的是（

）。①(110)

②(203)

③(100)10、在點(diǎn)陣參數(shù)精測中，應(yīng)盡可能選擇(

)衍射線。①

高強(qiáng)度

②相鄰

③高角度11、通過透鏡中心且與主軸垂直的平面叫做（

）。

①焦平面

②透鏡主平面

③像平面12、由電磁透鏡磁場中近軸區(qū)域?qū)﹄娮邮恼凵淠芰εc遠(yuǎn)軸區(qū)域不同而產(chǎn)生的的像差，稱為（

）。

①球差

②像散

③色差13、在透射電鏡中稱為襯度光闌的是（

）。

①聚光鏡光闌

②物鏡光闌

③選區(qū)光闌14、把透鏡物平面允許的軸向偏差定義為透鏡的（

）。

①景深

②焦長

③球差15、倒易點(diǎn)陣中的一點(diǎn)代表的是正點(diǎn)陣中的（

）。①一個(gè)點(diǎn)

②一個(gè)晶面

③一組晶面。16、電子槍中控制電子流量和流向的是（

）。

①陰極

②柵極

③陽極17、吸收電子的產(chǎn)額與樣品的原子序數(shù)關(guān)系是原子序數(shù)越小，吸收電子（

）。①越多

②越少

③不變18、讓透射束通過物鏡光闌而把衍射束擋掉得到圖像襯度的方法，叫做（

）。

①明場成像

②暗場成像

③中心暗場成像19、入射電子波在樣品中振蕩的深度周期叫做（

）。

①衍射襯度

②消光距離

③偏離矢量20、當(dāng)晶體內(nèi)部的原子或離子產(chǎn)生有規(guī)律的位移或不同種原子產(chǎn)生有序排列時(shí)，將引起其電子衍射結(jié)果的變化，即可以使本來消光的斑點(diǎn)出現(xiàn)，這種斑點(diǎn)稱為（

）。①二次衍射斑點(diǎn)

②高階勞愛斑點(diǎn)

③超點(diǎn)陣斑點(diǎn)21、據(jù)Ewald圖解可知，滿足衍射條件的晶面倒易點(diǎn)陣，落在半徑為（

）①

1/入

②2/入

③2入

④1/2入為半徑的反射球面上22、色差是一種（

）。

①球差

②像差

③像散23、把透鏡像平面允許的軸向偏差定義為（

）。

①球差

②景深

③焦長24、電子槍中給電子加速的稱為（

）。

①陽極

②陰極

③柵極25、二次電子的產(chǎn)額隨樣品的傾斜度成變化，傾斜度最小，二次電子產(chǎn)額（

）。

①最少

②最多

③中等26、產(chǎn)生俄歇電子深度范圍為表層以下（

）。

①10nm左右

②2nm左右

③1nm左右27、影響電鏡中透鏡分辨本領(lǐng)主要是衍射效應(yīng)和（

）。①

像散

②球差

③色差28、塑料一級復(fù)型的分辨率一般只能達(dá)到（

）。

①5nm左右

②10nm左右

③20nm左右29、通過倒易點(diǎn)陣可以把晶體的電子衍射斑點(diǎn)直接解釋成晶體相應(yīng)（

）的衍射結(jié)果。

①質(zhì)點(diǎn)

②晶面

③晶胞30、在入射電子束作用下被轟擊出來并離開樣品表面的樣品的核外電子叫做（

）。

①二次電子

②背散射電子

③俄歇電子31、能譜儀的分辨率比波譜儀（

）。

①高

②低

③相同32、通過透鏡中心且與主軸垂直的平面叫做（

）。

①焦平面

②透鏡主平面

③像平面33、二次電子的產(chǎn)額隨樣品的傾斜度成變化，傾斜度最小，二次電子產(chǎn)額（

）。

①最少

②最多

③中等34、在透射電鏡中稱為襯度光闌的是（

）。

①聚光鏡光闌

②物鏡光闌

③選區(qū)光闌35、倒易點(diǎn)陣中的一點(diǎn)代表的是正點(diǎn)陣中的（

）。①一個(gè)點(diǎn)

②一個(gè)晶面

③一組晶面。36、吸收電子的產(chǎn)額與樣品的原子序數(shù)關(guān)系是原子序數(shù)越小，吸收電子（

）。①越多

②越少

③不變37、讓透射束通過物鏡光闌而把衍射束擋掉得到圖像襯度的方法，叫做（

）。

①明場成像

②暗場成像

③中心暗場成像38、入射電子波在樣品中振蕩的深度周期叫做（

）。

①衍射襯度

②消光距離

③偏離矢量39、讓衍射束通過物鏡光闌而把透射束擋掉得到圖像襯度的方法，叫做（

）。

①明場成像

②暗場成像

③中心暗場成像40、產(chǎn)生俄歇電子深度范圍為表層以下（

）。

①10nm左右

②2nm左右

③1nm左右41、在入射電子束作用下被轟擊出來并離開樣品表面的樣品的核外電子叫做（

）。

①二次電子

②背散射電子

③俄歇電子42、能譜儀的分辨率比波譜儀（

）。

①高

②低

③相同43、紅外光譜特征吸收峰的峰強(qiáng)可能與下列因素有關(guān)（

）（1）樣品中對應(yīng)基團(tuán)的含量，（2）該基團(tuán)的極性

（3）測試方法44、紅外光譜定量分析的誤差能夠達(dá)到不大于（

）（1）0.5%,

(2)2.0%

(3)5.0%

(4)10.0%45、在紫外光譜中，與羰基相連的向藍(lán)基團(tuán)包括（

）（1）甲氧基

（2）羥基

（3）烷基

（4）氨基46、無機(jī)氫氧化物的紅外吸收通常在3400-3700cm-1，其他多數(shù)無機(jī)物的紅外吸收都由陰離子（團(tuán)）的晶格振動引起，在1500cm-1以下的低頻區(qū)，尤其在（

）（1）400-800cm-1

（2）400-650cm-1

（1）600-1000cm-1

47、有機(jī)發(fā)光材料通常具有共軛雙鍵，因此可選用下列（

）方法分析材料的結(jié)構(gòu)。（1）紅外光譜

（2）紫外光譜

（3）拉曼光譜48、某紅外譜圖在1700-2000cm-1沒有苯環(huán)的倍頻峰，則可推斷該樣品（

）（1）不含苯環(huán)

（2）含苯環(huán)

（3）不能確定是否含苯環(huán)49、某紅外譜圖在1650-2000cm-1沒有吸收峰，則可推斷樣品（

）（1）不含羰基

（2）不含苯環(huán)

（3）可能含羰基

（4）可能含苯環(huán)50、某紅外譜圖在3000-3800cm-1沒有吸收峰，則可推斷樣品（

）（1）不含羥基

（2）不是胺類

（3）沒有雙鍵

（4）沒有三鍵

三、名詞解析題1、物相2、K系輻射3、激發(fā)電壓4、Tomson散射5、Compton散射6、光電效應(yīng)7、熒光輻射8、俄歇效應(yīng)9、吸收限10、激發(fā)限波長11、晶向指數(shù)12、晶帶13、干涉面14、X射線衍射15、洛倫茲因數(shù)16、原子散射因數(shù)17、倒易點(diǎn)陣18、結(jié)構(gòu)因數(shù)19、系統(tǒng)消光20、多重性因數(shù)21、PDF卡片22、極圖23、織構(gòu)24、掠射角25、電磁透鏡26、零層倒易截面27、超點(diǎn)陣斑點(diǎn)28、質(zhì)厚襯度29、背散射電子30、波譜儀31、暗場成像32、化學(xué)位移33、二次電子34、像平面35、透鏡的景深36、明場成像37、消光距離38、透射電子39、電子平均自由程40.電磁透鏡的景深41．結(jié)構(gòu)消光42．結(jié)構(gòu)因子43．近似雙光束衍射條件44．消光距離45．離子減薄46．選區(qū)電子衍射47．點(diǎn)分辨率和晶格分辨率48．幾何像差49．相機(jī)常數(shù)50．偏離參量51．近似雙光束衍射52．衍射襯度53、紅移54、藍(lán)移55、B帶56、K帶57、R帶58、n-π*躍遷59、π-π*躍遷60、配位場躍遷61、生色團(tuán)62、助色團(tuán)63、倍頻峰64、關(guān)聯(lián)峰65、拉曼效應(yīng)66、伍德沃德（Woodward）規(guī)則67、彎曲振動68、紅外活性分子69、振動耦合70、Michellson干涉儀71、內(nèi)反射72、二維相關(guān)紅外73、不飽和度74、吸收帶75、付立葉紅外76、斯托克斯線

四、簡答題1、石墨和金剛石是同一個(gè)物相嗎？為什么？2、特征X射線譜與連續(xù)譜的發(fā)射機(jī)制之主要區(qū)別？3、如何選用濾波片材料和X射線管？4、試述相干散射和非相干散射的特點(diǎn)？5、什么是俄歇效應(yīng)，俄歇效應(yīng)在材料分析中有何用途？6、為什么特征X射線的產(chǎn)生存在一個(gè)臨界激發(fā)電壓？X射線管的工作電壓與其靶材的臨界激發(fā)電壓有什么關(guān)系？7、什么是激發(fā)電壓，特征X射線波長與電壓是什么關(guān)系？8、什么是光電效應(yīng)？光電效應(yīng)在材料分析中有哪些用途？9、實(shí)驗(yàn)中選擇X射線管以及濾波片的原則是什么？已知一個(gè)以Fe為主要成分的樣品，試選擇合適的X射線管和合適的濾波片。10、什么叫干涉面？當(dāng)波長為λ的X射線照射到晶體上發(fā)生衍射，相鄰兩個(gè)（hkl）晶面的波程差是多少？相鄰兩個(gè)（HKL）晶面的波程差是多少？11、下面是某立方晶系物質(zhì)的幾個(gè)晶面，試將它們的面間距從大到小按次序重新排列：（12），（100），（200），（11），（121），（111），（10），（220），（130），（030），（21），（110）。12、下列哪些晶面屬于[11]晶帶？（1）、（1）、（231）、（211）、（101）、（01）、（13），為什么？13、證明（）、（）、（）、（01）晶面屬于[111]晶帶。14、試計(jì)算（11）及（2）的共同晶帶軸。15、當(dāng)X射線在原子列上反射時(shí)，相鄰原子散射線在某個(gè)方向上的波程差若不為波長的整數(shù)倍，則此方向上必然不存在衍射，為什么？16、試述布拉格方程2dHKLsinθ=λ中各參數(shù)的含義，以及該方程有哪些應(yīng)用?17、試述獲取衍射花樣的三種基本方法及其應(yīng)用？18、謝樂公式B=kλ/tcosθ中的B、λ、t、θ分別表示什么?該公式用于粒徑大小測定時(shí)應(yīng)注意哪些問題?19、說明原子散射因數(shù)、結(jié)構(gòu)因數(shù)F的物理意義。20、衍射線在空間的方位取決于什么？而衍射線的強(qiáng)度又取決于什么？21、X射線衍射方向表示方式有哪幾種？22、原子散射因數(shù)的物理意義是什么？某元素的原子散射因數(shù)與其原子序數(shù)有何關(guān)系？23、多重性因數(shù)的物理意義是什么？某立方晶系晶體，其{100}的多重性因數(shù)是多少？如該晶體轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆骄?，這個(gè)晶面族的多重性因數(shù)會發(fā)生什么變化？為什么？24、洛倫茲因數(shù)是表示什么對衍射強(qiáng)度的影響？其表達(dá)式是綜合了哪幾方面考慮而得出的？25、與玻璃X射線管比較，陶瓷X射線管有哪些優(yōu)點(diǎn)？3分26、精確測定點(diǎn)陣參數(shù)校正或消除誤差常用的有哪三種方法？27、在一塊冷軋鋼板中可能存在哪幾種內(nèi)應(yīng)力？它們的衍射譜有什么特點(diǎn)？28、宏觀應(yīng)力對X射線衍射花樣的影響是什么？衍射儀法測定宏觀應(yīng)力的方法有哪些？29、下圖是NaCl晶體的PDF卡片的內(nèi)容構(gòu)成示意圖。圖中標(biāo)記了區(qū)位編碼，請解釋各區(qū)位的內(nèi)容及縮寫符號的意義。

30、織構(gòu)表示方法有哪些？什么是絲織構(gòu)，它的極圖有何特點(diǎn)？31、試述極圖與反極圖的區(qū)別？32計(jì)算機(jī)對粉末衍射實(shí)驗(yàn)圖譜進(jìn)行數(shù)據(jù)處理包括哪些內(nèi)容？33、電子波有何特征？與可見光有何異同？34、試比較光學(xué)顯微鏡成像和透射電子顯微鏡成像的異同點(diǎn)？35、說明影響光學(xué)顯微鏡和電磁透鏡分辨率的關(guān)鍵因素是什么？如何提高電磁透鏡的分辨率？36、簡述質(zhì)厚襯度成像原理？37、什么是衍射襯度？它與質(zhì)厚襯度有什么區(qū)別？38、何為質(zhì)厚襯度和衍射襯度？分析比較它們之間的異同點(diǎn)。39、電子衍射較X射線衍射有何特點(diǎn)？40、簡述電子與樣品發(fā)生作用時(shí)產(chǎn)生的主要物理信號及特點(diǎn)。41、試比較掃描電鏡與透射電鏡成像原理？42、試比較波譜儀與能譜儀在進(jìn)行微區(qū)化學(xué)成分分析時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)？43、電子衍射的原理和X射線衍射原理有何異同？44、簡述TEM、SEM、EPMA和AES分析方法的各自特點(diǎn)及用途？45、電子衍射分析的基本公式是在什么條件下導(dǎo)出的？公式中各項(xiàng)的含義是什么？46、掃描電子顯微鏡與透射電鏡相比具有哪些特點(diǎn)？47、單晶電子衍射花樣的標(biāo)定有哪幾種方法？48、為什么掃描電鏡的分辨率和信號的種類有關(guān)？試將各種信號的分辨率高低作一比較。49、試述二次電子像的襯度和背散射電子像的襯度各有何特點(diǎn)？50、分別從原理、衍射特點(diǎn)及應(yīng)用方面比較X射線衍射和透射電鏡中的電子衍射在材料結(jié)構(gòu)分析中的異同點(diǎn)。51、簡述SEM中電子束與樣品發(fā)生作用時(shí)產(chǎn)生的主要物理信號及其特點(diǎn)。52、何為波譜儀和能譜儀？說明其工作的三種基本方式，并比較波譜儀和能譜儀的優(yōu)缺點(diǎn)。53、倒易點(diǎn)陣與正點(diǎn)陣之間關(guān)系如何？倒易點(diǎn)陣與晶體的電子衍射斑點(diǎn)之間有何對應(yīng)關(guān)系？54、說明透射電子顯微鏡成像系統(tǒng)的主要構(gòu)成部件、安裝位置、特點(diǎn)及其作用。55、什么是消光距離?影響晶體消光距離的主要物性參數(shù)和外界條件是什么?56、何謂電磁透鏡的像差？是怎樣產(chǎn)生的?如何來消除和減少像差?57、說明電子束與固體樣品表面作用所激發(fā)出信號的性質(zhì)、主要特征和用途?58、何為波譜儀和能譜儀？說明其工作的三種基本方式，并比較波譜儀和能譜儀的優(yōu)缺點(diǎn)。59、制備薄膜樣品的基本要求是什么?具體工藝過程如何?雙噴減薄與離子減薄各適用于制備什么樣品?60、已知Cu3Au為面心立方結(jié)構(gòu)，可以以有序和無序兩種結(jié)構(gòu)存在，請畫出其有序和無序結(jié)構(gòu)[001]晶帶的電子衍射花樣，并標(biāo)定出其指數(shù)。61、說明透射電子顯微鏡成像系統(tǒng)的主要構(gòu)成、安裝位置、特點(diǎn)及其作用。62、什么是消光距離?影響晶體消光距離的主要物性參數(shù)和外界條件是什么?63、何為晶帶定理和零層倒易截面?說明同一晶帶中各晶面及其倒易矢量與晶帶軸之間的關(guān)系。64、已知Cu3Au為面心立方結(jié)構(gòu)，可以以有序和無序兩種結(jié)構(gòu)存在，請畫出其有序和無序結(jié)構(gòu)[001]晶帶的電子衍射花樣，并標(biāo)定出其指數(shù)。65、二次電子像和背散射電子像在顯示表面形貌襯度時(shí)有何相同與不同之處?說明二次電子像襯度形成原理。66、簡要說明多晶（納米晶體）、單晶及非晶衍射花樣的特征及形成原理。67、什么是雙光束衍射？電子衍襯分析時(shí)，為什么要求在近似雙光束條件下進(jìn)行？68、紅外譜圖在2100-2400cm-1有吸收峰，則可能含有幾種什么基團(tuán)？69、如何利用紅外和紫外光譜區(qū)分醇羥基與酚羥基？70、紅外測試樣品時(shí)，如何去除干凈游離水？若含游離水，譜圖在哪里有吸收峰?71、紅外譜圖在1600cm-1有吸收峰，則樣品可能含有幾種什么基團(tuán)？72、含苯環(huán)的紅外譜圖中，關(guān)聯(lián)峰可能出現(xiàn)在哪4個(gè)波數(shù)范圍?73、紅外譜圖在3000-3100cm-1有吸收峰，則可能含有幾種什么基團(tuán)？74、如何計(jì)算有機(jī)分子的不飽和度？75、分析下圖，指出可能存在的基團(tuán)，并寫出依據(jù)。

76、分析譜圖，指出可能含有的基團(tuán)，并寫出依據(jù)。

77、分別指出譜圖中標(biāo)記的各吸收峰所對應(yīng)的基團(tuán)?78、分析譜圖，指出可能含有什么基團(tuán)，為什么?79、分析譜圖，指出可能含有什么基團(tuán)，為什么?

80、分析譜圖，指出可能含有什么基團(tuán)，為什么？

五、綜合分析與計(jì)算題1、欲用Mo靶X射線管激發(fā)Cu的熒光X射線輻射，所需施加的最低管電壓是多少？激發(fā)出的熒光輻射的波長是多少？2、計(jì)算0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X射線的振動頻率和能量3、α-Fe屬立方晶系，點(diǎn)陣參數(shù)。如用CrKαX射線（）照射，試求（110）、（200）及（211）可發(fā)生衍射的掠射角。4、多晶體（hkl）晶面的衍射積分強(qiáng)度為式中，，試說明各參數(shù)的物理意義，分析其對衍射強(qiáng)度的影響關(guān)系。5、簡述德拜法和衍射儀法在入射X射線的光束、試樣形狀、試樣吸收及衍射線的記錄方式方面的異同點(diǎn)。測角儀工作時(shí)，當(dāng)試樣表面與入射X射線束成40°角時(shí)，計(jì)數(shù)管與入射X射線束的夾角是多少？6、試述X射線粉末衍射儀由哪幾部分組成，它們各自作用有哪些？7、如何評價(jià)X射線探測器的性能，固體探測器與正比計(jì)數(shù)器、閃爍計(jì)數(shù)器比較有哪些優(yōu)點(diǎn)？8、物相定性分析的原理是什么？對食鹽進(jìn)行化學(xué)分析與物相定性分析，所得信息有何不同？9、試述X射線衍射單物相定性分析基本原理與分析步驟？10、試述物相定量分析的原理，試用K值法進(jìn)行物相定量分析的過程。11、試比較物相定量分析之內(nèi)標(biāo)法、外標(biāo)法、K值法、直接對比法和全譜擬合法的的優(yōu)缺點(diǎn)？12．試述計(jì)算機(jī)對粉末衍射實(shí)驗(yàn)圖譜進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的目的和內(nèi)容？13．物相定性分析第三代檢索程序?yàn)槭裁茨芸焖贉?zhǔn)確地進(jìn)行檢索？14、試述Rietveld提出的粉末衍射全譜擬合概念？全譜擬合法拓展粉末衍射分析哪些應(yīng)用？15、什么是多晶體衍射全譜線形擬合法？為什么說多晶體衍射全譜線形擬合法的應(yīng)用是X射線衍射分析的一次革命？16、試總結(jié)X射線粉末衍射花樣的背底來源，并提出一些防止和減少背底的措施？17、試舉一例說明X射線衍射粉末分析在材料研究中的應(yīng)用？18、通過敘述電子束與固體物質(zhì)相互作用，并說明所產(chǎn)生的物理信息及其特點(diǎn)和用途？19、單晶電子衍射花樣的標(biāo)定有哪幾種方法，如何標(biāo)定？20、試述透射電子顯微鏡的基本構(gòu)造及其工作原理？21、如何測定透射電鏡的分辨率與放大倍數(shù)。電鏡的哪些主要參數(shù)控制著分辨率與放大倍數(shù)？22、畫圖說明衍襯成像原理，并說明什么是明場像，暗場像和中心暗場像。23、什么是缺陷不可見判據(jù)？如何用不可見判據(jù)來確定位錯(cuò)的布氏矢量？24、掃描電鏡的成像原理與透鏡電鏡有不同？25、掃描電鏡的分辨率受哪些因素影響，用不同的信號成像時(shí)，其分辨率有何不同？所謂掃描電鏡的分辨率是指何中信號成像的分辨率？26、試述波譜儀和能譜儀各自的優(yōu)缺點(diǎn)？27、舉例說明電子探針的三種工作方式（點(diǎn)、線、面）在顯微成分分析中的應(yīng)用。28、分析比較電子探針和離子探針和俄歇譜儀的分辨率、分析樣品表層深度和分析精度。說明它們各自適用于分析哪類樣品。29、什么是倒易點(diǎn)陣？其與正點(diǎn)陣之間的關(guān)系如何?具有那些基本性質(zhì)？畫出fcc和bcc晶體對應(yīng)的倒易點(diǎn)陣，并標(biāo)出基本矢量a*,

b*,

c*。30、分別從原理、衍射特點(diǎn)及應(yīng)用方面比較X射線衍射和透射電鏡中的電子衍射在材料結(jié)構(gòu)分析中的異同點(diǎn)。31、請導(dǎo)出電子衍射的基本公式，解釋其物理意義，并闡述倒易點(diǎn)陣與電子衍射圖之間有何對應(yīng)關(guān)系?解釋為何對稱入射(B//[uvw])時(shí)，即只有倒易點(diǎn)陣原點(diǎn)在愛瓦爾德球面上，也能得到除中心斑點(diǎn)以外的一系列衍射斑點(diǎn)?32、單晶電子衍射花樣的標(biāo)定有哪幾種方法？圖1是某低碳鋼基體鐵素體相的電子衍射花樣，請以嘗試—校核法為例，說明進(jìn)行該電子衍射花樣標(biāo)定的過程與步驟。

圖1某低碳鋼基體鐵素體相的電子衍射花樣

33、何為偏離參量S？試分別畫出s+g

=s-g，s+g

=0以及s+g

>0時(shí)產(chǎn)生電子衍射的厄瓦爾德球構(gòu)圖。34、何為波譜儀和能譜儀？說明其工作的三種基本方式及其典型應(yīng)用，并比較波譜儀和能譜儀的優(yōu)缺點(diǎn)。要分析鋼中碳化物成分和基體中碳含量，應(yīng)選用哪種電子探針儀?為什么?35、什么是衍射襯度?畫圖說明衍襯成像原理，并說明什么是明場像、暗場像和中心暗場像。36、何為偏離參量S？試分別畫出s+g

=s-g，s+g

=0以及s+g

>0時(shí)的厄瓦爾德球構(gòu)圖。37、已知某Ni基高溫合金的基體為面心立方結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)為a=3.597A，相機(jī)常數(shù)k=L。右圖是在照相底版負(fù)片上某晶帶的電子衍射花樣。以此圖為例，說明用嘗試—校核法進(jìn)行該電子衍射花樣標(biāo)定的過程與步驟。

38、利用簡易電子衍射裝置，從Bragg定律及其Ewald圖解出發(fā)，試推導(dǎo)電子衍射的基本公式，解釋其物理意義，并闡述電子衍射圖與倒易點(diǎn)陣的關(guān)系。39、已知某Ni基高溫合金的基體為面心立方結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)為a=3.597A，相機(jī)常數(shù)k=L。右圖是在照相底版負(fù)片上某晶帶的電子衍射花樣。以此圖為例，說明用嘗試—校核法進(jìn)行該電子衍射花樣標(biāo)定的過程與步驟。40、某碳?xì)浠衔锖?0碳，不飽和度為3。請寫出不同雙鍵排列的可能分子結(jié)構(gòu)，并列出相應(yīng)的紅外光譜和紫外光譜的吸收峰。41、某一經(jīng)純化的有機(jī)化合物，由質(zhì)譜獲悉其分子量為112，元素分析結(jié)果顯示：C：75.03%，H：10.46%，其余為氧。UV數(shù)據(jù)：樣品的環(huán)己烷溶液顯示兩個(gè)弱的吸收帶，λmax=219nm（ε=40）、291nm（ε=18）。其紅外譜圖如下，請計(jì)算其分子式，推測可能的分子結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)代材料檢測技術(shù)試題及答案第一章X射線學(xué)有幾個(gè)分支？每個(gè)分支的研究對象是什么？分析下列熒光輻射產(chǎn)生的可能性，為什么？（1）用CuKαX射線激發(fā)CuKα熒光輻射；（2）用CuKβX射線激發(fā)CuKα熒光輻射；（3）用CuKαX射線激發(fā)CuLα熒光輻射。什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“熒光輻射”、“吸收限”、“俄歇效應(yīng)”、“發(fā)射譜”、“吸收譜”？X射線的本質(zhì)是什么？它與可見光、紫外線等電磁波的主要區(qū)別何在？用哪些物理量描述它？產(chǎn)生X射線需具備什么條件？Ⅹ射線具有波粒二象性，其微粒性和波動性分別表現(xiàn)在哪些現(xiàn)象中？計(jì)算當(dāng)管電壓為50kv時(shí)，電子在與靶碰撞時(shí)的速度與動能以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大動能。特征X射線與熒光X射線的產(chǎn)生機(jī)理有何異同？某物質(zhì)的K系熒光X射線波長是否等于它的K系特征X射線波長？連續(xù)譜是怎樣產(chǎn)生的？其短波限與某物質(zhì)的吸收限有何不同（V和VK以kv為單位）？Ⅹ射線與物質(zhì)有哪些相互作用？規(guī)律如何？對x射線分析有何影響？反沖電子、光電子和俄歇電子有何不同？試計(jì)算當(dāng)管壓為50kv時(shí)，Ⅹ射線管中電子擊靶時(shí)的速度和動能，以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大能量是多少？為什么會出現(xiàn)吸收限？K吸收限為什么只有一個(gè)而L吸收限有三個(gè)？當(dāng)激發(fā)X系熒光Ⅹ射線時(shí)，能否伴生L系？當(dāng)L系激發(fā)時(shí)能否伴生K系？已知鉬的λKα?，鐵的λKα?及鈷的λKα?，試求光子的頻率和能量。試計(jì)算鉬的K激發(fā)電壓，已知鉬的λK?。已知鈷的K激發(fā)電壓VK＝7.71kv，試求其λK。X射線實(shí)驗(yàn)室用防護(hù)鉛屏厚度通常至少為lmm，試計(jì)算這種鉛屏對CuKα、MoKα輻射的透射系數(shù)各為多少？如果用1mm厚的鉛作防護(hù)屏，試求CrKα和MoKα的穿透系數(shù)。厚度為1mm的鋁片能把某單色Ⅹ射線束的強(qiáng)度降低為原來的23.9％，試求這種Ⅹ射線的波長。試計(jì)算含Wc＝0.8％，Wcr＝4％，Ww＝18％的高速鋼對MoKα輻射的質(zhì)量吸收系數(shù)。欲使鉬靶Ⅹ射線管發(fā)射的Ⅹ射線能激發(fā)放置在光束中的銅樣品發(fā)射K系熒光輻射，問需加的最低的管壓值是多少？所發(fā)射的熒光輻射波長是多少？什么厚度的鎳濾波片可將CuKα輻射的強(qiáng)度降低至入射時(shí)的70％？如果入射X射線束中Kα和Kβ強(qiáng)度之比是5：1，濾波后的強(qiáng)度比是多少？已知μmα2／g，μmβ＝290cm2／g。如果Co的Kα、Kβ輻射的強(qiáng)度比為5：1，當(dāng)通過涂有15mg／cm2的Fe2O3濾波片后，強(qiáng)度比是多少？已知Fe2O3的ρ=5.24g／cm3，鐵對CoKα的μm＝371cm2／g，氧對CoKβ的μm＝15cm2／g。計(jì)算0.071nm（MoKα）和0.154nm（CuKα）的Ⅹ×1018s-l×10-l5×1018s-1×10-15J）以鉛為吸收體，利用MoKα、RhKα、AgKαX射線畫圖，用圖解法證明式（1-16）的正確性。（鉛對于上述Ⅹ射線的質(zhì)量吸收系數(shù)分別為122.8，84.13，66.14cm2／g）。再由曲線求出鉛對應(yīng)于管電壓為30kv條件下所發(fā)出的最短波長時(shí)質(zhì)量吸收系數(shù)。計(jì)算空氣對CrKα×10-3g／cm3）。（答案：26.97cm2×10-2cm-1為使CuKα線的強(qiáng)度衰減1／2，需要多厚的Ni濾波片？（Ni的密度為8.90g／cm3）。CuKα1和CuKα2的強(qiáng)度比在入射時(shí)為2：1，利用算得的Ni濾波片之后其比值會有什么變化？試計(jì)算Cu的K系激發(fā)電壓。（答案：8980Ⅴ）試計(jì)算Cu的Kαl射線的波長。（答案：0.1541nm）.X射線學(xué)有幾個(gè)分支？每個(gè)分支的研究對象是什么？答：X射線學(xué)分為三大分支：X射線透射學(xué)、X射線衍射學(xué)、X射線光譜學(xué)。X射線透射學(xué)的研究對象有人體，工件等，用它的強(qiáng)透射性為人體診斷傷病、用于探測工件內(nèi)部的缺陷等。X射線衍射學(xué)是根據(jù)衍射花樣，在波長已知的情況下測定晶體結(jié)構(gòu)，研究與結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)的各種問題。X射線光譜學(xué)是根據(jù)衍射花樣，在分光晶體結(jié)構(gòu)已知的情況下，測定各種物質(zhì)發(fā)出的X射線的波長和強(qiáng)度，從而研究物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)和成分。分析下列熒光輻射產(chǎn)生的可能性，為什么？（1）用CuKαX射線激發(fā)CuKα熒光輻射；（2）用CuKβX射線激發(fā)CuKα熒光輻射；（3）用CuKαX射線激發(fā)CuLα熒光輻射。答：根據(jù)經(jīng)典原子模型，原子內(nèi)的電子分布在一系列量子化的殼層上，在穩(wěn)定狀態(tài)下，每個(gè)殼層有一定數(shù)量的電子，他們有一定的能量。最內(nèi)層能量最低，向外能量依次增加。根據(jù)能量關(guān)系，M、K層之間的能量差大于L、K成之間的能量差，K、L層之間的能量差大于M、L層能量差。由于釋放的特征譜線的能量等于殼層間的能量差，所以K?的能量大于Ka的能量，Ka能量大于La的能量。因此在不考慮能量損失的情況下：CuKa能激發(fā)CuKa熒光輻射；（能量相同）CuK?能激發(fā)CuKa熒光輻射；（K?>Ka）CuKa能激發(fā)CuLa熒光輻射；（Ka>la）什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“熒光輻射”、“吸收限”、“俄歇效應(yīng)”？答：⑴當(dāng)χ射線通過物質(zhì)時(shí)，物質(zhì)原子的電子在電磁場的作用下將產(chǎn)生受迫振動，受迫振動產(chǎn)生交變電磁場，其頻率與入射線的頻率相同，這種由于散射線與入射線的波長和頻率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干條件，故稱為相干散射。⑵當(dāng)χ射線經(jīng)束縛力不大的電子或自由電子散射后，可以得到波長比入射χ射線長的χ射線，且波長隨散射方向不同而改變，這種散射現(xiàn)象稱為非相干散射。⑶一個(gè)具有足夠能量的χ射線光子從原子內(nèi)部打出一個(gè)K電子，當(dāng)外層電子來填充K空位時(shí)，將向外輻射K系χ射線，這種由χ射線光子激發(fā)原子所發(fā)生的輻射過程，稱熒光輻射?；蚨螣晒狻＂戎甫稚渚€通過物質(zhì)時(shí)光子的能量大于或等于使物質(zhì)原子激發(fā)的能量，如入射光子的能量必須等于或大于將K電子從無窮遠(yuǎn)移至K層時(shí)所作的功W，稱此時(shí)的光子波長λ稱為K系的吸收限。⑸當(dāng)原子中K層的一個(gè)電子被打出后，它就處于K激發(fā)狀態(tài)，其能量為Ek。如果一個(gè)L層電子來填充這個(gè)空位，K電離就變成了L電離，其能由Ek變成El，此時(shí)將釋Ek-El的能量，可能產(chǎn)生熒光χ射線，也可能給予L層的電子，使其脫離原子產(chǎn)生二次電離。即K層的一個(gè)空位被L層的兩個(gè)空位所替代，這種現(xiàn)象稱俄歇效應(yīng)。產(chǎn)生X射線需具備什么條件？答：實(shí)驗(yàn)證實(shí):在高真空中，凡高速運(yùn)動的電子碰到任何障礙物時(shí)，均能產(chǎn)生X射線，對于其他帶電的基本粒子也有類似現(xiàn)象發(fā)生。電子式X射線管中產(chǎn)生X射線的條件可歸納為：1，以某種方式得到一定量的自由電子；2，在高真空中，在高壓電場的作用下迫使這些電子作定向高速運(yùn)動；3，在電子運(yùn)動路徑上設(shè)障礙物以急劇改變電子的運(yùn)動速度。Ⅹ射線具有波粒二象性，其微粒性和波動性分別表現(xiàn)在哪些現(xiàn)象中？答：波動性主要表現(xiàn)為以一定的頻率和波長在空間傳播，反映了物質(zhì)運(yùn)動的連續(xù)性；微粒性主要表現(xiàn)為以光子形式輻射和吸收時(shí)具有一定的質(zhì)量，能量和動量，反映了物質(zhì)運(yùn)動的分立性。計(jì)算當(dāng)管電壓為50kv時(shí)，電子在與靶碰撞時(shí)的速度與動能以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大動能。解：已知條件：U=50kv電子靜止質(zhì)量：m0×10-31kg×108m/s×10-19C×10-34電子從陰極飛出到達(dá)靶的過程中所獲得的總動能為×10-19C××10-18kJ由于E=1/2m0v02所以電子與靶碰撞時(shí)的速度為v0=(2E/m0)1/2×106m/s所發(fā)射連續(xù)譜的短波限λ0的大小僅取決于加速電壓λ0（??輻射出來的光子的最大動能為E0＝h?0＝hc/λ0×10-15J特征X射線與熒光X射線的產(chǎn)生機(jī)理有何異同？某物質(zhì)的K系熒光X射線波長是否等于它的K系特征X射線波長？答：特征X射線與熒光X射線都是由激發(fā)態(tài)原子中的高能級電子向低能級躍遷時(shí)，多余能量以X射線的形式放出而形成的。不同的是：高能電子轟擊使原子處于激發(fā)態(tài)，高能級電子回遷釋放的是特征X射線；以X射線轟擊，使原子處于激發(fā)態(tài)，高能級電子回遷釋放的是熒光X射線。某物質(zhì)的K系特征X射線與其K系熒光X射線具有相同波長。連續(xù)譜是怎樣產(chǎn)生的？其短波限與某物質(zhì)的吸收限有何不同（V和VK以kv為單位）？答當(dāng)ⅹ射線管兩極間加高壓時(shí)，大量電子在高壓電場的作用下，以極高的速度向陽極轟擊，由于陽極的阻礙作用，電子將產(chǎn)生極大的負(fù)加速度。根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)的理論，一個(gè)帶負(fù)電荷的電子作加速運(yùn)動時(shí)，電子周圍的電磁場將發(fā)生急劇變化，此時(shí)必然要產(chǎn)生一個(gè)電磁波，或至少一個(gè)電磁脈沖。由于極大數(shù)量的電子射到陽極上的時(shí)間和條件不可能相同，因而得到的電磁波將具有連續(xù)的各種波長，形成連續(xù)ⅹ射線譜。在極限情況下，極少數(shù)的電子在一次碰撞中將全部能量一次性轉(zhuǎn)化為一個(gè)光量子，這個(gè)光量子便具有最高能量和最短的波長，即短波限。連續(xù)譜短波限只與管壓有關(guān)，當(dāng)固定管壓，增加管電流或改變靶時(shí)短波限不變。原子系統(tǒng)中的電子遵從泡利不相容原理不連續(xù)地分布在K,L,M,N等不同能級的殼層上，當(dāng)外來的高速粒子（電子或光子）的動能足夠大時(shí)，可以將殼層中某個(gè)電子擊出原子系統(tǒng)之外，從而使原子處于激發(fā)態(tài)。這時(shí)所需的能量即為吸收限，它只與殼層能量有關(guān)。即吸收限只與靶的原子序數(shù)有關(guān)，與管電壓無關(guān)。為什么會出現(xiàn)吸收限？K吸收限為什么只有一個(gè)而L吸收限有三個(gè)？當(dāng)激發(fā)K系熒光Ⅹ射線時(shí)，能否伴生L系？當(dāng)L系激發(fā)時(shí)能否伴生K系？答：一束X射線通過物體后，其強(qiáng)度將被衰減，它是被散射和吸收的結(jié)果。并且吸收是造成強(qiáng)度衰減的主要原因。物質(zhì)對X射線的吸收，是指X射線通過物質(zhì)對光子的能量變成了其他形成的能量。X射線通過物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的光電效應(yīng)和俄歇效應(yīng)，使入射X射線強(qiáng)度被衰減，是物質(zhì)對X射線的真吸收過程。光電效應(yīng)是指物質(zhì)在光子的作用下發(fā)出電子的物理過程。因?yàn)長層有三個(gè)亞層，每個(gè)亞層的能量不同，所以有三個(gè)吸收限，而K只是一層，所以只有一個(gè)吸收限。激發(fā)K系光電效應(yīng)時(shí)，入射光子的能量要等于或大于將K電子從K層移到無窮遠(yuǎn)時(shí)所做的功Wk。從X射線被物質(zhì)吸收的角度稱入K為吸收限。當(dāng)激發(fā)K系熒光X射線時(shí)，能伴生L系，因?yàn)長系躍遷到K系自身產(chǎn)生空位，可使外層電子遷入，而L系激發(fā)時(shí)不能伴生K系。已知鉬的λKα?，鐵的λKα?及鈷的λKα?，試求光子的頻率和能量。試計(jì)算鉬的K激發(fā)電壓，已知鉬的λK?。已知鈷的K激發(fā)電壓VK＝7.71kv，試求其λK。解：⑴由公式νKa=c/λKa及E＝hν有：對鉬，ν＝3×108×10-10×1018（Hz）×10-34××1018×10-15（J）對鐵，ν＝3×108×10-10×1018（Hz）×10-34××1018×10-15（J）對鈷，ν＝3×108×10-10×1018（Hz）×10-34××1018×10-15（J）⑵由公式λKK，對鉬VKλK＝1.24/0.0619=20(kv)對鈷λKK＝1.24/7.71=0.161(nm)=1.61(à)。X射線實(shí)驗(yàn)室用防護(hù)鉛屏厚度通常至少為lmm，試計(jì)算這種鉛屏對CuKα、MoKα輻射的透射系數(shù)各為多少？解：穿透系數(shù)IH/IO=e-μmρH，其中μm：質(zhì)量吸收系數(shù)/cm2g-1，ρ：密度/gcm-3H：厚度/cm，本題ρPbcm-3對CrKα，查表得μm=585cm2g-1，其穿透系數(shù)IH/IO=e-μmρH=e-585××=×e-289=對MoKα，查表得μm=141cm2g-1，其穿透系數(shù)IH/IO=e-μmρH=e-141××2×e-70=厚度為1mm的鋁片能把某單色Ⅹ射線束的強(qiáng)度降低為原來的23.9％，試求這種Ⅹ射線的波長。試計(jì)算含Wc＝0.8％，Wcr＝4％，Ww＝18％的高速鋼對MoKα輻射的質(zhì)量吸收系數(shù)。解：?IH＝I0e-(μ/ρ)ρH＝I0e-μmρH?式中μm＝μ/ρ稱質(zhì)量衷減系數(shù)，其單位為cm2／g，ρ為密度，H為厚度。-3.H=1mm,IH=23.9%I0帶入計(jì)算得μm＝5.30查表得：λ＝0.07107nm（MoKα）μm=ω1μm1+ω2μm2+…ωiμmiω1,ω2ωi為吸收體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而μm1，μm2μmi各組元在一定X射線衰減系數(shù)μm=0.8％×0.70＋4％×30.4＋18％×105.4＋（1－0.8％－4％－18％）×38.3=49.7612（cm2／g）欲使鉬靶X射線管發(fā)射的X射線能激發(fā)放置在光束中的銅樣品發(fā)射K系熒光輻射，問需加的最低的管壓值是多少？所發(fā)射的熒光輻射波長是多少？解：eVk=hc/λVk×10-34××108×10-19××10-10)=17.46(kv)λ0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm)其中h為普郎克常數(shù)，其值等于×10-34e為電子電荷，等于×10-19c故需加的最低管電壓應(yīng)≥(kv)，所發(fā)射的熒光輻射波長是0.071納米。什么厚度的鎳濾波片可將CuKα輻射的強(qiáng)度降低至入射時(shí)的70％？如果入射X射線束中Kα和Kβ強(qiáng)度之比是5：1，濾波后的強(qiáng)度比是多少？已知μmα2／g，μmβ＝290cm2／g。解：有公式I=I0e-umm=I0e-uρt查表得：3umα2/g因?yàn)镮=I0*70%-umαρt=㏑解得所以濾波片的厚度為又因?yàn)椋篒α=5Ι0e-μmαρtΙβ=Ι0e-μmβρt帶入數(shù)據(jù)解得Iα/Ιβ濾波之后的強(qiáng)度之比為29：1如果Co的Kα、Kβ輻射的強(qiáng)度比為5：1，當(dāng)通過涂有15mg／cm2的Fe2O3濾波片后，強(qiáng)度比是多少？已知Fe2O3的ρ=5.24g／cm3，鐵對CoKβ的μm＝371cm2／g，氧對CoKβ的μm＝15cm2／g。解：設(shè)濾波片的厚度為tt=15×10-3由公式I=I0e-Umρt得：Ia=5Ioe-UmaFet，Iβ=Ioe-Umρot；查表得鐵對CoKα的μm＝59.5,氧對CoKα的μm＝20.2；μm（Kα××20.2=47.71；μm（Kβ××Iα/Iβ=5e-Umαρt/e-Umβρt=5×exp(-μmFe2O3Kα××0.00286)/exp(-μmFe2O3Kβ××0.00286)=5×××××0.00286)=5×exp（3.24）=128答：濾波后的強(qiáng)度比為128：1。計(jì)算0.071nm（MoKα）和0.154nm（CuKα）的X射線的振動頻率和能量。解：對于某物質(zhì)X射線的振動頻率；能量W=h10m/s;J對于Mo=W=h==對于Cu=W=h==以鉛為吸收體，利用MoKα、RhKα、AgKαX射線畫圖，用圖解法證明式（1-16）的正確性。（鉛對于上述Ⅹ射線的質(zhì)量吸收系數(shù)分別為122.8，84.13，66.14cm2／g）。再由曲線求出鉛對應(yīng)于管電壓為30kv條件下所發(fā)出的最短波長時(shí)質(zhì)量吸收系數(shù)。解：查表得以鉛為吸收體即Z=82Kαλ3λ3Z3μmMo0.7140.364200698Rh0.6150.233128469Ag0.5670.182100349畫以μm為縱坐標(biāo)，以λ3Z3為橫坐標(biāo)曲線得K≈×10-4，可見下圖鉛發(fā)射最短波長λ×103λ3Z3×103μm=33cm3/g計(jì)算空氣對CrKα×10-3g／cm3）。解：μm=××40.1=22.16+8.02=30.18（cm2/g）μ=μm×ρ××10-3×10-2cm-1為使CuKα線的強(qiáng)度衰減1／2，需要多厚的Ni濾波片？（Ni的密度為8.90g／cm3）。CuKα1和CuKα2的強(qiáng)度比在入射時(shí)為2：1，利用算得的Ni濾波片之后其比值會有什么變化？解：設(shè)濾波片的厚度為t根據(jù)公式I/I0=e-Umρt；查表得鐵對CuKα的μm＝49.3（cm2/g）,有：1/2=exp(-μmρt)即t=-(ln0.5)/μmρ根據(jù)公式：μm=Kλ3Z3，CuKα1和CuKα2的波長分別為：0.154051和0.154433nm，所以μm=Kλ3Z3，分別為：49.18（cm2/g），49.56（cm2/g）Iα1/Iα2=2e-Umαρt/e-Umβρt=2×××××答：濾波后的強(qiáng)度比約為2：1。鋁為面心立方點(diǎn)陣，a=0.409nm。今用CrKa（=0.209nm）攝照周轉(zhuǎn)晶體相，X射線垂直于[001]。試用厄瓦爾德圖解法原理判斷下列晶面有無可能參與衍射：（111），（200），（220），（311），（331），（420）。答：有題可知以上六個(gè)晶面都滿足了hkl全齊全偶的條件。根據(jù)艾瓦爾德圖解法在周轉(zhuǎn)晶體法中只要滿足sin?<1就有可能發(fā)生衍射。由：Sin2?=λ2(h2+k2+l2)/4a2把（hkl）為以上六點(diǎn)的數(shù)代入可的：sin2?=0.195842624------------------------------(111);sin2?=0.261121498-------------------------------(200);sin2?=0.522246997-------------------------------(220);sin2?=0.718089621--------------------------------(311);sin2?=1.240376619---------------------------------(331);sin2?=1.305617494---------------------------------(420).有以上可知晶面（331），（420）的sin?>1。所以著兩個(gè)晶面不能發(fā)生衍射其他的都有可能。1．多晶體衍射的積分強(qiáng)度表示什么？今有一張用CuKα攝得的鎢（體心立方）的德拜圖相，試計(jì)算出頭4根線的相對積分強(qiáng)度（不計(jì)算A（θ）和e-2M，以最強(qiáng)線的強(qiáng)度為100）。頭4根線的θ值如下：線條θ0000答：多晶體衍射的積分強(qiáng)度表示晶體結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)條件對衍射強(qiáng)度影響的總和。即：查附錄F（P314），可知：0000不考慮A（θ）、e-2M、P和I1=100I2I3I4頭4根線的相對積分強(qiáng)度分別為100、43.45、26.75、20.62。第二章1、試畫出下列晶向及晶面（均屬立方晶系）：[111]。[121]，[21]，（00）（110），（123）（21）。2、下面是某立方晶系物質(zhì)的幾個(gè)晶面間距，試將它們從大到小按次序重新排列。（12）（100）（200）（11）（121）（111）（10）（220）（030）（21）（110）3、當(dāng)波長為的X射到晶體并出現(xiàn)衍射線時(shí)，相鄰兩個(gè)（hkl）反射線的程差是多少？相鄰兩個(gè)（HKL）反射線的程差又是多少？4、畫出Fe2B在平行于（010）上的部分倒易點(diǎn)。Fe2B屬正方晶系，點(diǎn)陣參數(shù)a=b=0.510nm,c=0.424nm。5、判別下列哪些晶面屬于[11]晶帶：（0），（13），（12），（2），（01），（212）。6、試計(jì)算（11）及（2）的共同晶帶軸。7、鋁為面心立方點(diǎn)陣，a=0.409nm。今用CrKa（=0.209nm）攝照周轉(zhuǎn)晶體相，X射線垂直于[001]。試用厄瓦爾德圖解法原理判斷下列晶面有無可能參與衍射：（111），（200），（220），（311），（331），（420）。8、畫出六方點(diǎn)陣（001）*倒易點(diǎn)，并標(biāo)出a*,b*，若一單色X射線垂直于b軸入射，試用厄爾德作圖法求出（120）面衍射線的方向。9、試簡要總結(jié)由分析簡單點(diǎn)陣到復(fù)雜點(diǎn)陣衍射強(qiáng)度的整個(gè)思路和要點(diǎn)。10、試述原子散射因數(shù)f和結(jié)構(gòu)因數(shù)的物理意義。結(jié)構(gòu)因數(shù)與哪些因素有關(guān)系?11、計(jì)算結(jié)構(gòu)因數(shù)時(shí)，基點(diǎn)的選擇原則是什么?如計(jì)算面心立方點(diǎn)陣，選擇(0，0，0)（1，1，0）、(0，1，0)與(1，0，0)四個(gè)原子是否可以，為什么?12、當(dāng)體心立方點(diǎn)陣的體心原子和頂點(diǎn)原子種類不相同時(shí)，關(guān)于H+K+L=偶數(shù)時(shí)，衍射存在，H+K+L=奇數(shù)時(shí)，衍射相消的結(jié)論是否仍成立?13、計(jì)算鈉原子在頂角和面心，氯原子在棱邊中心和體心的立方點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)因數(shù)，并討論。14、今有一張用CuKa輻射攝得的鎢(體心立方)的粉末圖樣，試計(jì)算出頭四根線條的相對積分強(qiáng)度[不計(jì)e-2M和A（）]。若以最強(qiáng)的一根強(qiáng)度歸一化為100，其他線強(qiáng)度各為多少?這些線條的值如下，按下表計(jì)算。線條/(*)HKLPfF2ΦPF2Φ強(qiáng)度歸一化12343．當(dāng)X射線在原子例上發(fā)射時(shí)，相鄰原子散射線在某個(gè)方向上的波程差若不為波長的整數(shù)倍，則此方向上必然不存在放射，為什么？答：因?yàn)閄射線在原子上發(fā)射的強(qiáng)度非常弱，需通過波程差為波長的整數(shù)倍而產(chǎn)生干涉加強(qiáng)后才可能有反射線存在，而干涉加強(qiáng)的條件之一必須存在波程差，且波程差需等于其波長的整數(shù)倍，不為波長的整數(shù)倍方向上必然不存在反射。2．下面是某立方晶系物質(zhì)的幾個(gè)晶面，試將它們的面間距從大到小按次序重新排列：（12），（100），（200），（11），（121），（111），（10），（220），（130），（030），（21），（110）。答：它們的面間距從大到小按次序是：（100）、（110）、（111）、（200）、（10）、（121）、（220）、（21）、（030）、（130）、（11）、（12）。5.下列哪些晶面屬于[11]晶帶？（1）、（1）、（231）、（211）、（101）、（01）、（13），（0），（12），（12），（01），（212），為什么？答：（0）（1）、（211）、（12）、（01）、（01）晶面屬于[11]晶帶，因?yàn)樗鼈兎暇Ф桑篽u+kv+lw=0。試簡要總結(jié)由分析簡單點(diǎn)陣到復(fù)雜點(diǎn)陣衍射強(qiáng)度的整個(gè)思路和要點(diǎn)。答:在進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)分析時(shí),重要的是把握兩類信息,第一類是衍射方向,即θ角,它在λ一定的情況下取決于晶面間距d。衍射方向反映了晶胞的大小和形狀因素,可以利用布拉格方程來描述。第二類為衍射強(qiáng)度,它反映的是原子種類及其在晶胞中的位置。簡單點(diǎn)陣只由一種原子組成，每個(gè)晶胞只有一個(gè)原子，它分布在晶胞的頂角上，單位晶胞的散射強(qiáng)度相當(dāng)于一個(gè)原子的散射強(qiáng)度。復(fù)雜點(diǎn)陣晶胞中含有n個(gè)相同或不同種類的原子，它們除占據(jù)單胞的頂角外，還可能出現(xiàn)在體心、面心或其他位置。

復(fù)雜點(diǎn)陣的衍射波振幅應(yīng)為單胞中各原子的散射振幅的合成。由于衍射線的相互干涉，某些方向的強(qiáng)度將會加強(qiáng)，而某些方向的強(qiáng)度將會減弱甚至消失。這樣就推導(dǎo)出復(fù)雜點(diǎn)陣的衍射規(guī)律——稱為系統(tǒng)消光（或結(jié)構(gòu)消光）。試述原子散射因數(shù)f和結(jié)構(gòu)因數(shù)的物理意義。結(jié)構(gòu)因數(shù)與哪些因素有關(guān)系?答：原子散射因數(shù):f=Aa/Ae=一個(gè)原子所有電子相干散射波的合成振幅/一個(gè)電子相干散射波的振幅，它反映的是一個(gè)原子中所有電子散射波的合成振幅。結(jié)構(gòu)因數(shù)：式中結(jié)構(gòu)振幅FHKL=Ab/Ae=一個(gè)晶胞的相干散射振幅/一個(gè)電子的相干散射振幅結(jié)構(gòu)因數(shù)表征了單胞的衍射強(qiáng)度，反映了單胞中原子種類，原子數(shù)目，位置對（HKL）晶面方向上衍射強(qiáng)度的影響。結(jié)構(gòu)因數(shù)只與原子的種類以及在單胞中的位置有關(guān)，而不受單胞的形狀和大小的影響。計(jì)算結(jié)構(gòu)因數(shù)時(shí)，基點(diǎn)的選擇原則是什么?如計(jì)算面心立方點(diǎn)陣，選擇(0，0，0)、（1，1，0）、(0，1，0)與(1，0，0)四個(gè)原子是否可以，為什么?答:基點(diǎn)的選擇原則是每個(gè)基點(diǎn)能代表一個(gè)獨(dú)立的簡單點(diǎn)陣，所以在面心立方點(diǎn)陣中選擇(0，0，0)、（1，1，0）、(0，1，0)與(1，0，0)四個(gè)原子作基點(diǎn)是不可以的。因?yàn)檫@4點(diǎn)是一個(gè)獨(dú)立的簡單立方點(diǎn)陣。當(dāng)體心立方點(diǎn)陣的體心原子和頂點(diǎn)原子種類不相同時(shí)，關(guān)于H+K+L=偶數(shù)時(shí)，衍射存在，H+K+L=奇數(shù)時(shí)，衍射相消的結(jié)論是否仍成立?答：假設(shè)A原子為頂點(diǎn)原子，B原子占據(jù)體心，其坐標(biāo)為：A：000（晶胞角頂）B：1/21/21/2（晶胞體心）于是結(jié)構(gòu)因子為：FHKL=fAei2π（0K+0H+0L）+fBei2π(H/2+K/2+L/2)=fA+fBeiπ(H+K+L)因?yàn)椋篹nπi=e－nπi=(－1)n所以，當(dāng)H+K+L=偶數(shù)時(shí):FHKL=fA+fBFHKL2=(fA+fB)2當(dāng)H+K+L=奇數(shù)時(shí):FHKL=fA－fBFHKL2=(fA－fB)2從此可見,當(dāng)體心立方點(diǎn)陣的體心原子和頂點(diǎn)原主種類不同時(shí)，關(guān)于H+K+L=偶數(shù)時(shí)，衍射存在的結(jié)論仍成立，且強(qiáng)度變強(qiáng)。而當(dāng)H+K+L=奇數(shù)時(shí)，衍射相消的結(jié)論不一定成立，只有當(dāng)fA=fB時(shí),FHKL=0才發(fā)生消光，若fA≠fB，仍有衍射存在，只是強(qiáng)度變?nèi)趿恕＝裼幸粡堄肅uKa輻射攝得的鎢(體心立方)的粉末圖樣，試計(jì)算出頭四根線條的相對積分強(qiáng)度（不計(jì)e-2M和A（））。若以最強(qiáng)的一根強(qiáng)度歸一化為100，其他線強(qiáng)度各為多少?這些線條的值如下，按下表計(jì)算。線條/(*)HKLPfF2Φ（θ）PF2Φ強(qiáng)度歸一化1234解：線條θ/（*）HKLPSinθ/λnm-1fF2ФPF2Ф強(qiáng)度歸一化1（11