第一章 X 射线物理学基础
3.讨论下列各组概念的关系 答案之一
(1）同一物质的吸收谱和发射谱；
答：λk 吸收 〈λk β发射〈λk α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：λk β发射（靶）〈λk 吸收(滤波片)〈λk α发射（靶）。任何材料对X 射线的吸收都有
一个K α线
和K β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:K α=0.15418nm K β=0.13922nm 。
(3）X 射线管靶材的发射谱与被照射试样的吸收谱。
答：Z 靶≤Z 样品+1 或 Z 靶>>Z 样品
X 射线管靶材的发射谱稍大于被照射试样的吸收谱，或X 射线管靶材的发射谱大大小于被照
射试样的吸收谱。在进行衍射分析时，总希望试样对X 射线应尽可能少被吸收，获得高的衍
射强度和低的背底。 答案之二
1）同一物质的吸收谱和发射谱；
答：当构成物质的分子或原子受到激发而发光，产生的光谱称为发射光谱，发射光谱的谱线
与组成物质的元素及其外围电子的结构有关。吸收光谱是指光通过物质被吸收后的光谱，吸
收光谱则决定于物质的化学结构，与分子中的双键有关。
2）X 射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。
答：可以选择λK 刚好位于辐射源的K α和K β之间的金属薄片作为滤光片，放在X 射线源
和试样之间。这时滤光片对K β射线强烈吸收，而对K α吸收却少。
6、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/λ
Vk=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×
10-34 e 为电子电荷，等于
1.602×
10-19c 故需加的最低[文档标题]
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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、非相干散射、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。
⑸原子钟一个K层电子被光量子击出后，L层中一个电子跃入K层填补空位，此时多余的能量使L层中另一个电子获得能量越出吸收体，这样一个K层空位被两个L层空位代替的过程称为俄歇效应。
第二章X 射线衍射方向
2、下面是某立方晶第物质的几个晶面，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）。
答：立方晶系中三个边长度相等设为a，则晶面间距为d=a/ 则它们的面间距从大小到按次序是：（100）、（110）、（111）、（200）、（210）、（121）、（220）、（221）、（030）、（130）、（311）、（123）。
3.
4、α-Fe 属立方晶体，点阵参数a=0.2866。如用CrKαX 射线（λ=0.2291mm）照射，试求（110）、（200）及（211）可发生衍射的掠射角。
答：立方晶系的晶面间距：= a / ，布拉格方程：2dsinθ=λ，故掠射角θ=arcsin（λ/2 ）,由以上公式得：2d(110)sinθ1=λ，得θ1=34.4°，同理θ2=53.1°，θ3=78.2°。
第三章X 射线衍射强度
3、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：洛伦兹因数是表示几何条件对衍射强度的影响。洛伦兹因数综合了衍射积分强度，参加衍射的晶粒分数与单位弧长上的积分强度。
4、多重性因数的物理意义是什么？某立方第晶体，其{100}的多重性因数是多少？如该晶体转变为四方系，这个晶体的多重性因数会发生什么变化？为什么？
答：（1）表示某晶面的等同晶面的数目。多重性因数越大，该晶面参加衍射的几率越大，相应衍射强度将增加。（2）其{100}的多重性因子是6；（3）如该晶体转变为四方晶系多重性因子是4；（4）这个晶面族的多重性因子会随对称性不同而改变。
5．总结简单点阵、体心点阵和面心点阵衍射线的系统消光规律。?
答：简单点阵不存在系统消光，
体心点阵衍射线的系统消光规律是(h+k+l)偶数时出现反射，(h+k+l)奇数时消光。?
面心点阵衍射线的系统消光规律是h,k,l全奇或全偶出现反射，h,k,l有奇有偶时消光。
6、多晶体衍射的积分强度表示什么？今有一张用CuKα摄得的钨（体心立方）的德拜相，试计算出头4 根线的相对积分强度（不计算A（θ）和e-2M,以最强线的强度为100）。头4 根线的θ值如下：
第四章
第五章
1.物相定性分析的原理是什么？对食盐进行化学分析与物相定性分析，所得信息有何不同？
答：物相定性分析的原理：X射线在某种晶体上的衍射必然反映出带有晶体特征的特定的衍射花样（衍射位置θ、衍射强度I），而没有两种结晶物质会给出完全相同的衍射花样，所以我们才能根据衍射花样与晶体结构一一对应的关系，来确定某一物相。
对食盐进行化学分析，只可得出组成物质的元素种类（Na,Cl等）及其含量，却不能说明其存在状态，亦即不能说明其是何种晶体结构，同种元素虽然成分不发生变化，但可以不同晶体状态存在，对化合物更是如此。定性分析的任务就是鉴别待测样由哪些物相所组成。
2.物相定量分析的原理是什么？试述用K值法进行物相定量分析的过程。
答：根据X射线衍射强度公式，某一物相的相对含量的增加，其衍射线的强度亦随之增加，所以通过衍射线强度的数值可以确定对应物相的相对含量。由于各个物相对X射线的吸收影响不同，X射线衍射强度与该物相的相对含量之间不成线性比例关系，必须加以修正。
这是内标法的一种，是事先在待测样品中加入纯元素，然后测出定标曲线的斜率即K值。当要进行这类待测材料衍射分析时，已知K值和标准物相质量分数ωs，只要测出a相强度Ia 与标准物相的强度Is的比值Ia/Is就可以求出a相的质量分数ωa。
第六章*
第七章*
第八章电子光学基础
5、电磁透镜景深和焦长主要受哪些因素影响？说明电磁透镜的景深大、焦长长，
是什么因素影响的结果？假设电磁透镜没有像差，也没有衍射 Airy 斑，即分辨率极高，此时它的景深和焦长如何？
答：景深受分辨本领和孔径半角α的影响焦长受分辨本领、放大倍数和孔径半角的影响电磁透镜景深大、焦长长，是孔径半角α影响的结果分辨率极高，景深和焦长将减小（趋于0）
第九章透射电子显微镜
（解答之一）4、分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜（像平面与物平面）之间的相对位置关系，并画出光路图。
答：如果把中间镜的物平面和物镜的像平面重合，则在荧光屏上得到一幅放大像，这就是电子显微镜中的成像操作，如图（a）所示。如果把中间镜的物平面和物镜的后焦面重合，则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样，这就是电子显微镜中的电子衍射操作，如图（b）所示。（解答之二）4.分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜（像平面与物平面）之间的相对位置关系，并画出光路图。
答：成像操作时中间镜是以物镜的像作为物成像，然后由投影镜进一步放大投到荧光屏上，即中间镜的物平面与物镜的像平面重合；衍射操作是以物镜的背焦点作为物成像，然后由投影镜进一步放大投到荧光屏上，即中间镜的物平面与物镜的背焦面重合。
第十章电子衍射
1.电子衍射与X射线衍射
电子衍射与X射线衍射相似，都是以满足（或基本满足）布拉
格方程作为产生衍射的必要条件。但由于电子波与X射线本身的
一些特性，使得二者的衍射有许多不同之处： 1）电子波的波长极短，衍射角很小； 2）电子衍射中，晶体倒易阵点会发生扩展，增
加了与爱瓦尔德球相交的机会，因而略为偏离布拉格条件的电子
束也能发生衍射； 3）由于电子波长短，反射球半径很大，θ角很
小的范围内反射球的球面可近似看成平面，从而可以认为电子衍
射产生的衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面内。这为晶体分
析带来很大方便； 4）原子对电子的散射能力远高于它对X射线的
散射能力，因而电子衍射束的强度较大，拍摄衍射花样的曝光时
间仅需几秒钟。
2. 倒易点阵与正点阵之间关系如何？倒易点阵与晶体的电子衍射斑点之间
有何对应关系？
第一问：1、倒易矢量垂直于正点阵中相应的晶面，或平行于它
的法向。2、倒易点阵中的一点代表的正点阵中的一组晶面。3、
倒易矢量的长度等于正点阵中相应品面间距的倒数。第二问：1、衍射斑点所对应的倒易矢量均基本满足布拉格条件 2、衍射斑点是
倒易点阵的与入射矢量垂直的零层倒易面的一部风。3、标准电子衍射花样是标准零层倒易截面的比例图像，关系为：R=Kg 4、衍射斑点所对应的各倒易点的结构因子均不为零 5、偏离矢量小于Smax 倒易点才能出现在衍射花样中。
4. 画出fcc和bcc晶体的倒易点阵，并标出基本矢量a*, b*, c*。答：倒易点阵与正点阵互为倒易。
（课本124页图10-2）
5.何为晶带定理和零层倒易截面? 说明同一晶带中各晶面及其倒易矢量与晶带轴之间的关系。
答:晶体中,与某一晶向[uvw]平行的所有晶面(HKL)属于同一晶带,称为[uvw]晶带,该晶向[uvw]称为此晶带的晶带轴,它们之间存在这样的关系: Hu+Kv+Lw=0 取某点 O*为倒易原点,则该晶带所有晶面对应的倒易矢(倒易点)将处于同一倒易平面中,这个倒易平面与 Z 垂直。由正、倒空间的对应关系,与 Z 垂直的倒易面为(uvw)*,即 [uvw]⊥(uvw)*,因此,由同晶带的晶面构成的倒易面就可以用(uvw)*表示,且因为过原点 O*,则称为 0 层倒易截面(uvw)*。
7. 为何对称入射（B//[uvw]）时，即只有倒易点阵原点在埃瓦尔德球面上，也能得到除中心斑点以外的一系列衍射斑点？
答：薄晶体电子衍射时，倒易阵点延伸成杆状是获得零层道义截面比例图像的主要原因，即尽管在对称入射情况下，倒易点阵原点附近的扩展了的倒易阵点也能与埃瓦尔德球相交而得到中心斑点强而周围斑点弱的若干个衍射斑点。其他一些因素也可以促进电子衍射花样的形成，例如：电子束的波长短：使埃瓦尔德球在小角度范围内球面接近平面：加速电压波动，使埃瓦尔德球面有一定的厚度，电子束有一定的发散度等
第一章X 射线物理学基础 1、在原子序24(Cr）到74（W）之间选择7 种元素,根据它们的特征谱波长（Kα），用图解法验证莫塞莱定律。（答案略） 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 t 6、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/λ Vk=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。626×10-34 e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、非相干散射、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。 ⑸原子钟一个K层电子被光量子击出后，L层中一个电子跃入K层填补空位，此时多余的能量使L层中另一个电子获得能量越出吸收体，这样一个K层空位被两个L层空位代替的过程称为俄歇效应. 第二章X 射线衍射方向 2、下面是某立方晶第物质的几个晶面，试将它们的面间距从大到小按次序重新排列：(123），(100），（200），（311），(121），(111），（210）,（220）,（130），（030），（221），(110）。 答：立方晶系中三个边长度相等设为a，则晶面间距为d=a/ 则它们的面间距从大小到按次序是:（100）、（110)、（111)、（200）、（210）、（121）、（220)、（221）、(030）、（130）、(311）、（123）。 4、α—Fe 属立方晶体，点阵参数a=0.2866。如用CrKαX 射线（λ=0。2291mm）照射，试求(110)、（200）及（211）可发生衍射的掠射角. 答:立方晶系的晶面间距：= a / ，布拉格方程：2dsinθ =λ ，故掠射角θ =arcsin(λ /2 ），由以上公式得：2d(110)sinθ 1=λ ，得θ 1=34.4°,同理θ 2=53.1°，θ 3=78.2°。 6、判别下列哪些晶面属于［111]晶带：（110），（231），（231),(211）,（101)，（133），（112），（132)，（011），（212）。 答:（110）、(231)、(211)、（112）、(101)、（011）属于[111］晶带.因为它们符合晶带定律公式:hu+kv+lw=0
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 t 6、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/λ Vk=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6.626×10-34 e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。 ⑸原子钟一个K层电子被光量子击出后，L层中一个电子跃入K层填补空位，此时多余的能量使L层中另一个电子获得能量越出吸收体，这样一个K层空位被两个L层空位代替的过程称为俄歇效应。 第二章X 射线衍射方向 2、下面是某立方晶第物质的几个晶面，试将它们的面间距从大到小按次序重新排列：（123），（100），（200），（311），（121），（111），（210），（220），（130），（030），（221），（110）。 答：立方晶系中三个边长度相等设为a，则晶面间距为d=a/ 则它们的面间距从大小到按次序是：（100）、（110）、（111）、（200）、（210）、（121）、（220）、（221）、（030）、（130）、
第一章 X 射线物理学基础 3.讨论下列各组概念的关系 答案之一 (1）同一物质的吸收谱和发射谱； 答：λk 吸收 〈λk β发射〈λk α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：λk β发射（靶）〈λk 吸收(滤波片)〈λk α发射（靶）。任何材料对X 射线的吸收都有 一个K α线 和K β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:K α=0.15418nm K β=0.13922nm 。 (3）X 射线管靶材的发射谱与被照射试样的吸收谱。 答：Z 靶≤Z 样品+1 或 Z 靶>>Z 样品 X 射线管靶材的发射谱稍大于被照射试样的吸收谱，或X 射线管靶材的发射谱大大小于被照 射试样的吸收谱。在进行衍射分析时，总希望试样对X 射线应尽可能少被吸收，获得高的衍 射强度和低的背底。 答案之二 1）同一物质的吸收谱和发射谱； 答：当构成物质的分子或原子受到激发而发光，产生的光谱称为发射光谱，发射光谱的谱线 与组成物质的元素及其外围电子的结构有关。吸收光谱是指光通过物质被吸收后的光谱，吸 收光谱则决定于物质的化学结构，与分子中的双键有关。 2）X 射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。 答：可以选择λK 刚好位于辐射源的K α和K β之间的金属薄片作为滤光片，放在X 射线源 和试样之间。这时滤光片对K β射线强烈吸收，而对K α吸收却少。 6、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/λ Vk=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× 10-34 e 为电子电荷，等于 1.602× 10-19c 故需加的最低[文档标题] [文档副标题] 2015-1-4 BY ：二专业の学渣 材料科学与工程学院
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K 3线透射系数是K”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：科m a =49.03cm2 /g, m 3 = 290cm2/g, 有公式，，，故：，解得：t=8.35um t 6、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/ 入 Vk=6.626 X10-34 >2.998 M08/(1.602 M0-19 X0.71 M0-10)=17.46(kv) 入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 X10-34 e为电子电荷，等于1.602 X10-19C 故需加的最低管电压应声7.46(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x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x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x射线长的X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x射线光子从原子部打出一个K电子，当外层电子来填充K空位时，将向外辐射K系x射线，这种由x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x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层时所彳^的功W,称此时的光子波长入称为K系 的吸收限。 ⑸原子钟一个K层电子被光量子击出后，L层中一个电子跃入K层填补空位，此时多余的能量使L层中另一个电子获得能量越出吸收体，这样一个K层空位被两个L层空位代替的过 程称为俄歇效应。 第二章X射线衍射方向 2、下面是某立方晶第物质的几个晶面，试将它们的面间距从大到小按次序重新排列：(123 ), (100) , (200) , (311 ) , ( 121 ) , ( 111 ) , (210) , (220) , ( 130), (030), ( 221 ), (110)。 答：立方晶系中三个边长度相等设为a,则晶面间距为d=a/则它们的面间距从大小到按次
材料分析方法第三版课后答案【篇一：材料现代分析方法试题3(参考答案)】 ss=txt>一、基本概念题（共10题，每题5分） 1．试述获取衍射花样的三种基本方法及其用途？ 答：获取衍射花样的三种基本方法是劳埃法、旋转晶体法和粉末法。劳埃法主要用于分析晶体的对称性和进行晶体定向；旋转晶体法主 要用于研究晶体结构；粉末法主要用于物相分析。 3．试述罗伦兹三种几何因子各表示什么？ 答：洛伦兹因数第一种几何因子是表示样品中参与衍射的晶粒大小 对衍射强度的影响。，第二种几何因子是表示样品中参与衍射的晶 粒的数目对衍射强度的影响，第三种几何因子是表示样品中衍射线 位置对衍射强度的影响。 4．在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力？它们的衍射谱有什么特点？答：在一块冷轧钢板中可能存在三种内应力，它们是：第一 类内应力是在物体较大范围内或许多晶粒范围内存在并保持平衡的 应力。称之为宏观应力。它能使衍射线产生位移。第二类应力是在 一个或少数晶粒范围内存在并保持平衡的内应力。它一般能使衍射 峰宽化。第三类应力是在若干原子范围存在并保持平衡的内应力。 它能使衍射线减弱。 5．设[uvw]是(hkl)的法线，用正、倒空间的变换矩阵写出它们之间 的指数互换关系。 ＊＊＊答：[uvw]?＝〔〕[uv13wa11gaa?] 12??*?0?i?jg?aaa其中 2223?，ai?aj21??1i?j??6．给出简单立方、面心立方、体心立方以及密排六方晶体结构电子衍射发?a31a32a33?? 生消光的晶面指数规律。 答：常见晶体的结构消光规律 简单立方对指数没有限制（不会产生结构消光） f. c. ch. k. l. 奇偶混合 b. c. ch+k+l=奇数 h. c. ph+2k=3n, 同时l=奇数 体心四方h+k+l=奇数
第十四章 1、波谱仪和能谱仪各有什么优缺点? 优点:1）能谱仪探测X射线的效率高。 2）在同一时间对分析点内所有元素X射线光子的能量进行测定和计数，在几分钟内可得到定性分析结果，而波谱仪只能逐个测量每种元素特征波长。 3）结构简单，稳定性和重现性都很好 4）不必聚焦，对样品表面无特殊要求，适于粗糙表面分析。 缺点：1）分辨率低。 2）能谱仪只能分析原子序数大于11的元素；而波谱仪可测定原子序数从4到92间的所有元素。 3）能谱仪的Si(Li)探头必须保持在低温态，因此必须时时用液氮冷却。 分析钢中碳化物成分可用能谱仪；分析基体中碳含量可用波谱仪。 2、举例说明电子探针的三种工作方式（点、线、面）在显微成分分析中的应用。 答：(1)、定点分析：将电子束固定在要分析的微区上用波谱仪分析时，改变分光晶体和探测器的位置，即可得到分析点的X射线谱线；用能谱仪分析时，几分钟内即可直接从荧光屏（或计算机）上得到微区内全部元素的谱线。 (2)、线分析：将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征X射线信号（波长或能量）的位置把电子束沿着指定的方向作直线轨迹扫描，便可得到这一元素沿直线的浓度分布情况。改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。 (3)、面分析：电子束在样品表面作光栅扫描，将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征X射线信号（波长或能量）的位置，此时，在荧光屏上得到该元素的面分布图像。改变位置可得到另一元素的浓度分布情 况。也是用X射线调制图像的方法。 3、要在观察断口形貌的同时，分析断口上粒状夹杂物的化学成分，选用什么仪器？用怎样的操作方式进行具体分析？ 答：（1）若观察断口形貌，用扫描电子显微镜来观察：而要分析夹杂物的化学成分，得选用能谱仪来分析其化学成分。 (2)A、用扫描电镜的断口分析观察其断口形貌： a、沿晶断口分析：靠近二次电子检测器的断裂面亮度大，背面则暗，故短裤呈冰糖块状或呈石块状。沿晶断口属于脆性断裂，断口上午塑性变形迹象。 b、韧窝断口分析：韧窝的边缘类似尖棱，故亮度较大，韧窝底部比较平坦，图像亮度较低。韧窝断口是一种韧性断裂断口，无论是从试样的宏观变形行为上，还是从断口的微观区域上都能看出明显的塑性变形。韧窝断口是穿晶韧性断口。 c、解理断口分析：由于相邻晶粒的位相不一样，因此解理断裂纹从一个晶粒扩展到相邻晶粒内部时，在晶界处开始形成河流花样即解理台阶。解理断裂是脆性断裂，是沿着某特定的晶体学晶面产生的穿晶断裂。 d、纤维增强复合材料断口分析：断口上有很多纤维拔出。由于纤维断裂的位置不都是在基体主裂纹平面上，一些纤维与基体脱粘后断裂位置在基体中，所以断口山更大量露出的拔出纤维，同时还可看到纤维拔出后留下的
第一章 一、选择题 1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（） A.X射线透射学； B.X射线衍射学； C.X射线光谱学； D.其它 2. M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（） A.Kα； B. Kβ； C. Kγ； D. Lα。 3. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（） A．Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。 4. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（） A.短波限λ0； B. 激发限λk； C. 吸收限； D. 特征X射线 5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后，L层电子回迁K层，多余能量将另一个L层电子打出核外，这整个过程将产生（）（多选题） A.光电子； B. 二次荧光； C. 俄歇电子； D. （A+C） 二、正误题 1. 随X射线管的电压升高，λ0和λk都随之减小。（） 2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。（） 3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。（） 4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。（） 5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。（） 三、填空题 1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生X射线和X射线。 2. X射线与物质相互作用可以产生、、、、 、、、。 3. 经过厚度为H的物质后，X射线的强度为。 4. X射线的本质既是也是，具有性。 5. 短波长的X射线称，常用于；长波长的X射线称 ，常用于。 习题 1.X射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？ 2.分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？ （1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射； （2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射； （3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。 3.什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱 “吸收谱”？ 4.X射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理量 描述它？ 5.产生X射线需具备什么条件？ 6.Ⅹ射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？
第一章X射线物理学根底 2、假设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K 3线透射系数是K〞线透射系数的1/6,求滤波片的厚度. 答：因X光管是Cu靶,应选择Ni为滤片材料.查表得：科m a =49.03cm2 /g, m 3 = 290cm2/g, 有公式,,,故：,解得：t=8.35um t 6、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/ 入 Vk=6.626 X10-34 >2.998 M08/(1.602 M0-19 X0.71 M0-10)=17.46(kv) 入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 X10-34 e为电子电荷,等于1.602 X10-19C 故需加的最低管电压应声7.46(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x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x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x射线长的X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x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x射线,这种由x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x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层时所彳^的功W,称此时的光子波长入称为K系的吸收限. ⑸原子钟一个K层电子被光量子击出后,L层中一个电子跃入K层填补空位,此时多余的能量使L层中另一个电子获得能量越出吸收体,这样一个K层空位被两个L层空位代替的过 程称为俄歇效应. 第二章X射线衍射方向 2、下面是某立方晶第物质的几个晶面, 试将它们的面间距从大到小按次序重新排列：(123 ), (100) , (200) , (311 ) , ( 121 ) , ( 111 ) , (210) , (220) , ( 130), (030), ( 221 ), (110). 答：立方晶系中三个边长度相等设为a,那么晶面间距为d=a/那么它们的面间距从大小到按次 序是：(100)、(110)、(111)、(200)、(210)、(121)、(220)、(221)、(030)、(130)、
材料分析方法课后答案周玉 【篇一：材料分析方法考试重点】 纹衍射的图样，条纹间距随小孔尺寸的变大，衍射的图样的中心有 最大的亮斑，称为埃利斑。 2、差热分析是在程序的控制条件下，测量在升温、降温或恒温过 程中样品和参比物之间的温差。 3、差示扫描量热法（dsc）是在 程序控制条件下，直接测量样品在升温、降温或恒温过程中所吸收 的或放出的热量。 4、倒易点阵是由晶体点阵按照一定的对应关系建立的空间点阵， 此对应关系可称为倒易变换。 5、干涉指数在（hkl）晶面组（其晶面间距记为dhkl）同一空间 方位，设若有晶面间距为dhkl/n（n为任意整数）的晶面组（nh，nk，nl）即（h,k,l）记为干涉指数。 6、干涉面简化布拉格方程所引入的反射面（不需加工且要参与计 算的面）。 7、景深当像平面固定时（像距不变）能在像清晰地范围内，允许 物体平面沿透镜轴移动的最大距离。 8、焦长固定样品的条件下，像平面沿透镜主轴移动时能保持物象 清晰的距离范围。 9、晶带晶体中，与某一晶向【uvw】平行的所 有（hkl）晶面属于同一晶带，称为晶带 11、数值孔径子午光线能进入或离开纤芯（光学系统或挂光学器件）的最大圆锥的半顶角之余弦，乘以圆锥顶所在介质的折射率。 12、透镜分辨率用物理学方法(如光学仪器)能分清两个密切相邻物 体的程度 13 衍射衬度由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度成 为衍射衬度。 15质厚衬度由于样品不同区间存在原子序数或厚度的差异而形成 的非晶体样品投射电子显微图像衬度，即质量衬度，简称质厚衬度。制造水平。（√） 二、填空题 6）按入射电子能量的大小，电子衍射可分为（高能电子衍射）、 （低能电子衍射）及（反射式高能电子衍射）。 18）阿贝成像原理 可以简单地描述为两次（干涉）：平行光束受到有周期性特征物体 的衍射作用形成（衍射波），各级衍射波通过（物镜）重新在像平 面上形成反映物的特征的像。
绪论 1.材料研究方法分为（）答案:组织形貌分析;成分价键分析;分子结构分析;物 相分析 2.材料科学的主要研究内容包括（）答案:材料的成分结构;材料的性能;材料的 制备与加工 3.下列哪些内容不属于材料表面与界面分析（）答案:晶粒大小、形态 4.下列哪些内容属于材料微区分析（）答案:位错;裂纹大小;晶粒取向;晶格畸 变 5.下列哪些内容不属于材料成分结构分析（）答案:晶界组成、厚度;晶粒大小、 形态 第一章 1.扫描电子显微镜的分辨率已经达到了（）答案:1.0 nm 2.利用量子隧穿效应进行分析的仪器是答案:扫描隧道显微镜 3.能够对样品形貌和物相结构进行分析的是透射电子显微镜。答案:对 4.扫描隧道显微镜的分辨率可以到达原子尺度级别。答案:对 5.图像的衬度是（）答案:任意两点存在的明暗程度差异;任意两点探测到的信 号强度差异 6.对材料进行组织形貌分析包含哪些内容（）答案:材料的外观形貌;材料的表 面、界面结构信息;晶粒的大小;位错、点缺陷 7.光学显微镜的最高分辨率为（）答案:0.2 μm 8.下列说法错误的是（）答案:X射线波长为0.05~10 nm，可以作为显微镜的 照明源 9.1924年，（）提出运动的电子、质子、中子等实物粒子都具有波动性质答 案:德布罗意 10.电子束入射到样品表面后，会产生下列哪些信号（）答案:俄歇电子;背散射 电子;特征X射线;二次电子 第二章 1.第一台光学显微镜是由哪位科学家发明的（）答案:詹森父子 2.德国科学家恩斯特·阿贝有哪些贡献（）答案:阐明了光学显微镜的成像原理; 阐明了放大理论;解释了数值孔径等问题;发明了油浸物镜 3.光学显微镜包括（）答案:聚光镜;目镜;反光镜;物镜 4.下列关于光波的衍射，错误的描述是（）答案:遇到尺寸与光波波长相比或 更小的障碍物时，光线将沿直线传播 5.下列说法正确的是（）答案:衍射现象可以用子波相干叠加的原理解释;由于 衍射效应，样品上每个物点通过透镜成像后会形成一个埃利斑