《材料分析测试技术习题样本_1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料分析测试技术习题样本_1.docx（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、材料分析测试技术习题样本第一章1?什么是连续X射线谱？为什么存在短波限入0?答：对X射线管施加不同的电压，再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射线谱。在管电压很低,小于20kv时的曲线是连续的,称之为连续谱。大量能量为eV的自由电子与靶的原子整体碰撞时,由于到达靶的时间和条件不同,绝大多数电子要经太多次碰撞,于是产生一系列能量为hv的光子序列，构成连续的X射线谱，根据量子理论观点，当能量为eV的电子与靶的原子整体碰撞时,电子失去本人的能量,其中一部分以光子的形式辐射出去,在极限情况下,极少数的电子在一次碰撞中将全部的能量一次性转化
2、为一个光量子，这个光量子具有最高的能量和最短的波长，即入0。2.什么是特征X射线？它产生的机理是什么？为什么存在激发电压Vk?答：当X射线管电压超过某个临界值时，在连续谱的某个波长处出现强度峰，峰窄而尖锐,这些谱线之改变强度,而峰位置所对应的波长不便,即波长只与靶的原子序数有关,与电压无关,由于这种强度峰的波长反映了物质的原子序数特征，故称为特征X射线，由特征X射线构成的X射线谱叫做特征X射线谱。它的产生是与阳极靶物质的原子构造严密相关当外来的高速粒子电子或光子的动能足够大时,能够将壳层中的某个电子击出,或击到原子系统之外,击出原子内部的电子构成逸出电子,或使这个电子填补到未满的高能级上。于是
3、在原来位置出现空位,原子系统处于激发态,高能级的电子越迁到该空位处,同时将多余的能量e=hv=hc/入释放出来，变成光电子而成为德特征X射线。由于阴极射来的电子欲击出靶材的原子内层电子,比方k层电子,必须使其动能大于k层电子与原子核的结合能Ek或k层的逸出功Wk即有eVk=1/2mv2-Ek=Wk,故存在阴极电子击出靶材原子k电子所需要的临界激发电压Vk3、X射线与物质有哪些相互作用?答；X射线的散射：相干散射，非相干散射X射线的吸收：二次特征辐射当入射X射线的能量足够大时，会产生二次荧光辐射;光电效应：这种以光子激发原子所产生的激发和辐射经过;俄歇效应：当内层电子被击出成为光电子,高能级电子
4、越迁进入低能级空位,同时产生能量激发高层点成为光电子。4、线吸收系数卩|和质量吸收系数卩m的含义答：线吸收系数卩|:在X射线的传播方向上，单位长度的X射线强度衰减程度cm-1强度为I的入射X射线在均匀物质内部经过时，强度的衰减率与在物质内经过的距离x成正步-dI/I=卩dx,强度的衰减与物质内经过的距离x成正比。与物质种类、密度、波长有关。质量吸收系数卩m她的物理意义是单位重量物质对X射线的衰减量，卩/P=卩Hcm2/g与物质密度和物质状态无关，而与物质原子序数Z和卩m=k入3Z3,X射线波长有关。5、什么是吸收限?为什么存在吸收限?答:1当入射光子能量hv恰好击出吸收体的k层电子，其对应的入
5、k为击出电子所需要的入射光的最长波长，在光电效应产生的条件时，入k称为k系激发限，若讨论X射线的被物质吸收时，入k又称为吸收限。当入射X射线，恰好入=入k时，入射X射线被强烈的吸收。当能量增加，即入射入入k时，吸收程度小。6、怎样选择滤波片和阳极靶?为什么?答：质量吸收系数为卩m吸收限为入k的物质，能够强烈的吸收入=入k的入射X射线，在X射线衍射分析中，希望得到单色的入射X射线，因而需要将k系特征谱线滤掉一条。由于KB谱线波长更短，能量更高，能够选择吸收限入k恰好位于辐射源的Ka,KB之间的金属薄片作为滤波片，这样就能滤掉KB,而保留Ka,铝箔片假如太厚对Ka也会有吸收。在X射线衍射实验，若产
6、生荧光X射线，对衍射分析不利。针对试样的原子序数，能够调整靶材种类避免产生荧光辐射，若试样的K系吸收限为入k,应选择靶的Ka波长稍稍大于入k,，并尽量靠近入k，这样可产生K系荧光,而且吸收又最小,Z靶=Z试样+1第二章1、推到布拉格方程，讲明干预面及其指数HKL的含义，衍射极限条件是什么？答：根据波动光学理论，要产生干预，则必须由两束光线的光程差为波长为波长的整数倍,故有2dsin9=nXn=1、2、3这是晶面间距为1/n的实际存在或不存在的假象晶面的一级反射，将这个晶面叫干预面。其晶面指数称为干预指数,一般用HKL表示，H=nh,K=nk,L=nl,干预指数和晶面指数的明显差异是，干预指数有
7、公约数，入2d产生衍射的条件极限条件：晶面间距=半波长才能产生衍射角。2、什么是劳埃法，周转晶体法，具体讲明多晶粉末法的原理答：劳埃法：用连续谱波长不变照不动入射角不变的单晶体而产生衍射的方法。多晶法：用单色的X射线照射多晶体试样角，以知足布拉格方程。周转晶体法：用单色X射线照射旋转的单晶体产生衍射的方法波长不把单晶体研磨成粉末,就有足够多的(hkl)晶面,在2B方向上产生衍射衍射线构成单晶体旋转的衍射圆锥。AVV-*第三早证：设ABC是正点阵(hkl)?(b/k/h)0,(hkl)晶面。设讯是(hkl)面法向单位矢量，即9方向上单位矢量即邑单位矢量n0,dhkl等于ABC面在晶轴的截1、证实
8、(hkl)晶面,dhkl晶面组中距原点近期的平面/h,/k,/l/k/hAC，因而g距向n0投影得到dhkl,得3、扼要总结一个电子、原子、晶胞、单晶体、多晶体衍射强度思路逐一反射强度与引起散射的粒子两的平方成反比振动因子取决于29o答：1)一个电子将X射线散射后，在距电子为R处的强度为Ie=I0e2/(4n0m(?)(1+(cos29)2)/2。2)一个原子：lavZle,弓I入系数f为原子散射因子，f=Au/Ae=(lu/le)?5,评价原子散射能力。证。2、由布拉格方程推导衍射矢量方程羸S/肆/,S为单位矢量,ghk由图知:3)晶胞：F=A0/Ae=Efiei?,A0为一个单胞内所有原子
9、散射的相干散射波振幅，Ae为一个电子系的相干散射波振幅，F-以一个散射波振幅为单位所表征的晶胞散射波振幅,Fhkl=fj(sin9/入)4)单晶体:Ic=Ie|Fhkl|2|G|25)多晶体：4、点阵体心和旋点原子种类不同时，消光条件有什么变化？答:|Fhkl|与晶胞内原子的种类、原子个数、原子位置有关。1)体心:h+k+l=偶数时不消光,为奇数时消光2)面心：h、k、l为同性数时,即h+k,k+l,h+l为偶数时不消光。不同原子、散射因子f不同，进而构造因子不同，消光规律和发射强度都发生变化5、试述干预函数的意义答：干预函数|G|2表示衍射线本身的强度分度,在hkl倒易点阵周围|G|2不等于
10、0的区域成为选择反射区,选择反射区中心是严格知足布拉格方程的倒易点hkl,反射球与选择反射区任何部位相交都能产生衍射。6、讲明选择反射区与实际晶体之间的联络答：在hkl倒易点周围|G|2不等于0的区域成为选择反射区。选择反射区中心(倒易点上)是严格满注布拉格方程的倒易点hkl,反射球与选择反射区任何部位相交产生衍射。倒易点阵是与正点阵相对应量纲为长度倒数的一个三维空间点阵,在倒易空间中,hkl倒易点周围|G|2不等于0。电子衍射斑点就是与晶体相对应的倒易点阵中某一截面上点阵排列的点。第9章1、电子波有何特征?与可见光有何异同?电子显微镜的照明源是电子波,电子波的波长比可见光短十万倍,电子波的波长取决于电子运动的速度和质量入=h/mv2、分析电磁透镜对电子波的聚焦原理,讲明电磁透镜的构造对聚焦能力的影响答：电磁透镜是利用磁场来使电子波聚焦成像的,其焦距总是正的,焦距f=kUr/(IN)2,改变激磁电流,电磁透镜的焦距和放大倍数将发生相应变化,是一种变焦距倍率的会聚透镜。3、电磁透镜的像差是怎么产生的,怎样来消除和减少像差?答：像差分为两类,即几何像差和色差