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现代材料测试技术作业.

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现代材料测试技术

作业

第一章X射线衍射分析

一、填空题

1、X射线从本质上说,和无线电波、可见光、γ射线一样,也是一种。

2、尽管衍射花样可以千变万化,但是它们的基本要素只有三个:即、、。

3、在X射线衍射仪法中,对X射线光源要有一个基本的要求,简单地说,对光源的基本要求是、、。

4、利用吸收限两边相差十分悬殊的特点,可制作滤波片。

5、测量X射线衍射线峰位的方法有七种,它们分别是、、

、、、、。

6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种,它们分别是、

、。

7、特征X射线产生的根本原因是。

8、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种,它们分别是、

和字顺索引。

9、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分、、三种。

10、实验证明,X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类:和

11、当X射线穿过物质时,由于受到散射,光电效应等的影响,强度会减弱,这种现象称为。

12、用于X射线衍射仪的探测器主要有、、、,其中和应

用较为普遍。

13、X射线在近代科学和工艺上的应用主要有、、三个方面

14、X射线管阳极靶发射出的X射线谱分为两类、。

15、当X射线照射到物体上时,一部分光子由于和原子碰撞而改变了前进的方向,造成散射线;另一部分光子可能被原子吸收,产生;再有部分光子的能量可能在与原子碰撞过程中传递给了原子,成为。

二、名词解释

X-射线的吸收、连续x射线谱、特征x射线谱、相干散射、非相干散射、荧光辐射、光电效应、俄歇电子、质量吸收系数、吸收限、

三、问答与计算

1、某晶体粉末样品的XRD数据如下,请按Hanawalt法和Fink法分别列出其所有可能的检索组。★

2、产生特征X射线的根本原因是什么?

3、简述特征X-射线谱的特点。

4、推导布拉格公式,画出示意图。★

5、回答X射线连续光谱产生的机理。

6、简述以阴极射线的方式获得X射线所必须具备的条件。★

7、简述连续X射线谱的特征

8. x射线衍射仪对x光源的要求、光源单色化的方法★

9. 测角仪的调整要求?

10. 测角仪的工作原理以及各狭缝作用?

11. 哈纳瓦特与芬克索引的规则?

12. 定性物相分析的注意事项?★

电子显微分析部分(第2、3、4章)

一、填空题

1、电子显微分析是利用聚焦电子束与试样物质相互作用产生的各种物理信号,分析试样物质的、和。

2、电子显微镜可分为:、等几类。

3、电镜中,用透镜作电子枪,发射电子束;用透镜做会聚透镜,起成像和放大作用。

4、磁透镜和玻璃透镜一样,具有很多缺陷,因此会造成像差,像差包括:、

、________________和畸变。

5、当一束聚焦电子束沿一定方向射入试样时,在原子库仑电场作用下,入射电子方向改变,称为散射。原子对电子的散射可分为散射和散射。在散射过程中,电子只改变方向,而能量基本无损失。在散射过程中,电子不但改变方向,能量也有不同程度的减少,转变为、和等。

6、电子与固体物质相互作用过程中产生的各种电子信号,包括、、__________________和等。

7、块状材料是通过减薄的方法(需要先进行机械或化学方法的预减薄)制备成对电子束透明的薄膜样品。减薄的方法有、、和

等。

8、扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像,成像信号可以是、

或。

9、透射电子显微镜中高分辨率像有和。

10、电子显微分析是利用聚焦电子束与试样物质相互作用产生的各种物理信号,分析试样物质的、和。

二、名词解释

球差、色差、场深、焦深、弛豫、相互作用体积、质厚衬度、衍射衬度、相位衬度、轴上像散、场深、焦深、弹性散射、非弹性散射、驰豫、背散射电子、透射电子、吸收电子、二次电子、背散射电子等。

三、简答题

1、为什么现代的透射电镜除电子光源外都用磁透镜做会聚镜?

2、为何电子显微镜镜筒必须具有高真空?

3、电子衍射谱的特征?

4、 扫描电镜在探测二次电子时,为何要在栅网上加250V 电压?而在探测背散射电子时要

加-50V 电压?

5、 扫描电镜的衬度有哪些?各种衬度的典型衬度像是什么?

6、 在电镜上为什么能用能谱仪进行试样的成分分析?

7、 电子束做照明源制成电子显微镜具有更高的分辨本领?为什么? 8、 分析电子波长与加速电压间的定量关系。

9、 分析电子在静电场中的运动规律及静电透镜的聚焦成像原理。 10、TEM 薄膜试样制备方法有哪些? 11、质厚衬度原理及物镜光阑的作用?

四、问答题

1、 试述球差、色差产生的原因。

2、 简述二次电子的特点。

3、 在材料科学中透射电镜的样品有哪几类?在制备每类样品时要注意什么?

4、 高速入射的电子与试样物质相互作用后能产生哪些物理信号?这些信号可用于什么分

析测试手段上?★

5、 扫描电镜可用哪些物理信号调制成像?比较这些电子显微像的特点。

6、 TEM 工作原理?

7、 SEM 工作原理?★

8、 背散射电子的主要特点、成像的特征及其信号分离观察的原理。 9、二次电子的主要特点、成像的特征?★ 10、简述散射衬度像形成原因。 11、简述衍射衬度像形成原因。 12、简述相位衬度像形成原因。

五、 计算题

1、 在200kv 加速电压下拍得金的多晶衍射环,从里向外测得环的直径2R1=17.46mm ,

2R2=20.06 mm , 2R3=28.64 mm , 2R4=33.48 mm 。已知各金环对应的晶面间距分别为: d1=2.355?,d2=2.039,?d3=1.442?,d4=1.230?。试求透射电镜的相机常数K ?

2、 2、在200kv 加速电压下拍得金的多晶衍射环,从里向外测得环的直径2R1=17.46mm ,

2R2=20.06 mm , 2R3=28.64 mm , 2R4=33.48 mm 。已知各金环对应的晶面间距分别为:d1=2.355?,d2=2.039,?d3=1.442?,d4=1.230?。试求透射电镜的相机长度l ? ()

109785.01(25.126

V V -?+=

λ)★

在200kv 加速电压下拍得金的多晶衍射环,从里向外测得环的直径2R1=17.46mm ,2R2=20.06 mm , 2R3=28.64 mm , 2R4=33.48 mm 。已知透射电镜的相机常数K=20.562,试求各衍射环的晶面间距d ?()

109785.01(25.126

V V -?+=

λ)

光学显微分析部分(第5、6章)

一名词解释

光率体;一轴晶与二轴晶;光轴面;光性方位;解理;多色性与吸收性;突起;贝克线;四次消光;干涉色;补色法则;双折射率;延性;双晶;光程差;干涉图;分辨率;色散;折射;全反射;

二.填空

1 光率体的种类有, , ; 其形态分别为, , 。

2.偏光显微镜的调节与校正的内容主要有, , ,。3.干涉色级序的测定方法有, 。

4.晶体在单偏光镜下可以观察和测定的主要内容有, , ,, , 等。

5.影响光程差的因素有, , 。

6.锥光镜下研究矿物晶体时,可观察和测定的内容有, , ,等。

7.一轴晶光率体的主要切面有, , 三种。

8.二轴晶光率体的主要切面有, , ,,

五种。

9.根据薄片中晶体颗粒边棱的规则程度,可将晶体分为, , 三类。

10.具有解理的矿物,根据其解理发育的完善程度,可分为, , 三级。

11.根据薄片中晶体与树胶相对折射率的大小,将晶体的突起分为, , ,, , 六个等级。

12.在正交偏光镜下,矿物晶体的消光类型有, , 三种。13.干涉色级序的测定方法有, , 三种。

三.问答与计算

1. 标准薄片中,同一晶体的不同颗粒为何干涉色不同?晶体在什么切面上干涉色最高?为什么?★

2.对于一轴晶和二轴晶晶体,利用哪类干涉图可测定其光性正负?如何测定?试举例说明。3.矿物薄片中晶体的颜色和干涉色在成因上有何不同?影响干涉色的因素有哪些?★4.矿物薄片中晶体的边缘、糙面、突起和贝克线是怎样形成的?在偏光显微镜下观测矿物晶体时,它们有何用途?

5.通常都是用什么方法测定矿物的干涉色级序?简述其测定方法。

6.透辉石(CaO·MgO·SiO2)其光率体形态如图所示,试根据该图说明以下几个问题:

(1)透辉石属什么晶族光率体?

(2)该晶体的最大双折射率是多少?

(3)确定透辉石的光性方位和光性正负。

(4)绘出(100)、(010)、(001)面上的光率体切面,

并标明其折射率。

7.橄榄石晶体(010)面上测得主折射率为1.689和1.670,在(100)面上测得主折射率为1.654和1.670,求橄榄石:★

(1)最大双折射率;

(2)光性正负;

(3)光性方位;(用简式表示)

(4)光轴面与哪个晶面平行?

8.当入射光波为偏光,其振动方向与垂直入射光波的光率体椭圆切面半径之一平行时,光波进入晶体后的情况如何?如果入射光波的振动方向与垂直入射光波的光率体椭圆切面半径斜交时,光波进入晶体后的情况如何?

9.设橄榄石晶体薄片厚度为0.03mm,Ng=1.689, Nm=1.670, Np=1.654,其垂直Bxa和垂直Bxo切面上能见到什么样的干涉色?平行AP面的切面上又具有什么样的干涉色?

10.已知白云母的三个主折射率分别为Ng=1.601, Nm=1.596, Np=1.563,若要制造干涉色为一级灰白(R=147nm)的试板,在垂直Bxa切面上应取多大厚度?

11.欲要制造一级紫红(R=560nm)的石英试板,问平行于石英光轴切面上的切片厚度应为多少?(石英的Ne=1.553, No=1.544)

12.在紫苏辉石(010)面上测得主折射率为1.702和1.705 ,在(001)面上测得主折射率为1.702和1.692,求紫苏辉石

1)三个主折射率值;

2)最大双折射率;

3)光性正负:

4)光轴面与哪个晶面平行?

13..已知橄榄石的Ng=1.689, Nm=1.670, Np=1.654, 试说明:

1)光性正负;

2)Bxa及Bxo的光率体轴名称;

3)⊥Bxa及⊥Bxo的切面上双折射率各是多少?

4)最大双折射率是多少?

14.矿物的多色性在什么方向的切面上最明显?要确定一轴晶、二轴晶矿物的多色性公式,需选择什么方向的切片?

15.已知黑云母的三个主折射率分别为Ng=1.677, Nm=1.676, Np=1.623, 其相应的多色性为:Ng=深褐色,Nm=深褐色,Np=浅黄色,问:

1)黑云母哪一个切面上吸收性最大?哪一个切面上多色性最强?

3) 黑云母的哪一个切面上的颜色无变化?为什么?

16.普通角闪石⊥Bxa的薄片在单偏光镜下为蓝绿和棕绿色,平行光轴面的薄片在单偏光镜下为亮黄和蓝绿色,已知普通角闪石为负光性,试确定它的多色性。

17.已知普通辉石为正光性。一薄片在正交偏光镜间观察到‖AP切面的干涉色为二级黄(R=880nm),⊥Bxa切面的干涉色为一级亮灰(R=210nm),设Ng-Nm=0.019,求该薄片的厚度。

18.已知斜方晶系柱状硬石膏的主折射率分别为Ng=1.614,Nm=1.576,Np=1.571,取⊥Bxo 的切面制作石膏补色器(一级紫红,R=560nm),问切片厚度应为多少?

19.晶体切片置于锥光镜下,在视域中观察到两光轴出露点为图示1和2的位置。回答:(1)确定图中3、4、5、6各入射光出露点的光波振动方向;

(2)绘出干涉图(该晶体双折射率较小);★

(3)判断切片方向;

(4)假设如图加入试板后,干涉图上

锐角区干涉色升高,判断其光性正负。

20.某晶体切片置于锥光镜下,在视域中观察到两光轴出露点为图示1和2的位置。回答:(1)确定图中3、4、5、6各入射光出露点的光波振动方向;

(2)绘出干涉图(该晶体双折射率较小);

(3)判断切片方向;

(4)如图加入石膏试板后,

干涉图上锐角区干涉色

由灰白变为兰色,判断

其光性正负。

21.某一轴晶矿物,在锥光镜下观察到其光轴出露点位于图示1的位置:(1)确定图中2,3,4,5各入射光★

出露点的光波振动方向及轴名;

(3)绘出干涉图;

(4)若干涉图上明亮的区域干涉色

为一级灰白,如图加入石膏试板

后,其干涉色由灰白变为兰色,

确定其光性正负。

22.已知石英晶体为一轴晶正光性矿物,现有一石英垂直光轴的切片(标准厚度d=0.03mm)置于锥光镜下观察:

(1)画出所观察到的干涉图象;

(2)假如从2、4象限插入石膏试板,试说明四个象限内的干涉色变化。

23.某二轴晶矿物⊥Bxa切片置于锥光镜下观察:

(1)画出其45°位的干涉图象(干涉图上的干涉色为一级灰白);

(2)假设从2、4象限插入石膏试板后,干涉图上锐角区干涉色由灰白变为黄色,试确定其光性正负。

第七章热分析技术

一、填空题

1、、、和是热分析的四大支柱。

2、热分析法是所有在高温过程中测量物质性能技术的总称。

3、热重分析法包括:和两种类型。

4、热膨胀仪按照位移检测方法可分为:、、三种类型。

二、名词解释

1、差热分析

2、综合热分析

3、差示扫描量热分析

三、问答与计算

1、现代测试技术中,用哪种方法可以比较简单地确定白云石[CaMg(CO3)2]中混含有少量铁

的碳酸盐(FeCO3)杂质,并确定其含量。

2、某物质的DSC—TG曲线如图所示,试在图上标出每次热效应的反应起始点温度与反应终止点温度,并分析该物质可能的热过程。

3、什么是差示扫描量热分析?

4、简述热重分析的主要应用。

5、在差热曲线上如何确定反应起始点温度

6、影响热重曲线的主要因素有哪些?

7、简述影响差热曲线的因素。

8、某物质的DTA曲线上出现吸热峰,简要说明其可能发生的热效应。

9、简述综合热分析方法的优越性。

第八章红外光谱分析

一、填空题

1、光谱工作者把红外光分为三个区域:、、。

2、分子的总能量包括:。

3、实际分子以非常复杂的形式振动。但归纳起来,基本上属于两大类振动,即,。

4、弯曲振动细分为、、。

5、红外光谱法制备固体样品常用的方法有、、、等多种技术。

二、名词解释

伸缩振动、弯曲振动、简并等

三、问答题

1.分子的总能量包括那几部分?能级间隔各有何特征?各与什么样的电磁波相对应?★2.多原子分子中振动的基本类型?分子中可能有的振动数目是多少?

3.为什么会发生振动的简并?对红外光谱有何影响?

4.产生红外吸收的条件是什么?为什么?★

5.红外光谱图具有那些方面的特征?

6. 影响谱带位置(位移)的因素有那些?说明其影响规律和原因。★

7. 影响谱带强度的因素有那些?说明其影响规律和原因。

8. 红外分光光度计的操作性能及影响因素有那些?

9. 影响红外光谱图质量的试样因素有那些?如何影响?

10. 固体样品的制备—卤化物压片法★

第九章X光光谱分析

一、填空题

1、能谱仪主要由、、、、等组成。

2、能谱分析有四种基本方法:、、、和。

3、能谱分析要得到准确的分析结果,需选择适宜的工作条件包括、和X射线出射角等。

二、问答题

1、能谱仪工作原理?

2、简述能谱仪的主要性能指标。

3、在进行能谱成分分析是应注意什么问题。

4、为什么H、He、Li元素不能使用能谱仪检测?

现代测试技术课后习题详解答案 申忠如 西安交通大学出版社

现测课后习题答案 第1章 1. 直接的间接的 2. 测量对象测量方法测量设备 3. 直接测量间接测量组合测量直读测量法比较测量法时域测量频域测量数据域测量 4. 维持单位的统一,保证量值准确地传递基准量具标准量具工作用量具 5. 接触电阻引线电阻 6. 在对测量对象的性质、特点、测量条件(环境)认真分析、全面了解的前提下,根据对测量结果的准确度要求选择恰当的测量方法(方式)和测量设备,进而拟定出测量过程及测量步骤。 7. 米(m) 秒(s) 千克(kg) 安培(A) 8. 准备测量数据处理 9. 标准电池标准电阻标准电感标准电容 第2章 填空题 1. 系统随机粗大系统 2. 有界性单峰性对称性抵偿性 3. 置信区间置信概率 4. 最大引用0.6% 5. 0.5×10-1[100.1Ω,100.3Ω] 6. ± 7.9670×10-4±0.04% 7. 测量列的算术平均值 8. 测量装置的误差不影响测量结果,但测量装置必须有一定的稳定性和灵敏度 9. ±6Ω 10. [79.78V,79.88V]

计算题 2. 解: (1)该电阻的平均值计算如下: 1 28.504n i i x x n == =∑ 该电阻的标准差计算如下: ?0.033σ == (2)用拉依达准则有,测量值28.40属于粗大误差,剔除,重新计算有以下结果: 28.511?0.018x σ '='= 用格罗布斯准则,置信概率取0.99时有,n=15,a=0.01,查表得 0(,) 2.70g n a = 所以, 0?(,) 2.700.0330.09g n a σ =?= 可以看出测量值28.40为粗大误差,剔除,重新计算值如上所示。 (3) 剔除粗大误差后,生于测量值中不再含粗大误差,被测平均值的标准差为: ?0.0048σσ ''== (4) 当置信概率为0.99时,K=2.58,则 ()0.012m K V σ'?=±=± 由于测量有效位数影响,测量结果表示为 28.510.01x x m U U V =±?=± 4. 解: (1) (2) 最大绝对误差?Um=0.4,则最大相对误差=0.4%<0.5% 被校表的准确度等级为0.5 (3) Ux=75.4,测量值的绝对误差:?Ux=0.5%× 100=0.5mV

材料分析测试技术-习题

第一章 1.什么是连续X射线谱?为什么存在短波限λ0? 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,绝大多数电子要经过多次碰撞,于是产生一系列能量为hv的光子序列,形成连续的X射线谱,按照量子理论观点,当能量为eV的电子与靶的原子整体碰撞时,电子失去自己的能量,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λ0。 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,因为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结构紧密相关当外来的高速粒子(电子或光子)的动能足够大时,可以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形成逸出电子,或使这个电子填补到未满的高能级上。于是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/λ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,比如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eV k=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Vk。 3、X射线与物质有哪些互相作用? 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过程;俄歇效应:当内层电子被击出成为光电子,高能级电子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μl和质量吸收系数μm的含义 答:线吸收系数μl: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通过时,强度的衰减率与在物质内通过的距离x成正步-dI/I=μdx,强度的衰减与物质内通过的距离x成正比)。与物质种类、密度、波长有关。质量吸收系数μm:他的物理意义是单位重量物质对X射线的衰减量,μ/P=μm[cm2/g]与物质密度和物质状态无关,而与物质原子序数Z和μm=kλ3Z3,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刚好击出吸收体的k层电子,其对应的λk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,λk称为k系激发限,若讨论X射线的被物质吸收时,λk又称为吸收限。 当入射X射线,刚好λ=λk时,入射X射线被强烈的吸收。当能量增加,即入射λ〉λk时,吸收程度小。

现代材料测试技术复习题及答案

. ... .. 现代材料测试技术复习 第一部分 填空题: 1、X射线从本质上说,和无线电波、可见光、γ射线一样,也是一种电磁波。 2、尽管衍射花样可以千变万化,但是它们的基本要素只有三个:即衍射线的峰位、线形、强度。 3、在X射线衍射仪法中,对X射线光源要有一个基本的要求,简单地说,对光源的基本要稳定、强度大、光谱纯洁。 4、利用吸收限两边质量吸收系数相差十分悬殊的特点,可制作滤波片。 5、测量X射线衍射线峰位的方法有七种,它们分别是7/8高度法、峰巅法、切线法、弦中点法、中线峰法、重心法、抛物线法。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种,它们分别是哈那瓦尔特索引、芬克索引、字顺索引。 7、特征X射线产生的根本原因是原子层电子的跃迁。 8、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分连续扫描、步进扫描、跳跃步进扫描三种。 9、实验证明,X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类:连续X射线光谱和特征X射线光谱。 10、当X射线穿过物质时,由于受到散射,光电效应等的影响,强度会减弱,这种现象称为X射线的衰减。 11、用于X射线衍射仪的探测器主要有盖革-弥勒计数管、闪烁计数管、正比计数管、固体计数管,其中闪烁计数管和正比计数管应用较为普遍。 12、光源单色化的方法:试推导布拉格方程,解释方程中各符号的意义并说明布拉格方程的应用 名词解释 1、X-射线的衰减:当X射线穿过物质时,由于受到散射,光电效应等的影响,强度会减弱,这种现象称为X-射线的吸收。 2、短波限:电子一次碰撞中全部能量转化为光量子,此光量子的波长 3、吸收限:物质对电磁辐射的吸收随辐射频率的增大而增加至某一限度即骤然增大,称吸收限。吸收限:引起原子层电子跃迁的最低能量。 4、吸收限电子--hv 最长波长与原子序数有关 5、短波限 hv--电子最短波长与管电压有关 6、X射线:波长很短的电磁波 7、特征X射线:是具有特定波长的X射线,也称单色X射线。 8、连续X射线:是具有连续变化波长的X射线,也称多色X射线。 9、荧光X射线:当入射的X射线光量子的能量足够大时,可以将原子层电子击出,被打掉了层的受激原子将发生外层电子向层跃迁的过程,同时辐射出波长严格一定的特征X射线 10、二次特征辐射:利用X射线激发作用而产生的新的特征谱线 11、Ka辐射:电子由L层向K层跃迁辐射出的K系特征谱线 12、相干辐射:X射线通过物质时在入射电场的作用下,物质原子中的电子将被迫围绕其平衡位置振动,同时向四周辐射出与入射X射线波长相同的散射X射线,称之为经典散射。由于散射波与入射波的频率或波长相同,位相差恒定,在同一方向上各散射波符合相干条件,称为相干散射 13、非相干辐射: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 14、俄歇电子:原子中一个K层电子被激发出以后,L层的一个电子跃迁入K层填补空白,剩下的能量不是以辐射 15、原子散射因子:为评价原子散射本领引入系数f (f≤E),称系数f为原子散射因子。他是考虑了各个电子散射波的位相差之后原子中所有电子散射波合成的结果

现代测试技术习题解答--第二章--信号的描述与分析---副本

第二章 信号的描述与分析 补充题2-1-1 求正弦信号0()sin()x t x ωt φ=+的均值x μ、均方值2 x ψ和概率密度函数 p (x )。 解答: (1)0 00 11lim ()d sin()d 0T T x T μx t t x ωt φt T T →∞== +=? ? ,式中02π T ω = —正弦信号周期 (2) 2 222 2 2 0000 1 1 1cos 2() lim ()d sin ()d d 22 T T T x T x x ωt φψx t t x ωt φt t T T T →∞-+== += = ? ? ? (3)在一个周期内 012ΔΔ2Δx T t t t =+= 000 2Δ[()Δ]lim x x T T T t P x x t x x T T T →∞<≤+=== Δ0Δ000 [()Δ]2Δ2d ()lim lim ΔΔd x x P x x t x x t t p x x T x T x →→<≤+==== 正弦信号 x

2-8 求余弦信号0()sin x t x ωt 的绝对均值x μ和均方根值rms x 。 2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。

2-4周期性三角波信号如图2.37所示,求信号的直流分量、基波有效值、信号有效值及信号的平均功率。

2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。 补充题2-1-2 求周期方波(见图1-4)的傅里叶级数(复指数函数形式),划出|c n|–ω和φn–ω

图,并与表1-1对比。 解答:在一个周期的表达式为 00 (0)2 () (0) 2 T A t x t T A t ? --≤

现代材料测试技术作业

现代材料测试技术 作业

第一章X射线衍射分析 一、填空题 1、X射线从本质上说,和无线电波、可见光、γ射线一样,也是一种。 2、尽管衍射花样可以千变万化,但是它们的基本要素只有三个:即、、。 3、在X射线衍射仪法中,对X射线光源要有一个基本的要求,简单地说,对光源的基本要求是、、。 4、利用吸收限两边相差十分悬殊的特点,可制作滤波片。 5、测量X射线衍射线峰位的方法有六种,它们分别是、、 、、、。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种,它们分别是、 、。 7、特征X射线产生的根本原因是。 8、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种,它们分别是、 和字顺索引。 9、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分、、三种。 10、实验证明,X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类:和 11、当X射线穿过物质时,由于受到散射,光电效应等的影响,强度会减弱,这种现象称为。 12、用于X射线衍射仪的探测器主要有、、、,其中和应 用较为普遍。 13、X射线在近代科学和工艺上的应用主要有、、三个方面 14、X射线管阳极靶发射出的X射线谱分为两类、。 15、当X射线照射到物体上时,一部分光子由于和原子碰撞而改变了前进的方向,造成散射线;另一部分光子可能被原子吸收,产生;再有部分光子的能量可能在与原子碰撞过程中传递给了原子,成为。 二、名词解释 X-射线的吸收、连续x射线谱、特征x射线谱、相干散射、非相干散射、荧光辐射、光电效应、俄歇电子、质量吸收系数、吸收限、X-射线的衰减 三、问答与计算 1、某晶体粉末样品的XRD数据如下,请按Hanawalt法和Fink法分别列出其所有可能的检索组。 2、产生特征X射线的根本原因是什么? 3、简述特征X-射线谱的特点。 4、推导布拉格公式,画出示意图。 5、回答X射线连续光谱产生的机理。

材料分析测试技术复习题 附答案

材料分析测试技术复习题 【第一至第六章】 1.X射线的波粒二象性 波动性表现为: -以波动的形式传播,具有一定的频率和波长 -波动性特征反映在物质运动的连续性和在传播过程中发生的干涉、衍射现象 粒子性突出表现为: -在与物质相互作用和交换能量的时候 -X射线由大量的粒子流(能量E、动量P、质量m)构成,粒子流称为光子-当X射线与物质相互作用时,光子只能整个被原子或电子吸收或散射 2.连续x射线谱的特点,连续谱的短波限 定义:波长在一定范围连续分布的X射线,I和λ构成连续X射线谱 λ∞,波?当管压很低(小于20KV 时),由某一短波限λ 0开始直到波长无穷大长连续分布 ?随管压增高,X射线强度增高,连续谱峰值所对应的波长(1.5 λ 0处)向短波端移动 ?λ 0 正比于1/V, 与靶元素无关 ?强度I:由单位时间内通过与X射线传播方向垂直的单位面积上的光量子数的能量总和决定(粒子性观点描述)

?单位时间通过垂直于传播方向的单位截面上的能量大小,与A2成正比(波动性观点描述) 短波限:对X射线管施加不同电压时,在X射线的强度I 随波长λ变化的关系曲线中,在各种管压下的连续谱都存在一个最短的波长值λ0,称为短波限。 3.连续x射线谱产生机理 【a】.经典电动力学概念解释: 一个高速运动电子到达靶面时,因突然减速产生很大的负加速度,负加速度引起周围电磁场的急剧变化,产生电磁波,且具有不同波长,形成连续X射线谱。 【b】.量子理论解释: * 电子与靶经过多次碰撞,逐步把能量释放到零,同时产生一系列能量为hυi的光子序列,形成连续谱 * 存在ev=hυmax,υmax=hc/ λ0, λ0为短波限,从而推出λ0=1.24/ V (nm) (V为电子通过两极时的电压降,与管压有关)。 * 一般ev≥h υ,在极限情况下,极少数电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子 4.特征x射线谱的特点 对于一定元素的靶,当管压小于某一限度时,只激发连续谱,管压增高,射线谱曲线只向短波方向移动,总强度增高,本质上无变化。 当管压超过某一临界值后,在连续谱某几个特定波长的地方,强度突然显著

【现代测试技术】 作业题解

第二章习题 1.现校准为量程100mV ,表盘刻度为100等份毫伏表,见表。 题1:测量数据 被校表示值 U X (mV ) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 标准表示值 U 0(mV ) 9.9 20.0 30.4 39.8 50.2 60.4 70.3 79.9 89.7 99.9 绝对误差 ?U (mV ) -0.1 0.0 0.4 -0.2 0.2 0.4 0.3 -0.1 -0.3 -0.1 试求:①.计算各校准点的绝对误差,并填入表中; ②.确定被校表的准确度等级; 解: 最大引用误差为: 100%0.4%m nm m A A γ?=?= %a nm ≤γ 所以应该取a=0.5 2.某四位半数字电压表,量程为2V ,工作误差为?= ± (0.025%?U X +2个字) 用该表测量时,读数分别为0.0345V 和1.8567V ,试求两种情况下的测量误 差。从计算结果中可得到什么启示? 解:四位半仪表在2V 量程下的显示范围是 0~1.9999V ,分辨率为0.0001V 。 当测量值为0.0345V 时绝对误差和相对误差分别为: ()411 11 0.025%0.03450.00012 2.110100%0.6%X V A γ-?=±?+?=±??= ?=± 当测量值为1.8567V 时绝对误差和相对误差分别为: ()422 22 0.025% 1.85670.00012710100%0.04%X V A γ-?=±?+?=±??= ?=± 可以看出,测量结果的测量误差不仅和仪表的准确度有关,而且和量程的选择有关。测量值与量程越近,测量误差越小。 3.对某直流电压源的输出电压U 进行10次 ,读数如表所示。 题3:测量数据

《材料分析测试技术》试卷(答案)

《材料分析测试技术》试卷(答案) 一、填空题:(20分,每空一分) 1. X射线管主要由阳极、阴极、和窗口构成。 2. X射线透过物质时产生的物理效应有:散射、光电效应、透射X射线、和热。 3. 德拜照相法中的底片安装方法有:正装、反装和偏装三种。 4. X射线物相分析方法分:定性分析和定量分析两种;测钢中残余奥氏体的直接比较法就属于其中的定量分析方法。 5. 透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和像差两因素影响。 6. 今天复型技术主要应用于萃取复型来揭取第二相微小颗粒进行分析。 7. 电子探针包括波谱仪和能谱仪成分分析仪器。 8. 扫描电子显微镜常用的信号是二次电子和背散射电子。 二、选择题:(8分,每题一分) 1. X射线衍射方法中最常用的方法是( b )。 a.劳厄法;b.粉末多晶法;c.周转晶体法。 2. 已知X光管是铜靶,应选择的滤波片材料是(b)。 a.Co ;b. Ni ;c. Fe。 3. X射线物相定性分析方法中有三种索引,如果已知物质名时可以采用(c )。 a.哈氏无机数值索引;b. 芬克无机数值索引;c. 戴维无机字母索引。 4. 能提高透射电镜成像衬度的可动光阑是(b)。 a.第二聚光镜光阑;b. 物镜光阑;c. 选区光阑。 5. 透射电子显微镜中可以消除的像差是( b )。 a.球差;b. 像散;c. 色差。 6. 可以帮助我们估计样品厚度的复杂衍射花样是(a)。 a.高阶劳厄斑点;b. 超结构斑点;c. 二次衍射斑点。 7. 电子束与固体样品相互作用产生的物理信号中可用于分析1nm厚表层成分的信号是(b)。 a.背散射电子;b.俄歇电子;c. 特征X射线。 8. 中心暗场像的成像操作方法是(c)。 a.以物镜光栏套住透射斑;b.以物镜光栏套住衍射斑;c.将衍射斑移至中心并以物镜光栏套住透射斑。 三、问答题:(24分,每题8分) 1.X射线衍射仪法中对粉末多晶样品的要求是什么? 答:X射线衍射仪法中样品是块状粉末样品,首先要求粉末粒度要大小 适中,在1um-5um之间;其次粉末不能有应力和织构;最后是样品有一 个最佳厚度(t =

最新现代流动测试技术大作业

现代流动测试技术 大作业 姓名: 学号: 班级: 电话: 时间:2016

第一次作业 1)孔板流量计测量的基本原理是什么?对于液体、气体和蒸汽流动,如何布置测点? 基本原理:充满管道的流体流经管道的节流装置时,在节流件附近造成局部收缩,流速增加,在上下游两侧产生静压差。在已知有关参数的条件下,根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。公式如下: 4v q d π α== 其中: C -流出系数 无量纲 d -工作条件下节流件的节流孔或喉部直径 D -工作条件下上游管道内径 qv -体积流量 m3/s β-直径比d/D 无量纲 ρ—流体的密度Kg/m3 测量液体时,测点应布置在中下部,应为液体未必充满全管,因此不可以布置的太靠上。 测量气体时,测点应布置在管道的中上部,以防止气体中密度较大的颗粒或者杂质对测量产生干扰。 测量水蒸气时,测点应该布置在中下部。 2)简述红外测温仪的使用方法、应用领域、优缺点和技术发展趋势。 使用方法:红外测温仪只能测量表面温度,无法测量内部温度;安装地点尽量避免有强磁场的地方;现场环境温度高时,一定要加保护套,并保证水源的供应;现场灰尘、水汽较大时,应有洁净的气源进行吹扫,保证镜头的洁净;红外探头前不应有障碍物,注意环境条件:蒸汽、尘土、烟雾等,它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温;信号传输线一定要用屏蔽电缆。 应用领域:首先,在危险性大、无法接触的环境和场合下,红外测温仪可以作为首选,比如: 1)食品领域:烧面管理及贮存温度 2)电气领域:检查有故障的变压器,电气面板和接头 3)汽车工业领域:诊断气缸和加热/冷却系统 4)HVAC 领域:监视空气分层,供/回记录,炉体性能。 5)其他领域:许多工程,基地和改造应用等领域均有使用。 优点:可测运动、旋转的物体;直接测量物料的温度;可透过测量窗口进行测量;远距离测量;维护量小。 缺点:对测量周围的环境要求较高,避免强磁场,探头前不应有障碍物,信号传输线要用屏蔽电缆,当环境很恶劣时红外探头应进行保护。 发展趋势:红外热像仪,可对有热变化表面进行扫描测温,确定其温度分布图像,迅速检测出隐藏的温差。便携化,小型化也是其发展趋势。 3)简述LDV 和热线的测速原理及使用方法。

ch05材料分析测试方法作业答案

第五章 X 射线衍射分析原理 一、教材习题 5-2 “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”,此种说法是否正确? 答:不正确。(根据劳埃一维方程,一个原子列形成的衍射线构成一系列共顶同轴的衍射圆锥,不仅镜面反射方向上才有可能产生衍射。) 5-3 辨析概念:X 射线散射、衍射与反射。 答:X 射线散射:X 射线与物质作用(主要是电子)时,传播方向发生改变的现象。 X 射线衍射:晶体中某方向散射X 射线干涉一致加强的结果,即衍射。 X 射线反射:晶体中各原子面产生的反射方向上的相干散射。与可见光的反射不同,是“选择反射”。 在材料的衍射分析工作中,“反射”与“衍射”通常作为同义词使用。 5-4 某斜方晶体晶胞含有两个同类原子,坐标位置分别为:(43,43,1)和(4 1,41,2 1),该晶体属何种布拉菲点阵?写出该晶体(100)、(110)、(211)、(221)等晶面反射线的F 2值。 答:根据题意,可画出二个同类原子的位置,如下图所示: 如果将原子(1/4,1/4,1/2)移动到原点(0,0,0),则另一原子(3/4,3/4,1)的坐标变为(1/2,1/2,1/2),因此该晶体属布拉菲点阵中的斜方体心点阵。 对于体心点阵: ])1(1[)()2/2/2/(2)0(2L K H L K H i i f fe fe F ++++-+=+=ππ

∴ ???=++=++=奇数时 ,当偶数时;当L K H 0,2L K H f F ???=++=++=奇数时,当偶数时;当L K H L K H f 0,4F 22 或直接用两个原子的坐标计算: ()()()()()()()3 31112()2()4444211111122()222442 1112()442 1(2)211111111i h k l i h k l i h k l i h k l i h k l h k l i h k l h k l h k l F f e e f e e f e f e f ππππππ++++??++++ ???++++++++++??=+ ??? ??=+?????? ??=+-????=+-????=+-±?? 所以 F 2=f 2[1+(-1)(h +k +l )]2 因此,(100)和(221),h +k +l =奇数,|F |2=0;(110)、(211),h +k +l =偶数,|F |2=4f 2。 5-7 金刚石晶体属面心立方点阵,每个晶胞含8个原子,坐标为:(0,0,0)、( 21,21,0)、(21,0,21)、(0,21,21)、(41,41,41)、(43,43,4 1)、(43,41,43)、(41,43,4 3),原子散射因子为f a ,求其系统消光规律(F 2最简表达式),并据此说明结构消光的概念。 答:金刚石晶体属面心立方点阵,每个晶胞含8个原子,坐标为:(0,0,0)、(1/2,1/2,0)、(1/2,0,1/2)、(0,1/2,1/2)、(1/4,1/4,1/4)、(3/4,3/4,1/4)、(3/4,1/4,3/4)、(1/4,3/4,3/4),可以看成一个面心立方点阵和沿体对角线平移(1/4,1/4,1/4)的另一个面心立方点阵叠加而成的。

(完整版)材料分析测试技术部分课后答案

材料分析测试技术部分课后答案 太原理工大学材料物理0901 除夕月 1-1 计算0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X-射线的振动频率和能量。 ν=c/λ=3*108/(0.071*10-9)=4.23*1018S-1 E=hν=6.63*10-34*4.23*1018=2.8*10-15 J ν=c/λ=3*108/(0. 154*10-9)=1.95*1018S-1 E=hν=6.63*10-34*2.8*1018=1.29*10-15 J 1-2 计算当管电压为50kV时,电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能. E=eV=1.602*10-19*50*103=8.01*10-15 J λ=1.24/50=0.0248 nm E=8.01*10-15 J(全部转化为光子的能量) V=(2eV/m)1/2=(2*8.01*10-15/9.1*10-31)1/2=1.32*108m/s 1-3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。 答:根据经典原子模型,原子内的电子分布在一系列量子化的壳层上,在稳定状态下,每个壳层有一定数量的电子,他们有一定的能量。最内层能量最低,向外能量依次增加。 根据能量关系,M、K层之间的能量差大于L、K成之间的能量差,K、L层之间的能量差大于M、L层能量差。由于释放的特征谱线的能量等于壳层间的能量差,所以K?的能量大于Ka 的能量,Ka能量大于La的能量。 因此在不考虑能量损失的情况下: CuKa能激发CuKa荧光辐射;(能量相同) CuK?能激发CuKa荧光辐射;(K?>Ka) CuKa能激发CuLa荧光辐射;(Ka>la) 1-4 以铅为吸收体,利用MoKα、RhKα、AgKαX射线画图,用图解法证明式(1-16)的正确性。(铅对于上述Ⅹ射线的质量吸收系数分别为122.8,84.13,66.14 cm2/g)。再由曲线求出铅对应于管电压为30 kv条件下所发出的最短波长时质量吸收系数。 解:查表得 以铅为吸收体即Z=82 Kαλ3 λ3Z3 μm Mo 0.714 0.364 200698 122.8 Rh 0.615 0.233 128469 84.13 Ag 0.567 0.182 100349 66.14 画以μm为纵坐标,以λ3Z3为横坐标曲线得K≈8.49×10-4,可见下图 铅发射最短波长λ0=1.24×103/V=0.0413nm λ3Z3=38.844×103 μm = 33 cm3/g 1-5. 计算空气对CrKα的质量吸收系数和线吸收系数(假设空气中只有质量分数80%的氮和质量分数20%的氧,空气的密度为1.29×10-3g/cm3)。 解:μm=0.8×27.7+0.2×40.1=22.16+8.02=30.18(cm2/g) μ=μm×ρ=30.18×1.29×10-3=3.89×10-2 cm-1 1-6. 为使CuKα线的强度衰减1/2,需要多厚的Ni滤波片?(Ni的密度为8.90g/cm3)。1-7. CuKα1和CuKα2的强度比在入射时为2:1,利用算得的Ni滤波片之后其比值会有什么变化? 解:设滤波片的厚度为t 根据公式I/ I0=e-Umρt;查表得铁对CuKα的μm=49.3(cm2/g),有:1/2=exp(-μmρt) 即t=-(ln0.5)/ μmρ=0.00158cm 根据公式:μm=Kλ3Z3,CuKα1和CuKα2的波长分别为:0.154051和0.154433nm ,所以μm=K

2016《材料现代分析测试方法》复习题

《近代材料测试方法》复习题 1.材料微观结构和成分分析可以分为哪几个层次?分别可以用什么方法分析? 答:化学成分分析、晶体结构分析和显微结构分析 化学成分分析——常规方法(平均成分):湿化学法、光谱分析法 ——先进方法(种类、浓度、价态、分布):X射线荧光光谱、电子探针、 光电子能谱、俄歇电子能谱 晶体结构分析:X射线衍射、电子衍射 显微结构分析:光学显微镜、透射电子显微镜、扫面电子显微镜、扫面隧道显微镜、原子力显微镜、场离子显微镜 2.X射线与物质相互作用有哪些现象和规律?利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作,有哪些实际应用? 答:除贯穿部分的光束外,射线能量损失在与物质作用过程之中,基本上可以归为两大类:一部分可能变成次级或更高次的X射线,即所谓荧光X射线,同时,激发出光电子或俄歇电子。另一部分消耗在X射线的散射之中,包括相干散射和非相干散射。此外,它还能变成热量逸出。 (1)现象/现象:散射X射线(想干、非相干)、荧光X射线、透射X射线、俄歇效 应、光电子、热能 (2)①光电效应:当入射X射线光子能量等于某一阈值,可击出原子内层电子,产生光电效应。 应用:光电效应产生光电子,是X射线光电子能谱分析的技术基础。光电效应 使原子产生空位后的退激发过程产生俄歇电子或X射线荧光辐射是 X射线激发俄歇能谱分析和X射线荧光分析方法的技术基础。 ②二次特征辐射(X射线荧光辐射):当高能X射线光子击出被照射物质原子的 内层电子后,较外层电子填其空位而产生了次生特征X射线(称二次特征辐射)。 应用:X射线被物质散射时,产生两种现象:相干散射和非相干散射。相干散射 是X射线衍射分析方法的基础。 3.电子与物质相互作用有哪些现象和规律?利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作,有哪些实际应用? 答:当电子束入射到固体样品时,入射电子和样品物质将发生强烈的相互作用,发生弹性散 射和非弹性散射。伴随着散射过程,相互作用的区域中将产生多种与样品性质有关的物理信 息。 (1)现象/规律:二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、特征X射 线 (2)获得不同的显微图像或有关试样化学成分和电子结构的谱学信息

材料分析测试技术习题

近代材料分析测试方法习题 1 Ariy斑如何形成? 2 简述产生像差的三种原因。 3 何为焦长及景深,有何用途? 4 对比光学显微镜与电磁显微镜分辨率。 6 画出电镜结构原理图,简述每个部件的 作用。 7 何谓点分辨率、晶格分辨率、放大倍 数,其测定方法? 8 简述塑料一级复型、碳一级复型、塑料 -碳-喷铬二级复型制作步骤,对比各 有何特点。 9 简述质后衬度成像原理。 10 计算2种复型样品相对衬度(见书)。 11 简述透射电镜的主要用途。 12 写出劳埃方程,简述其用途。 13 写出布拉格方程,简述其用途。 14 已知简单立方晶体晶格常数为3A°,分别 在正空间和倒易空间中画出(101)、 (210)、(111)晶面及倒易易点,并计算出晶面的面间距和倒易失量的大小。 15 画出面心立方及体心立方[011]晶带轴的 标准电子衍射花样,标出最近的三个斑点指数及夹角。 16 画出爱瓦尔德球简述其用途。 17 体心立方和简单立方晶体的消光条件。 18 何谓标准电子衍射花样。面心立方和简单 立方晶体的消光条件。 19 为何不精确满足布拉格方程时,也会在底 片上出现衍射斑点。 20 为何入射电子束严格平行〔uvw〕时, 底片上也有衍射斑点出现。 21 绘出面心立方〔012〕晶带轴的标准电 子衍射花样,并写明步骤。(10分)22 已知相机常数K、晶体结构及单晶衍射花 样,简述单晶衍射花样标定步骤。(10 分) 23 何谓磁偏角。 24 选区衍射操作与选区衍射成像操作有何不 同。 25 孪晶衍射花样有何特点。 26 高阶劳爱斑点如何得到。 27 如何确定有序固溶体。 28 何谓菊池线花样。 29 何谓二次衍射斑点。 30 简述薄晶体样品制作步骤。 31 多晶衍射花样标定步骤。32 薄晶体成像原理与复型成像原理有何异同 点。 33 画出薄晶体衍衬成明场像、暗场像的光路 图,并加以说明。 34 螺型位错和刃型位错衍衬成像特征。为 何? 35 厚度消光、弯曲消光条纹产生原因。 36 孪晶、层错典型特征。 37 扫描电镜的主要用途。 38 扫描电镜中能成形貌像、成分像的信号各 有哪些? 39 如图所示,晶粒1为铝、晶粒2为铁,画 出A、B探头的收集背散射电子的信 号,及形貌、成分信号。 40 对比二次电子、背散电子成像衬度。 41 特征x射线可成哪种像,有何特征。 42 简述能谱仪与波谱仪工作原理。 43 试述原子散射因子f和结构因子│FHKL│ 2的物理意义,结构因子与哪些因素有 关? 44 画出X射线衍射分析光路图,说明测角仪 的工作原理。(8分) 45 简述用X射线衍射方法定性分析未知材料 的步骤。 46 写出粉末衍射卡组字母索引和数字索引 的编排方法和查询方法。 47 对钙钛矿(CaTiO3)为主的复相材料进 行定性分析,试设计分析方案(特别应 指出选何种辐射源及滤光片)。 48 用X射线衍射仪进行物相分析,请绘图说 明X射线管焦点、入射束、衍射束、接收狭缝、样品表面法线、反射晶面法线、 衍射圆之间的关系。

东北大学考试《现代材料测试技术X》考核作业参考806

东北大学继续教育学院 现代材料测试技术X 试卷(作业考核线上2) A 卷(共 3 页) (√)1. 从X射线管射出的X射线谱通常包括连续X射线和特征X射线。 (√)2. 布拉格公式λ=2dsinθ中λ表示入射线波长,d表示衍射(干涉)面的间距,θ表示掠射角。 (×)3. 利用衍射卡片鉴定物相的主要依据是d值,参考厚度。 (×)4. 透射电镜中的电子光学系统可分为照明、成像和显示记录三部分。 (×)5. 电镜中的电子衍射花样有斑点花样、环状花样、菊池线花样和会聚束花样。(√)6. 等厚条纹是衍射强度随试样厚度的变化而发生周期性变化引起的,图像特征为明暗相间的条纹。 (×)7. 电子探针X射线显微分析中常用X射线谱仪有光谱仪和能谱仪。 (×)8. 俄歇电子能谱仪最适合做材料的厚度和轻元素的成分分析。 (√)9. 电子探针定性分析时是通过测定特征X射线波长或能量确定元素,定量分析时通过测定X射线的强度确定含量。 (√)10. 当X射线照射在一个晶体时,产生衍射的必要条件是满足布拉格方程, 而产生衍射的充要条件是同时满足结构因数不等于零。 (√)11. 随X射线管的电压升高,λ 0和λ k 都随之减小。 (√)12. 当X射线管电压低于临界电压时仅可以产生连续X射线;当X射线管电压超过临界电压就可以产生特征X射线和连续X射线。 (×)13.当X射线照射在一个晶体时,产生衍射的必要和充分条件是必须满足布拉格方程。(×)14. 面心点阵的系统消光规律是 H+k+L 为偶数时出现反射,而 H+K+L 为奇数不出现反射。 (×)15. 扫描电镜的表面形貌衬度是采用背散射电子形成的电子像。 二、选择题:(20分) 1.当X射线将某物质原子的K层电子打出后,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( C )。 A.特征X射线 B. 背反射电子 C.俄歇电子 2. 吸收电子的产额与样品的原子序数关系是原子序数越小,吸收电子( A )。 A.越多 B.越少 C.不变 3. 仅仅反映固体样品表面形貌信息的物理信号是( B )。 A.背散射电子; B. 二次电子; C. 吸收电子; D.透射电子。 4. 让透射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到图像衬度的方法,叫做( A )。 A.明场成像 B.暗场成像 C.中心暗场成像 5. 透射电镜的两种主要功能是检测( B )。 A.表面形貌和晶体结构 B.内部组织和晶体结构 C.表面形貌和内部组织 6. 由电磁透镜磁场中近轴区域对电子束的折射能力与远轴区域不同而产生的像差,称为( A )。 A.球差 B.像散 C.色差

现代测试技术课程习题 库

现代测试技术课程习题库 一、 1.量具的作用是:___________________________________________________,根据准确度的高低,又可分为___________、_____________和________________。 2.标准电阻常采用四端接线法,目的是为了消除___________和_________的影响。3.测量准备阶段的任务是 。4.国际单位制(SI制)的基本单位是、 、、 、开尔文(K)、摩尔(mol)和坎德拉(cd)。 5.一个完整的测量过程包括阶段、阶段和阶段。 二、 填空: 1.测量误差按性质分为_____误差、_____误差和_____误差、其中_____误差是可预知可 修正的。 2.随即误差的统计特性为________、________、________和________。 3.置信度是表征测量数据或结果可信赖程度的一个参数,可用_________和_________来表示。 4.指针式仪表的准确度等级是根据_______误差划分的,若用0.5级150V电压表测量某电压,读书为120.4V,被测电压的相对误差是_________。 5.对某电阻进行无系差等精度重复测量,所得测量列的平均值为100.2Ω,标准偏差为0.2Ω,测量次数15次,平均值的标准差为_______Ω,当置信因子K=3时,测量结果的置信区间为_______________。 6.某4位半数字电压表的允许误差为+(0.025% U +3个字),用该表测量某电压读数为 x 1.9867V,被测电压的绝对误差为______V,相对误差为_________%; 7.在等精度重复测量中,测量列的最佳可信赖值是。 8.替代法的特点是 9.用安法测量电阻,已知U = 100V,U = 1 V ;I = 0.5 A ,I = 0.01A ,则电阻/ =的绝对误差 R为。 R U I 10.对某电压做无系统误差等精度独立测量,测量值服从正态分布。已知被测电压的真值=79.83,标准差σ(U)= 0.02V,按99%(置信因子k = 2.58)可能性估计测量值出U 现的围: ___________________________________。 =150Ω,?R1=±0.75Ω;R2=100Ω,?R2=±0.4Ω,则两电阻并联后总电阻的绝11.R 1 对误差为_________________。 计算题: 1.已知R =150Ω,?R1=±0.75Ω;R2=100Ω,?R2=±0.4Ω,试求 1

材料分析测试方法部分习题答案黄新民

材料分析测试方法课后习题答案 1.X射线学有几个分支?每个分支的研究对象是什么? 答:X射线学分为三大分支:X射线透射学、X射线衍射学、X射线光谱学。 X射线透射学的研究对象有人体,工件等,用它的强透射性为人体诊断伤病、用于探测工件内部的缺陷等。 X射线衍射学是根据衍射花样,在波长已知的情况下测定晶体结构,研究与结构和结构变化的相关的各种问题。 X射线光谱学是根据衍射花样,在分光晶体结构已知的情况下,测定各种物质发出的X射线的波长和强度,从而研究物质的原子结构和成分。 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。 答:根据经典原子模型,原子内的电子分布在一系列量子化的壳层上,在稳定状态下,每个壳层有一定数量的电子,他们有一定的能量。最内层能量最低,向外能量依次增加。 根据能量关系,M、K层之间的能量差大于L、K成之间的能量差,K、L层之间的能量差大于M、L层能量差。由于释放的特征谱线的能量等于壳层间的能量差,所以K?的能量大于Ka的能量,Ka能量大于La的能量。 因此在不考虑能量损失的情况下: (1)CuKa能激发CuKa荧光辐射;(能量相同) (2)CuK?能激发CuKa荧光辐射;(K?>Ka) (3)CuKa能激发CuLa荧光辐射;(Ka>la) 3.什么叫“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当原子中K层的一个电子被打出后,它就处于K激发状态,其能量为E k。如果一个L层电子来填充这个空位,K电离就变成了L电离,其能由Ek变成El,此时将释Ek-El的能量,可能产生荧光χ射线,也可能给予L层的电子,使其脱离原子产生二次电离。即K层的一个空位被L层的两个空位所替代,这种现象称俄歇效应。 4.产生X射线需具备什么条件? 答:实验证实:在高真空中,凡高速运动的电子碰到任何障碍物时,均能产生X射线,对于其他带电的基本粒子也有类似现象发生。 电子式X射线管中产生X射线的条件可归纳为:1,以某种方式得到一定量的自由电子;2,在高真空中,在高压电场的作用下迫使这些电子作定向高速运动;3,在电子运动路径上设障碍物以急剧改变电子的运动速度。

浙江大学现代测试技术作业参考

第0讲思考题 1. 试举例说明测试技术的概念 测试是人们认识客观事物的方法。测试过程是从客观事物中摄取有关信息的认识过程。凡需要观察事物的状态、变化和特征等等,并要对它进行定量的描述时,都需要测试。测试包含“测量”与“试验”。“测量”—以确定被测物属性量值为目的的全部操作;“试验”—为了解某物的性能或某事的结果而进行的尝试性活动。如机械振动测试,温度测试等。 2. 结合自己所从事的方向或自己感兴趣的方向,举出一个简单的测试系统的例子,并说明测试技术在该研究方向中的作用。 现代的一些内燃发电机组中,内燃机的一些基本参数控制就是由测试系统和控制系统联合实现的。如,内燃机的转速、水温和油压就是通过转速传感器、温度传感器和压力传感器在机器运行过程中采集到机器的转速、水温和油压的数据,这些数据一方面输送到显示仪器进行显示,另一方面送到处理系统进行分析计算,当这些数据超过预设的限制时,处理系统就会作出报警或自动停机等相应处理。 3. 试列举测试技术的发展史及发展趋势。 自古以来,测试技术就渗透于人们的生产活动和日常生活中,如我国西汉初的侯风地动仪用来测量地震方位;东汉阳嘉元年日晷是利用日影计时,1664年发明的机械计算机,以及后来的电子管,晶体管,集成电路,使测试技术向着智能化、网络化的方向发展。测试技术将向以下方向发展:新型传感技术,测试系统智能化技术,虚拟仪器技术,网络化仪器技术。 4. 试举例说明测试技术离不开实验环节。 从测试的概念看,测试包含“测量”与“试验”。“试验”—为了解某物的性能或某事的结果而进行的尝试性活动。例如:机床主轴径向跳动测试,它包括测量过程:确定径向跳动具体量值。试验过程:机床主轴径向跳动超标否,如果不通过实验就看不出是否超标。 5. 试说出在本科阶段“测试技术”的学习中,学习了哪些知识? 信号的基本概念,测试系统的基本概念,传感器的基本类型,信号处理的基本知识,机械工程量测试系统介绍 第1讲思考题 1. 解释术语——信息、消息、信号。 信息:它是事物运动的状态和方式,是用来消除不确定性的东西,它本身不具有能量。有可以识别、转化、传输的特性和存储性、共享性、永不枯竭性。 消息:由文字、符号、数字或语音构成的序列,消息是信息的外壳,信息是消息的内核。信息一定含于消息之中,但消息不一定有信息。 信号:传输信息的载体,它蕴涵着信息,它本身具有能量。 2. 宇宙三要素是什么? 物质、能量和信息 3. 现代科学技术中三大支柱是什么?信息科学的主体结构是什么?信息技术包括哪些技术? 信息科学与材料科学、能量科学三者成为当代科学技术的主要支柱。信息科学的主体结构是信息论、控制论、系统论,人工智能是三者的综合利用。信息技术包括测试技术、通信技术和计算机技术 4. 试说明测试系统是一种广义通讯系统。 首先,广义通信系统是指适合于所有信息流通的系统。比较其模型和测试系统的模型,如下图:

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