第一章
1、连续X 射线：从某一短波限λ。开始，直至波长等于无穷大λ∞的一系列波长。 特征X 射线： 具有一定波长的特强X 射线，叠加于连续X 射线谱上。
连续X 射线谱：强度随波长连续变化的谱线。
特征X 射线谱：当管电压达到阳极材料某特征U K 时，在某特定波长范围处，产生的强度特别大的谱线
X 射线管适宜工作电压U ≈（3～5）U k
光电效应：当入射光子的能量等于或大于碰撞体原子某壳层电子的结合能时，光子被电子吸收，获得能量的电子从内层溢出，成为自由电子，即光电子，高能量层电子填补激发态空位，能量差以X 射线形式辐射，该现象称为光电效应。
二次X 射线（荧光辐射）：由入射X 射线所激发出来的特征X 射线。
俄歇效应：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Ek 。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。
滤波材料λk:
相干散射：当入射线与原子内受核束缚较紧的电子相遇，光量子能量不足以使原子电离，但电子可在X 射线交变电场作用下发生受迫振动，这样的电子就成为一个电磁波的发射源，向周围辐射与入射X 射线波长相同的辐射，因为各电子所散射的射线波长相同，有可能相互干涉，故称相干散射。
不相干散射：能量为hv 的光子与自由电子或受核束缚较弱的电子碰撞，将一部分能量给予电子，使其动量提高，成为反冲电子，光子损失了能量，并改变了运动的方向，能量减少hv ，显然v` 2、连续谱受管电压、管电流和阳极靶材的原子序的作用及相互关系 见书P7、9 第二章 1、晶面指数 干涉面指数：晶面（h k l ）的n 级反射面（nh nk nl ）用（H K L ）表示，称为反射面或干涉面，干涉面的面指数即干涉面指数，有公约数n 。干涉面间距d HKL =a/根号(H^2+K^2+L^2)。 2、X 射线衍射方法：1）、劳埃法 采用连续X 射线照射不动的单晶体，用垂直于入射线的平底片记录衍射线而得到劳埃斑点。劳埃法多用于单晶体取向测定及晶体对称性的研究。2）、周转晶体法 采用单色X 射线照射转动的单晶体，并用一张以旋转轴为轴的圆筒形底片来记录确定晶体的结构。3）、粉末法 采用单色X 射线照射多晶体。有数量众多、取向混乱的微晶体组成。各微晶体中某种指数的晶面在空间占有各种方位。粉末法主要用于测定晶体结构，进行物相定性、定量分析，精确测定晶体的点阵参数以及材料的应力、织构、晶粒大小的测定等。 2、 布拉格方程 见书P25 布拉格方程 2dsin θ=λ中的d 、θ、λ分别表示什么？布拉格方程式有何用途？ αβλ λλK K K << 答：d HKL 表示HKL 晶面的面网间距，θ角表示掠过角或布拉格角，即入射X 射线或衍射线与面网间的夹角，λ表示入射X 射线的波长。 该公式有二个方面用途： （1）已知晶体的d 值。通过测量θ，求特征X 射线的λ，并通过λ判断产生特征X 射线的元素。这主要应用于X 射线荧光光谱仪和电子探针中。 （2）已知入射X 射线的波长， 通过测量θ，求晶面间距。并通过晶面间距，测定晶体结构或进行物相分析。 第三章 1、产生电子衍射的充分条件是F hkl ≠0， 产生电子衍射必要条件是满足或基本满足布拉格方程。 系统消光：由于F HKL ＝0而使衍射线消失的现象称为系统消光。 3、 几种点阵的结构因数计算 见书P34 3、多晶体衍射的相对积分强度（见书P44）： 4、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。 晶体结构 结构消光（F hkl =0）条件 简单主体 无结构消光 体心立方 h+k+l=奇数 面心立方 h 、k 、l 奇偶混合 体心正方 h+k+l=奇数 第四章 1、衍射仪测量在入射光束、试样形状、试样吸收以及衍射线记录等方面与德拜法有何不同？ 衍射仪法 德拜法 试样形状 试样吸收 吸收系数是定值 吸收系数随θ角改变 入射光束 衍射线记录 M HKL e A F P I 222 2)(cos sin 2cos 1-+=θθθθ 1、乘积RC称为积分电路（计数率计）的时间常数。时间常数愈大，计数率计对衍射强度的变化愈不敏感，表现为衍射花样愈显平滑整齐，但滞后也愈严重，即衍射峰的形状位置受到歪曲也愈显著；时间常数过小，由于起伏波动太大将给弱峰的识别造成困难。 2、连续扫描：该法效率高，精度差，用于物相定性分析。采用计数率仪计数，试样与计数管以1:2角速转动，计数管以一定的扫描速度，从起始角向终止角扫描。记录每一瞬时衍射角的衍射强度，绘制衍射图。 3、步进扫描：该法采用定标器计数，速度慢、精度高，常用于精确测定衍射峰的积分强度、衍射角。计数器在较小角度范围内，按预先设定的步进宽度(如此0。020)、步进时间(如5s)，从起始角到终止角，测量各角的衍射强度。 4、扫描速度提高扫描速度，可节约测试时间，但却会导致强度和分辨率下降，使衍射峰的位置向扫描方向偏移并引起衍射峰的不对称宽化。 5、时间常数增大时间常数可使衍射峰轮廓及背底变得平滑，但同时将降低强度和分辨率，并使衍射峰向扫描方向偏移，造成峰的不对称宽化。 6、徳拜相的装片方法，各种装片法的主要用途。摄照参数的选择。 德拜相装片：1）、正装法：X-ray从底片接口处射入，照射试样后从中心孔穿出，低角弧线接近中心孔，高角线条靠近端部，可用于一般物相分析； 2）、反装法：从中心孔穿入，从接口处穿出，高角线条集中于孔眼附近，适用于点阵参数的测定； 3）、偏装法：在底片上开两个孔，X-ray先后从此两孔通过，衍射线条形成围绕进出光孔的两组弧对，较为常用。可消除底片收缩或相片名义半径不准确引起的误差。 参数选择：X射线管阳极元素、滤片、管电压、管电流、曝光时间。 7、德拜相的误差来源见书P44 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。（1）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。 （2）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。 （1）定量分析的基本原理是物质的衍射强度与参与衍射的该物质的体积成正比。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。 （2）K值法是内标法的一种，K值法不须作标准曲线得出而能求得K值,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。 第八章 1、像差：分几何像差和色差。几何像差是因为透镜磁场几何形状上缺陷造成的，主要指球差和像散。色差是由于电子波的波长或能量发生一定幅度的改变造成的。 1）、球差（球面像差）：由于电磁透镜中心区域和边缘区域对电子的折射能力不符合预定规律造成的，只能减小不能消除。 2）、像散：由透镜磁场的非旋转对称使其在不同方向上的聚焦能力不同而引起，可以消除。 3）、色差：由于入射电子波长或能量的非单一性造成，不能完全消除。 2、景深：不影响分辨率条件下，电磁透镜物平面允许的轴向偏差。 焦长：: 不影响透镜分辨率条件下，像平面可沿轴向平移距离。 第九章 1、透射电镜主要由几大系统构成？各系统之间关系如何？ 答：三大系统:电子光学系统，电源与控制系统及真空系统； 其中电子光学系统是其核心。其他系统为辅助系统。 2、成像系统的主要构成及特点是什么？ 答：主要由物镜、中间镜和投影镜组成。 1)物镜(强激磁、短焦距、像差小) 作用:形成第一幅高分辨率的电子显微图像。特点: M=100-300， f=1--3mm。 2)中间镜(弱激磁、长焦距) 作用:调节电镜总放大倍数。特点: M=0-20可调。 3)投影镜(强激磁、短焦距) 作用:放大中间镜像，并投影至荧光屏上特点：景深和焦长都非常大 3、透射电镜中有哪些主要光阑? 分别安装在什么位置? 其作用如何? 答：主要有三种光阑： ①聚光镜光阑。在双聚光镜系统中，该光阑装在第二聚光镜下方。作用:限制照明孔径角。 ②物镜光阑。安装在物镜后焦面。作用: 提高像衬度；减小孔径角，从而减小像差；进行暗场成像。 ③选区光阑:放在物镜的像平面位置。作用: 对样品进行微区衍射分析。 第十章 1、分析电子衍射与X 射线衍射有何异同？ （1）电子衍射的原理和X射线衍射相似，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。而且他们所得到的衍射花样在几何特征上也大致相似。 （2）电子衍射和X 射线衍射相比较时具有下列不同之处： a、电子波的波长比X射线短得多，在同样满足布拉格条件时，它的衍射角θ很小，约为10-2rad。而X射线产生衍射时，其衍射角最大可接近π/2。 b、物质对电子散射主要是核散射，因此散射强，约为X射线一万倍，曝光时间短。 C、电子衍射能在同一试样上将形貌观察与结构分析结合起来。 D、电子衍射操作时采用薄晶样品，增加了倒易阵点和爱瓦尔德球相交截的机会，结果是略为偏离布拉格条件的电子束也内发生衍射。 <电子衍射与X射线衍射相比具有下列特点： （1）电子波的波长比X射线短得多，因此，在同样满足布拉格条件时，它的衍射角度很小，10-2 rad，而X射线最大衍射角可达 /2。 （2）电子衍射产生斑点大致分布在一个二维倒易截面内，晶体产生的衍射花样能比较直观地反映晶体内各晶面的位向。因为电子波长短，用Ewald图解时，反射球半径很大，在衍射角很小时的范围内，反射球的球面可近似为平面。 （3）电子衍射用薄晶体样品，其倒易点沿样品厚度方向扩展为倒易杆，增加了倒易点和Ewald 球相交截面机会，结果使略偏离布拉格条件的电子束也能发生衍射。 （4）电子衍射束的强度较大，拍摄衍射花样时间短。因为原子对电子的散射能力远大于对X 射线的散射能力。> 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？ 答：（1）倒易点阵与正点阵的关系：倒易点阵与正点阵互为倒易。 <1）、两个点阵的基矢之间：； 2）、两个点阵的格矢之积是2π的整数倍； 3）、两个电子元宝体积之间的关系是； 4）、正点阵晶面族（hkl）与倒易点阵格矢Ghkl相互垂直， 。> （2）倒易点阵与晶体的电子衍射斑点之间的关系：电子衍射斑点就是与晶体相对应的倒易点 阵中某一截面上阵点排列的像。<在0*附近的低指数倒易阵点附近范围，反射球面十分接近一个 平面，且衍射角度非常小 <10，这样反射球与倒易阵点相截是一个二维倒易平面。这些低指数倒 易阵点落在反射球面上，产生相应的衍射束。因此，电子衍射图是二维倒易截面在平面上的投影。> 3、何谓零层倒易截面和晶带定理？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：0=++w L v K u H i i i 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 ）*。 4、透射电镜的主要特点是可以进行组织形貌与晶体结构同位分析。使中间镜物平面与物镜向平面重合（成像操作），在观察屏上得到的是反映样品组织形态的形貌图像；而使中间镜的物平面与物镜背焦面重合（衍射操作），在观察屏上得到的则是反映样品晶体结构的衍射斑点。 5、说明多晶、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。 （1）单晶花样是一个零层二维倒易截面，其倒易点规则排列，具有明显对称性，且处于二维 网络的格点上。因此表达花样对称性的基本单元为平行四边形。单晶电子衍射花样就是(uvw)*0 零层倒易截面的放大像。 （2）多晶面的衍射花样为：各衍射圆锥与垂直入射束方向的荧光屏或照相底片的相交线，为一系列同心圆环。每一族衍射晶面对应的倒易点分布集合而成一半径为1/d 的倒易球面，与Ewald 球的相惯线为园环，因此，样品各晶粒{hkl}晶面族晶面的衍射线轨迹形成以入射电子束为轴、2θ为半锥角的衍射圆锥，不同晶面族衍射圆锥2θ不同，但各衍射圆锥共顶、共轴。 （3）非晶的衍射花样为一个圆斑。 6、薄片晶体的倒易阵点拉长为倒易“杆”，棒状晶体为倒易“盘”，细小颗粒晶体则为倒易“球”。 7、请导出电子衍射的基本公式，解释其物理意义，并阐述倒易点阵与电子衍射图之间有何对应关系? 解释为何对称入射(B//[uvw])时，即只有倒易点阵原点在爱瓦尔德球面上，也能得到除中心斑点以外的一系列衍射斑点? 答：（1）由以下的电子衍射图可见 与电子衍射图的关系 置与电子衍射基本公式推导 电子衍射基 电子衍射装 处， 置底版 的（hkl ）面满足 生衍射，透射束 分别交于0’和 的中心斑，P ’ 射斑。 θ2tg L R ?= ∵ 2θ很小，一般为1~20 ∴ θθsin 22=tg （θθθθθθ2cos cos sin 22cos 2sin 2== tg ） 由 λθ=sin 2d 代入上式 d l L R λθ=?=sin 2 即 λL Rd = ， L 为相机裘度 这就是电子衍射的基本公式。 令 k l =λ 一定义为电子衍射相机常数 kg d k R == （2）、在0*附近的低指数倒易阵点附近范围，反射球面十分接近一个平面，且衍射角度非常 小 <10 ，这样反射球与倒易阵点相截是一个二维倒易平面。这些低指数倒易阵点落在反射球面上，产生相应的衍射束。因此，电子衍射图是二维倒易截面在平面上的投影。 （3）这是因为实际的样品晶体都有确定的形状和有限的尺寸，因而，它的倒易点不是一个几何意义上的点，而是沿着晶体尺寸较小的方向发生扩展，扩展量为该方向实际尺寸的倒数的2倍。 8、选区电子衍射 获取衍射花样的方法是光阑选区衍射和微束选区衍射，前者多在5平方微米以上，后者可在0。5平方微米以下，我们这里主要讲述前者。光阑选区衍射是通过物镜象平面上插入选区光阑限制参加成象和衍射的区域来实现的另外，电镜的一个特点就是能够做到选区衍射和选区成像的一致性。 定义: 选择性分析样品不同微区范围内的晶体结构、物相。 选区电子衍射的实验操作：（1）在成像的操作方式下，使物镜精确聚焦，获得清晰的形貌像。 （2）插入并选用尺寸合适的选区光栏围住被选择的视场。（3）减小中间镜电流，使其物平面与 物镜背焦面重合，转入衍射操作方式。对于近代的电镜，此步操作可按“衍射”按钮自动完成。（4）移出物镜光栏，在荧光屏上显示电子衍射花样可供观察。（5）需要拍照记录时，可适当减小第二聚光镜电流，获得更趋近平行的电子束，使衍射半点尺寸变小。 9、单晶体电子衍射花样的标定见书P158 假定需要衍射分析的区域属于未知相，但根据样品的条件可以分析其为可能的几种结构之一，试根据你的理解给出衍射图标定的一般步骤。 （1）测定低指数斑点的R值。应在几个不同的方位摄取衍射花样，保证能测出最前面的8个R值。 （2）根据R，计算出各个对应得到d值。 （3）查JCPDS（ASTM）卡片和各d值都相符的物相即为待测的晶体。如果电子衍射的精度有限，有可能出现几张卡片上d值均和测定的d值相近，此时，应根据待测晶体的其它信息，例如化学成分等来排除不可能出现的物相。 10、倒易点阵及晶带定理见书P144～147 判别下列哪些晶面属于[11]晶带：（0），（1），（231），（211），（01）， （13），（12），（12），（01），（212）。 答：（0）（1）、（211）、（12）、（01）、（01）晶面属于[11]晶带，因 为它们符合晶带定律：hu+kv+lw=0。答：（0）（1）、（211）、（12）、（01）、 （01）晶面属于[11]晶带，因为它们符合晶带定律：hu+kv+lw=0。 第十一章 1、薄膜样品的制备方法（工艺过程） 1）、从实物或大块试样上切割厚度为0。3~0。5mm厚的薄片。电火花县切割法是目前用得最广泛的方法，它是用一根往返运动的金属丝做切割工具，只能用于导电样品。 2）、样品薄片的预先减薄。预先减薄的方法有两种即机械法和化学法。机械减薄法是通过手工研磨来完成的，把切割好的薄片一面用粘结剂粘在样品座表面，然后在水砂纸磨盘上进行研磨减薄；把切割好的金属薄片放入配制好的化学试剂中，使它表面受腐蚀而继续减薄。 3）、最终减。双喷嘴电解抛光法：将预先减薄的样品剪成直径为3mm的圆片，装入样品夹持器中，进行减薄时，针对样品两个表面的中心部位各有一个电解液喷嘴。 2、什么是衍射衬度? 画图说明衍衬成像原理，并说明什么是明场像、暗场像和 中心暗场像。 答：（1）衍射衬度:由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度。 （2）衍射衬度成像原理如下图所示。 由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度称为衍射衬度。或是由样品各处满足布拉格条件程度的差异造成的。 衍射衬度成像原理如下图所 示。 设薄膜有A 、B 两晶粒。B 内的某(hkl)晶面严格满足Bragg 条件，或B 晶粒内满足“双光束条件”，则通过(hkl)衍射使入射强度I0分解为I hkl 和IO-I hkl 两部分。A 晶粒内所有晶面与Bragg 角相差较大，不能产生衍射。 在物镜背焦面上的物镜光阑，将衍射束挡掉，只让透射束通过光阑孔进行成像（明场），此时，像平面上A 和B 晶粒的光强度或亮度不同，分别为 I A ≈ I 0 I B ≈ I 0 - I hkl B 晶粒相对A 晶粒的像衬度为0 )(I I I I I I I hkl A B A B ≈-=? 明场成像： 只让中心透射束穿过物镜光栏形成的衍衬像称为明场镜。 暗场成像： 只让某一衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为暗场像。 中心暗场像： 入射电子束相对衍射晶面倾斜角，此时衍射斑将移到透镜的中心位置，该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为中心暗场成像。 3、什么是消光距离? 影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件是什么? 答：（1）消光距离:由于透射波和衍射波强烈的动力学相互作用结果，使I 0和Ig 在晶体深度方向上发生周期性的振荡，此振荡的深度周期叫消光距离。 （2）影响因素:晶胞体积，结构因子，Bragg 角，电子波长。 4、双光束近似：假定电子束透过薄晶体试样成像时，除了透射束外只存在一束较强的衍射束，而其他衍射束却大大偏离布拉格条件，它们的强度均可视为零。 柱体近似是把成像单元缩小到和一个晶胞相当的尺度。试样下表面某点所产生的衍射束强度近似为以该点为中心的一个小柱体衍射束的强度，柱体与柱体间互不干扰。 等厚条纹：等厚条纹：当 S ≡ C 时 显然，当t = n/s （n 为整数）时，Ig = 0 当 t = (n + 1/2)/s 时, 用Ig 随t 周期性振荡这一运动学结果，定性解释以下两种衍衬现象。 晶体样品契形边缘处出现的厚度消光条纹，也叫等厚消光条纹。 等倾条纹：当t ≡ c时, 5、什么是缺陷不可见判据? 如何用不可见判据来确定位错的布氏矢量? 答：缺陷不可见判据是指： = ?R g 。确定位错的布氏矢量可按如下步骤：找到两个操作发 射g1和g2，其成像时位错均不可见，则必有g1·b＝0，g2·b＝0。这就是说，b应该在g1和 g2所对应的晶面（h1k1l1）he（h2k2l2）内，即b应该平行于这两个晶面的交线，b＝g1×g2，再利用晶面定律可以求出b的指数。至于b的大小，通常可取这个方向上的最小点阵矢量。 6、如果将作为位错消光的有效判据，那么，在进行位错Burgers矢量测定时，只要 找到产生该位错消光的两个操作反射g1和g2，即可确定，请分析为什么？ 答：这是因为，如果能找到两个操作发射g1和g2，其成像时位错均不可见，则必有g1·b＝0，g2·b＝0。这就是说，b应该在g1和g2所对应的晶面（h1k1l1）he（h2k2l2）内，即b应该平行于这两个晶面的交线，b＝g1×g2，再利用晶面定律可以求出b的指数。至于b的大小，通常可取 这个方向上的最小点阵矢量。 7、位错线像总是出现在它的实际位置的一侧或另一侧，说明其衬度本质上三关和由位错附近的点阵畸变所发生的，叫做“应变场衬度”。而且，由于附加的偏差S`，随离开位错中心的距离而逐渐变化，使位错线的像总是有一定的宽度（一般为3~10mm左右） 第十三章 1、电子束入射固体样品表面会激发哪些信号？他们有哪些特点和用途？ 答：1)背散射电子:能量高；来自样品表面几百nm深度范围；其产额随原子序数增大而增多。用作形貌分析、成分分析以及结构分析。 2)二次电子:能量较低；来自表层5—10nm深度范围；对样品表面化状态十分敏感。不能进行成分分析，主要用于分析样品表面形貌。 3)吸收电子:其衬度恰好和SE或BE信号调制图像衬度相反；与背散射电子的衬度互补。吸收电子能产生原子序数衬度，即可用来进行定性的微区成分分析。 4)透射电子：透射电子信号由微区的厚度、成分和晶体结构决定。可进行微区成分分析。 5)特征X射线: 用特征值进行成分分析，来自样品较深的区域 6)俄歇电子:各元素的俄歇电子能量值很低；来自样品表面1—2nm范围。它适合做表面分析。 2、当电子束入射重元素和轻元素时，其作用体积有何不同？各自产生的信号的分辨率有何特点？ 当电子束进入轻元素样品表面后悔造成滴状作用体积。入射电子束进入浅层表面时，尚未向横向扩展开来，因此二次电子和俄歇电子的分辨率就相当于束斑的直径。入射电子束进入样品较深部位时，向横向扩展的范围变大，则背散射电子的分辨率较低，而特征X射线的分辨率最低。 当电子束射入重元素样品中时，作用体积呈半球状。电子书进入表面后立即向横向扩展，因此在分析重元素时，即使电子束的束斑很细小，也能达到较高的分辨率，此时二次电子的分辨率和背散射电子的分辨率之间的差距明显变小。 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孔洞。 B 、用能谱仪定性分析方法进行其化学成分的分析。定点分析: 对样品选定区进行定性分析.线分析: 测定某特定元素的直线分布. 面分析: 测定某特定元素的面分布 a 、定点分析方法：电子束照射分析区,波谱仪分析时,改变分光晶体和探测器位置.或用能谱仪,获取 、E —I 谱线,根据谱线中各峰对应的特征波长值或特征能量值,确定照射区的元素组成； b 、线分析方法：将谱仪固定在要测元素的特征X 射线 波长值或特征能量值,使电子束沿着图像指定直线轨迹扫描.常用于测晶界、相界元素分布.常将元素分布谱与该微区组织形貌结合起来分析； c 、面分析方法：将谱仪固定在要测元素的特征X 射线波长值或特征能量值, 使电子束在在样品微区作光栅扫描,此时在荧光屏上便得到该元素的微区分布,含量高则亮。 4、扫描电子显微镜是由电子光学系统，信号收集处理、图像显示和记录系统，真空系统三个基本部分组成。 （1）、电子光学系统（镜筒） 1）电子枪:提供稳定的电子束，阴阳极加速电压 2）电磁透镜:第一、二透镜为强磁透镜，第三为弱磁透镜，聚集能力小，目的是增大镜筒空间 3）扫描线圈:使电子束在试样表面作规则扫描，同时控制电子束在样品上扫描与显像管上电子束扫描同步进行。扫描方式有光栅扫描(面扫)和角光栅(线)扫描 4）样品室及信号探测: 放置样品，安装信号探测器；各种信号的收集和相应的探测器的位置有很大关系。样品台本身是复杂而精密的组件，能进行平移、倾斜和转动等运动。 （2）信号收集和图像显示系统 电子束照射试样微区，产生信号量----荧光屏对应区光强度。因试样各点状态不同(形貌、成分差异)，在荧光屏上反映图像亮度不同，从而形成光强度差(图像)。 （3）真空系统 防止样品污染，灯丝氧化；气体电离，使电子束散射。真空度1。33×10-2----1。33×10-3 。 5、各种信号成像的分辨率 信号 二次电子 背散射电子 吸收电子 特征X 射线 俄歇电子 分辨率 5～10 50～200 100～1000 100～1000 5～10 由表可看出二次电子和俄歇电子的分辨率高，而特征X 射线调制成显微图像的分辨率最低。 I --λ 6、二次电子成像原理及应用 （1）成像原理为：二次电子产额对微区表面的几何形状十分敏感。随入射束与试样表面法线夹角增大，二次电子产额增大。因为电子束穿入样品激发二次电子的有效深度增加了，使表面5-10 nm 作用体积内逸出表面的二次电子数量增多。 （2）应用：a 、断口分析 1）沿晶断口； 2）韧窝断口； 3）解理断口； 4）纤维增强复合材料断口。 b 、样品表面形貌特征 1）烧结样品的自然表面分析 2）金相表面 c 、材料形变和断裂过程的动态分析 1) 双相钢 2) 复合材料 7、背散射电子衬度原理及应用 （1）.,↑↑b i Z 不同成分---b η不同---电子强度差----衬度----图像。背散射电子像中不同的区域衬度差别，实际上反映了样品相应不同区域平均原子序数的差别，据此可以定性分析样品的化学成分分布。对于光滑样品，原子序数衬度反映了表面组织形貌，同时也定性反映了样品成分分布 ；而对于形貌、成分差样品，则采用双检测器，消除形貌衬度、原子序数衬度的相互干扰。 （2）背散射电子用于：形貌分析——来自样品表层几百nm 范围；成分分析——产额与原子序数有关；晶体结构分析——基于通道花样衬度。 《材料现代分析测试技术》思考题 1.电子束与固体物质作用可以产生哪些主要的检测信号？这些信号产生的原理是什么？它们有哪些特点和用途？ (1)电子束与固体物质产生的检测信号有：特征X射线、阴极荧光、二次电子、背散射电子、俄歇电子、吸收电子等。 (2)信号产生的原理：电子束与物质电子和原子核形成的电场间相互作用。 (3)特征和用途： ①背散射电子：特点：电子能量较大，分辨率低。用途：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织 构分析以及相鉴定等。 ②二次电子：特点：能量较低，分辨率高。用途：样品表面成像。 ③吸收电子：特点：被物质样品吸收，带负电。用途：样品吸收电子成像，定性微区成分分析。 ④透射电子：特点：穿透薄试样的入射电子。用途：微区成分分析和结构分析。 ⑤特征X射线：特点：实物性弱，具有特征能量和波长，并取决于被激发物质原子能及结构，是物质固有的特征。用途：微区元素定 性分析。 ⑥俄歇电子：特点：实物性强，具有特征能量。用途：表层化学成分分析。 ⑦阴极荧光：特点：能量小，可见光。用途：观察晶体内部缺陷。 ①电子散射：当高速运动的电子穿过固体物质时，会受到原子中的电子作用，或受到原子核及周围电子形成的库伦电场的作用，从而 改变了电子的运动方向的现象叫电子散射 ②相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一晶体薄膜样品时，由于原子排列的规律性，入射电子波与各原子的弹性散射波不但 波长相同，而且有一定的相位关系，相互干涉。 ③不相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一单一元素的非晶样品时，发生的相互无关的、随机的散射。 ④电子衍射的成像基础是弹性散射。 3.电子束与固体物质作用所产生的非弹性散射的作用机制有哪些？ 非弹性散射作用机制有：单电子激发、等离子激发、声子发射、轫致辐射 ①单电子激发：样品内的核外电子在收到入射电子轰击时，有可能被激发到较高的空能级甚至被电离，这叫单电子激发。 ②等离子激发：高能电子入射晶体时，会瞬时地破坏入射区域的电中性，引起价电子云的集体振荡，这叫等离子激发。 ③声子发射：入射电子激发或吸收声子后，使入射电子发生大角度散射，这叫声子发射。 ④轫致辐射：带负电的电子在受到减速作用的同时，在其周围的电磁场将发生急剧的变化，将产生一个电磁波脉冲，这种现象叫做轫 致辐射。 1）二次电子产生：单电子激发过程中，被入射电子轰击出来并离开样品原子的核外电子。应用：样品表面成像，显微组织观察，断口形貌观察等 2）背散射电子：受到原子核弹性与非弹性散射或与核外电子发生非弹性散射后被反射回来的入射电子。应用：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织构分析以及相鉴定等。 3）成像的相同点：都能用于材料形貌分析成像的不同点：二次电子成像特点：（1）分辨率高（2）景深大，立体感强（3）主要反应形貌衬度。背散射电子成像特点：（1）分辨率低（2）背散射电子检测效率低，衬度小（3）主要反应原子序数衬度。 5.特征X射线是如何产生的，其波长和能量有什么特点，有哪些主要的应用？ 特征X-Ray产生：当入射电子激发试样原子的内层电子，使原子处于能量较高的不稳定的激发态状态，外层的电子会迅速填补到内层电子空位上，并辐射释放一种具有特征能量和波长的射线，使原子体系的能量降低、趋向较稳定状，这种射线即特征X射线。 波长的特点：不受管压、电流的影响，只决定于阳极靶材元素的原子序。 应用：物质样品微区元素定性分析 分析化学实验试题及答案 （一） 一、填空题：（24分2分/空） 1、如果基准物未烘干，将使标准溶液浓度的标定结果偏高。 2、移液管移取溶液时，当液面上升至标线以上，应用_右__手食指堵住管口。 4、标定EDTA溶液时，若控制pH=5，常选用___XO 为金属离子指示剂；若控 制pH=10，常选用_EBT 为金属离子指示剂。 5. 在滴定操作中左手控制滴定管，右手握锥形瓶；滴定接近终点时， 应控制半滴加入，加入半滴溶液的方法是轻轻转动旋塞，使溶液悬挂在出口管嘴上，形成半滴，用锥瓶内壁将其沾落，再用洗瓶吹洗。；滴定完毕进行读数时，应将滴定管取下视线应与__欲读刻度线平行。__。 6．测定水的总硬度时用三乙醇胺掩蔽Fe3+、Al3+等少量共存离子。7．NaOH 标准溶液因保存不当吸收了CO2，若以此NaOH 溶液滴定H3PO4至第二个计量点, 则H3PO4的分析结果将偏高。 二、判断题：（8分2分/题） 1．测定水的硬度时,需要对Ca、Mg进行分别定量。（×） 2．对某项测定来说，它的系统误差大小是不可测量的。（×） 3．金属离子指示剂与金属离子生成的络合物过于稳定称为指示剂的封闭现象。（√） 4．以HCl标准溶液滴定碱液中的总碱量时，滴定管的内壁挂液珠，会使分析结果偏低。（√） 三、简答：（68分） 1、络合滴定中为什么加入缓冲溶液？（14分） 答：各种金属离子与滴定剂生成络合物时都应有允许最低pH值，否则就不能被准确滴。而且还可能影响指示剂的变色点和自身的颜色，导致终点误差变大，甚至不能准确滴定。因此酸度对络合滴定的影响是多方面的，需要加入缓冲溶液予以控制。 2．铝合金中铝含量的测定，用锌标准溶液滴定过量的EDTA，为什么不计滴定体积？能否用不知道准确浓度的Zn2+溶液滴定？实验中使用的EDTA需不需要标定?（15分） 答：铝合金中铝含量的测定，用的是置换滴定法，只要计量从AlY-中置换出的EDTA，而不需要对与Al3+反应后过量的EDTA计量，滴定过量的EDTA可以，滴定置换出的EDTA不行。 实验中使用的EDTA不需要标定。 3．为下列操作选用一种合适的实验室中常用的仪器，说出名称和规格：（14分） 1) 准确称取0.6克待测定样品，溶解,定溶到100.0ml； 2) 移取25.00mlHCl溶液，用0.1mol·L_1标准溶液滴定。 答：1）分析天平，100ml容量瓶。 2）25ml移液管，50ml碱式滴定管。 4．有一碱液，可能含有NaOH、Na 2CO 3 或NaHCO 3 ，也可能是其中两者的混合物。 今用盐酸溶液滴定，以酚酞为指示剂，消耗盐酸体积为V 1 ；当加入甲基橙指示剂， 继续用HCl溶液滴定，又消耗HCl体积为V 2 ，试判断下列五种情况下，混合碱中存在的成分是什么？（15分） （1）V １=0；（2）V ２ =0；（3）V １ ＞V ２ ；（4）V １ ＜V ２ ；（5）V １ =V ２ 。 答：（1）V １=0：存在NaHCO 3 （2）V ２ =0：存在NaOH （3）V １＞V ２ ：存在NaOH和Na 2 CO 3 （4）V １ ＜V ２ 存在Na 2 CO 3 和NaHCO 3 （5）V １=V ２ 存在Na 2 CO 3 5．简述KMnO4溶液的配制方法。（10分） 称取计算量固体KMnO4于计算量体积水中，盖上表面皿，加热至沸并保持微沸状态1h，冷却后，用微孔玻璃漏斗（3号或4号）过滤。滤液储存于棕色试剂瓶中。将溶液在室温条件下静置2～3天后过滤备用。 《工程材料力学性能》（第二版）课后答案 第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能 一、解释下列名词 滞弹性：在外加载荷作用下，应变落后于应力现象。 静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。 弹性极限：试样加载后再卸裁，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。 比例极限：应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。 包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限(ζP) 或屈服强度(ζS)增加；反向加载时弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS) 降低的现象。 解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面－－解理面，一般是低指数，表面能低的晶面。 解理面：在解理断裂中具有低指数，表面能低的晶体学平面。 韧脆转变：材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象（冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状）。静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学姓能? 答案：金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大，所以说它是一个对组织不敏感的性能指标，这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响，但对材料的刚度影响不大。 三、什么是包辛格效应，如何解释，它有什么实际意义? 答案：包辛格效应就是指原先经过变形，然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零，这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。 包辛格效应可以用位错理论解释。第一，在原先加载变形时，位错源在滑移 《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 = 试卷一 一. 填空（每空 1 分。共 35 分） 1．写出下列各体系的质子条件式： (1)c (mol/L) NH+]+[H-]+[NH] +[HPO2-]+2[PO3-] 142434344 (2) 12 (mol/L)H 33+23-- ] c (mol/L)NaAc+ c BO[H ]+[HAc]=[H BO]+[OH 2.符合朗伯 -比尔定律的有色溶液，当有色物质的浓度增大时，其最大吸收波 长不变，透射比减小。 3.检验两组结果是否存在显著性差异采用 t 检验法，检验两组数据的精密度是否存 在显著性差异采用 F 检验法。 4．二元弱酸 H B，已知 pH＝ 1.92 时，δ＝δ；pH＝6.22时δ＝δ, 则2H2B HB-HB-B2- H2 B 的 pK a1＝ 1.92，pK a2＝ 6.22。 5.已知3+2+4+3+)=1.44V，则在1mol/L24溶液中用 (Fe/Fe )=0.68V，(Ce/Ce H SO 0.1000 mol/L Ce4+滴定 0.1000 mol/L Fe2+，当滴定分数为0.5 时的电位为0.68V，化学计量点电位为 1.06V ，电位突跃范围是0.86-1.26V。 6.以二甲酚橙 (XO) 为指示剂在六亚甲基四胺缓冲溶液中用Zn2+滴定 EDTA ，终点时溶液颜色由 ___黄______变为 ____红______。 7.某溶液含 Fe3+10mg，用等体积的有机溶剂萃取一次后，该溶液中剩余0.1mg，则 Fe3+在两相中的分配比 =99:1。 8.容量分析法中滴定方式有直接滴定，反滴定，置换滴定和间接滴定 9.I与 Na S O 的反应式为I+ 2S O2-=2I-+ S O2-。 222322346 10.以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，测量某物质对不同波长光的吸收程度， 所获得的曲线称谓吸收光谱曲线；光吸收最大处的波长叫做最大吸收波长，可用符号λmax表示。 11.紫外可见分光光度计主要由光源,单色器,吸收池,检测部分四部分组成. 12.桑德尔灵敏度以符号 S 表示 , 等于 M/ε；桑德尔灵敏度与溶液浓度 有关，与波长无关。 13.在纸色谱分离中，水是固定相。 14..定量分析过程包括：采样与制样，（称样）；样品分解；分离与测定；结 果计算和数据处理 二、简答题（每小题 4 分，共 20 分，答在所留空白处） 1.什么是基准物质 ?什么是标准溶液 ? 答：能用于直接配制或标定标准溶液的物质；是一种已知准确浓度的的溶液。 2.分别简单阐述酸碱滴定指示剂 ,络合滴定指示剂 , 氧化还原滴定指示剂和沉淀 滴定指示剂指示滴定终点的原理 . 答：酸碱指示剂变色是随着酸度的变化，指示剂结合或离解出 H+，结构发生变化， 从而发生颜色改变；络合指示剂与金属离子络合前后颜色不同，游离的试剂为一 种颜色，与金属离子形成络合物又一种颜色；氧化还原指示剂变色分为几种情况： 一种是随氧化还原电位变化的试剂，在氧化态和还原态，结构不同，各有不同颜色，如二苯胺磺酸钠，还原态无色，氧化态紫红色；另一种自身指示剂， 南昌大学物理实验报告 课程名称：大学物理实验 实验名称：铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线学院：专业班级： 学生姓名：学号： 实验地点：座位号： 实验时间： 一、实验目的： 1.认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。 2.测定样品的基本磁化曲线，作μ－H曲线。 3.测定样品的H D、B r、B S和（H m·B m）等参数。 4.测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。 二、实验原理： 铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物（铁氧体）均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ很高。另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图1为铁磁物质的磁感应强度B与磁化场强度H之间的关系曲线。 图中的原点O表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B＝H＝O，当磁场H从零开始增加时，磁感应强度B随之缓慢上升，如线段oa所示，继之B随H迅速增长，如ab所示，其后B的增长又趋缓慢，并当H增至H S时，B到达饱和值B S，oabs称为起始磁化曲线。图1表明，当磁场从H S逐渐减小至零，磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“O”点，而是沿另一条新的曲线SR下降，比较线段OS和SR可知，H减小B相应也减小，但B的变化滞后于H的变化，这现象称为磁滞，磁滞的明显特征是当H＝O时，B不为零，而保留剩磁Br。 当磁场反向从O逐渐变至－H D时，磁感应强度B消失，说明要消除剩磁，必须施加反向磁场，H D称为矫顽力，它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，线段RD称为退磁曲线。 图1还表明，当磁场按H S→O→H D→-H S→O→H D′→H S次序变化，相应的磁感应强度B则沿闭合曲线S SRD'S D R' '变化，这闭合曲线称为磁滞回线。所以，当铁磁材料处于交变磁场中时（如变压器中的铁心），将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量，并以热的形式从铁磁材料中释放，这种损耗称为磁滞损耗，可以证明，磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。 应该说明，当初始态为H＝B＝O的铁磁材料，在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化，可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线，如图2所示，这些磁滞回线顶点的连线称为铁磁材料的基本磁化曲线，由此可近似确定其磁导率 H B μ=，因B与H非线性，故铁磁材料的μ不是常数而是随H而变化（如图3所示）。铁磁材料的相对磁导率可高达数千乃至数万，这一特点是它用途广泛的主要原因之一。 可以说磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料分类和选用的主要依据，图4为常见的两种典型的磁滞回线，其中软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、剩磁和磁滞损耗均较小，是制造变压器、电机、和交流磁铁的主要材料。而硬磁材料的磁滞回线较宽，矫顽力大，剩磁强，可用来制造永磁体。 图2 同一铁磁材料的 一簇磁滞回线 图1 铁磁质起始磁化 曲线和磁滞回线 图 3 铁磁材料μ与H并系曲 南昌大学第二届大学物理竞赛试卷 填空（每题3分） 1. 在x 轴上作直线运动的质点，已知其初速度为v 0，初位置为x 0，加速度a=At 2+B （A 、B 为常数），则t 时刻质点的速度v= ；运动方程 为 。 2．质量为m 的子弹，水平射入质量为M 、置于光滑水平面上的沙箱，子弹在沙箱中前进距离l 而停止，同时沙箱向前运动的距离为s ，此后子弹与沙箱一起以共同速度v 匀速运动，则子弹受到的平均阻力F=__________________。 3．如图所示，质量为M ，长度为L 的刚体匀质细杆，能绕首过其端点o 的水平轴无摩擦地在竖直平面上摆动。今让此杆从水平静止状态自由地摆下，当细杆摆到图中所示θ角位置时，它的转动角速度ω＝__________，转动角加速度β＝__________；当θ＝900时，转轴为细杆提供的支持力N ＝__________。 4．质量为M ，长度为L 的匀质链条，挂在光滑 水平细杆上，若链条因扰动而下滑，则当链条的一端刚脱离细杆的瞬间，链条速度大小为___________________。 5．将一静止质量为M o 的电子从静止加速到0.8c (c 为真空中光速)的速度，加速器对电子作功是__________。 6．有两个半径分别为5cm 和8cm 的薄铜球壳同心放置，已知内球壳的电势为2700V 。外球壳带电量为8310-9C 。现用导线把两球壳联接在一起，则内球壳电势为__________V 。 7．半经为R 的圆片均匀带电，电荷面密度为σ。其以角速度ω 绕通过圆片中心且垂直圆平面的轴旋转，旋转圆片的磁矩m P 的大小为____________。 8．用长为l 的细金属丝OP 和绝缘摆球P 构成一个圆锥摆。P 作水平匀速圆周运动时金属丝与竖直线的夹角为θ，如图所示，其中o 为悬挂点。设有讨论的空间范围内有水平方向的匀强磁场， 磁感应强度为B 。在摆球P 的运动过程中，金属丝上P 点与O 点间的最小电势差为__________。P 点与O 点的最大电势差为__________。 9．在无限长载流导线附近有一个球形闭合曲面S ，当S 面垂直于导线电流方向向长直导线靠近时，穿过S 面的磁通量Φm 将___________；面上各点的磁感应强度的大小 O Ｌ，Ｍ θ 3 3 3 3 3 3 3 3 3 B θ l 一、选择题(20分。 1．用法扬司法测Cl 时，常加入糊精，其作用是 -------------------------- （B ） A. 掩蔽干扰离子； B. 防止AgCl凝聚； C. 防止AgCl沉淀转化 D. 防止AgCl感光 2．间接碘量法中正确使用淀粉指示剂的做法是 ----------------------------（ D ） A. 滴定开始时加入指示剂； B. 为使指示剂变色灵敏，应适当加热； C. 指示剂须终点时加入； D. 指示剂必须在接近终点时加入。 3．螯合剂二乙三氨五乙酸（EDPA，用H 5 L表示）的五个p K a值分别为1.94，2.87， 4.37，8.69和10.56，溶液中组分HL4-的浓度最大时,溶液的pH值为 ------（ D ） A. 1.94; B. 2.87; C. 5.00; D. 9.62。 4. K 2Cr 2 O 7 法测定铁时，哪一项与加入H 2 SO 4 -H 3 PO 4 的作用无关 ----------（ C ）A.提供必要的酸度； B.掩蔽Fe3+； C.提高E(Fe3+/Fe2+)； D.降低E(Fe3+/Fe2+)。 5．用BaSO 4重量分析法测定Ba2+时，若溶液中还存在少量Ca2+、Na+、CO 3 2-、Cl-、 H+和OH-等离子，则沉淀BaSO 4 表面吸附杂质为 ------------------------------（ A ） A. SO 42-和Ca2+； B. Ba2+和CO 3 2-； C. CO 3 2-和Ca2+； D. H+和OH-。 6．下列各条件中何者不是晶形沉淀所要求的沉淀条件 ---------------------（A ） A.沉淀作用宜在较浓溶液中进行； B.应在不断的搅拌下加入沉淀剂; C.沉淀作用宜在热溶液中进行; D.应进行沉淀的陈化。 7．为了获得纯净而易过滤、洗涤的晶形沉淀，要求 ----------------------（A ） A.沉淀时的聚集速度小而定向速度大; B.沉淀时的聚集速度大而定向速度小; C.溶液的过饱和程度要大; D.沉淀的溶解度要小。 8. 决定正态分布曲线位置的是--------------------------------------------------（ C ） A. 总体标准偏差； B. 单次测量的平均偏差； 2020分析化学题库及答案 I 分析化学概论 一、选择题 1下列数据中有效数字为四位的是 ( D ) (A)0.060 (B)0.0600 (C)pH = 6.009 (D)0.6000 2下列数据中有效数字不是三位的是（C） (A)4.00×10-5 (B)0.400 (C)0.004 (D)p K a = 4.008 3 为了消除0.0002000 kg 中的非有效数字，应正确地表示为（D） (A)0.2g (B)0.20g (C)0.200g (D)0.2000g 4下列数据中有效数字不是四位的是（B） (A)0.2500 (B)0.0025 (C)2.005 (D)20.50 5 下面数据中含有非有效数字的是（A） (1) 0.02537 (2) 0.2009 (3) 1.000 (4) 20.00 (A)1,2 (B)3,4 (C)1,3 (D)2,4 6 下列数据中为四位有效数字的是（C） (1) 0.068 (2) 0.06068 (3) 0.6008 (4) 0.680 (A)1,2 (B)3,4 (C)2,3 (D)1,4 7在下列数据中，两位有效数字的是（B） (2) 0.140 (3) 1.40 (3) K a=1.40×10-4 (4) pH=1.40 (A)1,2 (B)3,4 (C)1,4 (D)2,3 如果是等式，有效数字就是从小数点开始的（前提是小数点前面不是零），如多是单纯的数字，就不需要考虑上述情况。 8 用50 mL滴定管滴定，终点时正好消耗25 mL滴定剂，正确的记录应为（C） (A) 25 mL (B) 25.0 mL (C) 25.00 mL (D) 25.000mL 这个是精确度的问题 9 用25 mL移液管移取溶液，其有效数字应为（C） (A) 二位 (B) 三位 (C) 四位 (D) 五位 试卷编号：(A)卷课程编号：H57010004课程名称：材料现代测试分析技术考试形式：闭卷 适用班级：姓名：学号：班级： 学院：专业：考试日期： 题号一二三四五六七八九十总分累分人 签名题分100 得分 考生注意事项：1、本试卷共页，请查看试卷中是否有缺页或破损。如有立即举手报告以便更换。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 一、填空题(每空1分，共20分) 得分评阅人 1、当波长为λ的X射线照射到晶体并出现衍射线时，相邻两个（hkl）反射线的波程 差为，相邻两个（HKL）反射线的波程差为。 2、X射线管靶材的选择原则为，滤波片 的选择原则为。 3、在利用X射线衍射仪进行衍射实验时，时间常数的选择对实验的影响较大，时间 常数的增大导致衍射线的，，。这些变化给测量结果带来不利的影响。因此，为了提离测量的精确度，一般希望选用尽可能小的时间常数。 4、透射电镜的物镜光栏装在物镜背焦面，直径20—120um，由无磁金属制成。其作 用是：；；。 5、透射电镜的主要特点是可对试样进行与同位分析.使中间镜 物平面与物镜重合时，在观察屏上得到的是反映试样的图像；当中间镜物平面与物镜重合时,在观察屏上得到的是反映试样 花样。 6、扫描电子显微镜通过接收试样表面发出的二次电子成像.试样表面凸出的尖棱或小 颗粒、陡斜面处,二次电子产额,在荧光屏上这些部位的亮度而平面、凹槽底部处二次电子的产额,荧光屏上相应部位的亮度。 二、辨析并解释下列概念(每题5分，共20分) 得分评阅人 1、光电效应、俄歇效应 2、相干散射、非相干散射 3、质厚衬度、衍射衬度 4、二次电子、背散射电子 南昌大学 20 05 ~20 06 学年第 1 学期期 终 考试试卷 试卷编号： ( B )卷 课程名称： 大学物理 适用班级： 学院： 系别： 考试日期： 06年1月 专业： 班级： 学号： 姓名： 题号 一 二 三 四 五 总分 累分人 签 名 题分 27 25 38 100 得分 评卷人 一、 选择题(每题 3 分，共 27 分) 1． 下列各图所示的速率分布曲线，哪一图中的两条曲线能是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线 ［ ］ f (v ) f (v ) v O f (v ) v O (B) (A) f (v ) (D) v O (C) v O V V 2V 1O T 1T 2 T a b 第1题图 第2题图 2、 一定量的理想气体，其状态在V －T 图上沿着一条直线从平衡态a 改变到平衡态b (如图)． (A) 这是一个等压过程． (B) 这是一个升压过程． (C) 这是一个降压过程． (D) 数据不足，不能判断这是哪种过程 ［ ］ 3、两个质点各自作简谐振动，它们的振幅相同、周期相同．第一个质点的振动方程为x 1 = A cos(t + )．当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时，第二个质点正在最大正位移处．则第二个质点的振动方程为 (A) )π21cos(2++=αωt A x ． (B) )π21 cos(2-+=αωt A x ． (C) )π2 3 cos( 2-+=αωt A x ． (D) )cos(2π++=αωt A x ． ［ ］ 4、图中所画的是两个简谐振动的振动曲线．若这两个简谐振动可叠加，则合成的余弦振动的初相为 (A) π2 3． (B) π． (C) π2 1． (D) 0． ［ ］ 图(b) T 1 T 2 M 45° S A C f L B 图(a) 第4题图 第5题图 5、检验滚珠大小的干涉装置示意如图(a)．S 为光源，L 为会聚透镜，M 为半透半反镜．在平晶T 1、T 2之间放置A 、B 、C 三个滚珠，其中A 为标准件，直径为d 0．用波长为的单色光垂直照射平晶，在M 上方观察时观察到等厚条纹如图(b)所示．轻压C 端，条纹间距变大，则B 珠的直径d 1、C 珠的直径d 2与d 0的关系分别为： (A) d 1＝d 0＋，d 2＝d 0＋3． (B) d 1＝d 0-，d 2＝d 0－3． (C) d 1＝d 0＋2，d 2＝d 0＋3． (D) d 1＝d 0-2，d 2＝d 0－3．［ ］ 6、波长500nm(1nm=10-9m)的单色光垂直照射到宽度a 0.25 mm 的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，在凸透镜的焦平面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹．今测得屏幕上中央明条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为d 12 mm ，则凸透镜的焦距f 为 (A) 2 m ． (B) 1 m ． (C) 0.5 m ． (D) 0.2 m ． (E) 0.1 m ． ［ ］ 7、光强为I 0的自然光依次通过两个偏振片P 1和P 2．若P 1和P 2的偏振化方向的夹角＝30°，则透射偏振光的强度I 是 (A) I 0 / 4． (B)3I 0 / 4． (C)3I 0 / 2． (D) I 0 / 8． (E) 3I 0 / 8． ［ ］ O P Q S ν m v 2/2 8、光电效应中发射的光电子最大初动能随入射光频率 的变化关系如图所示．由图中的 (A) OQ (B) OP (C) OP /OQ (D) QS /OS 可以直接求出普朗克常量． ［ ］ 9、 假定氢原子原是静止的，则氢原子从n 3 的激发状态直接通过辐射跃迁到基态时的反冲速度大约是 (A) 4 m/s ． (B) 10 m/s ． (C) 100 m/s ． (D) 400 m/s ． ［ ］ (氢原子的质量m =×10-27 kg) x t O A/2 -A x 1 x 2 《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 = 第一章误差与数据处理 1-1 下列说法中，哪些是正确的？ （1）做平行测定的目的是减小系统误差对测定结果的影响。 （2）随机误差影响精密度，对准确度无影响。 （3）测定结果精密度高，准确度不一定高。 （4）只要多做几次平行测定，就可避免随机误差对测定结果的影响。 1-2 下列情况，将造成哪类误差？如何改进？ （1）天平两臂不等长（2）测定天然水硬度时，所用蒸馏水中含Ca2+。 1-3填空 （1）若只作两次平行测定，则精密度应用表示。 （2）对照试验的目的是，空白试验的目的是。 （3）F检验的目的是。 （4）为检验测定结果与标准值间是否存在显著性差异，应用检验。 （5）对一样品做六次平行测定，已知d1~d5分别为0、+0.0003、－0.0002、－0.0001、+0.0002，则d6为。 1-4用氧化还原滴定法测定纯品FeSO4·7H2O中铁的质量分数，4次平行测定结果分别为20.10%，20.03%，20.04%，20.05%。计算测定结果的平均值、绝对误差、相对误差、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差及变异系数。 1-5有一铜矿样品，w(Cu) 经过两次平行测定，分别为24.87%和24.93%，而实际w(Cu)为25.05%，计算分析结果的相对误差和相对相差。 1-6某试样5次测定结果为：12.42%，12.34%，12.38%，12.33%，12.47%。用Q值检验法和4d检验法分别判断数据12.47%是否应舍弃？（P = 0.95） 1-7某分析人员测定试样中Cl的质量分数，结果如下：21.64%，21.62%，21.66%，21.58%。已知标准值为21.42%，问置信度为0.95时，分析结果中是否存在系统误差？ 1-8 在不同温度下测定某试样的结果如下： 10℃：:96.5%，95.8%，97.1%，96.0% 37℃：94.2%，93.0%，95.0%，93.0%，94.5% 试比较两组数据是否有显著性差异？（P = 0.95）温度对测定是否有影响？ 南昌大学20 18 ~2019 学年第 1 学期期终考试试卷 南昌大学2018～2019学年第1学期期终考试A(3)类A 卷解答 一、1. π 、- π /2 、π/3． 2. )21cos(04.0π+π=t x 3. ])330/(165cos[10.0π--π=x t y (SI) 4. )2 1 100cos()21cos(30.0π+ππ=t x y (SI) 5. 1.2 mm 3.6 mm 6. 125 rad/s 、 338 m/s 、 17m 7. 6 、 第一级明(只填“明”也可以) 8. 子波 、子波干涉(或答“子波相干叠加”) 9. 一 、三 10. 2I 二.、A 、B 、D 、 C 、C 、B 、B 、B 、B 、A 三、 1解：设物体的运动方程为 )c o s (φω+=t A x ． 恒外力所做的功即为弹簧振子的能量： F ×0.05 = 0.5J ． 当物体运动到左方最远位置时，弹簧的最大弹性势能为0.5 J ，即： 5.02 1 2=kA J ， ∴ A = 0.204 m ． 2分 A 即振幅． 4/2==m k ω (rad/s)2 ω = 2 rad/s ． 2分 按题目所述时刻计时，初相为φ = π．∴ 物体运动方程为 2分 )2c o s (204.0π+=t x (SI)． 2分 2解： x 2 = 3×10-2 sin(4t - π/6) = 3×10-2cos(4t - π/6- π/2) = 3×10-2cos(4t - 2π/3)． 作两振动的旋转矢量图，如图所示． 图 2分 由图得：合振动的振幅和初相分别为 A = (5-3)cm = 2 cm ，φ = π/3． 4分 合振动方程为 x = 2×10-2cos(4t + π/3) (SI) 2分 3解：(1) 由P 点的运动方向，可判定该波向左传播． 原点O 处质点，t = 0 时 φc o s 2/2A A =, 0sin 0<-=φωA v 所以 4/π=φ O 处振动方程为 )4 1 500cos(0π+π=t A y (SI) 3分 由图可判定波长λ = 200 m ，故波动表达式为 ]4 1 )200250(2cos[π++ π=x t A y (SI) 2分 (2) 距O 点100 m 处质点的振动方程是 )4 5 500cos(1π+π=t A y 1分 x O ω π/3-2π/3A 1A 2 A 声速测量（实验报告格式） 课程名称：大学物理实验 实验名称：声速测量 学院：专业班级： 学生姓名：学号： 实验地点：104 座位号： 实验时间：第周星期一下午16点开始 一、实验项目名称：声速测量 二、实验目的： 1、学会测量超声波在空气中的传播速度方法。 2、理解驻波和振动合成理论。 3、学会逐差法进行数据处理。 4、了解压电换能器的功能和培养综合使用仪器的能力。 三、实验原理： 根据声速、声波频率、波长间的关系：λf v=，测得声波 的频率和波长，就可求的声速。声波频率由信号发生器产生，可直接显示，故只需测得声波波长即可。有驻波法和相位法。 1、驻波法 实验时将信号发生器输出的正弦电压信号接到发射超声换能器上，超声发射换能器通过电声转换，将电压信号变为超声波，以超声波形式发射出去。接收换能器通过声电转换，将声波信号变为电压信号后，送入示波器观察。设沿x 方向射出的入射波方称为：)2cos(1x wt A y λ π -=，反射方程： )2cos(2x wt A y λ π + =，A 为声源振幅，w 为角频率，x λ π2为由于波 动传播到坐标x 处引起的相位变化。所以合振动方程：y=y1+y2=wt x A cos )2cos 2(λ π ；在声驻波中，波腹处声压（空气中 由于声扰动而引起的超出静态大气压强的那部分压强）最小，而波节处声压最大。当接收换能器的反射界面处为波节时，声压效应最大，经接收器转换成电信号后从示波器上观察到的电压信号幅值也是极大值，所以可从接收换能器端面声压的变化来判断超声波驻波是否形成。移动卡尺游标，改变两只换能器端面的距离，在一系列特定的距离上，媒质中将出现稳定的驻波共振现象，此时，两换能器间的距离等于半波长的整数倍，只要我们监测接收换能器输出电压幅度的变化，记录下相邻两次出现最大电压数值时（即接收器位于波节处）卡尺的读数（两读数之差的绝对值等于半波长）， 南昌大学2005～２006学年第二学期期末考试试卷 试卷编号：( A ) 卷 课程编号： Ｔ５502000１--03 课程名称: 大学物理 考试形式：闭卷 适用班级: 理工0５级(Ⅰ)、（Ⅱ）、（Ⅲ）姓名:学号： 学院:专业: 班级:考试日期：06年６月 题号 一 二 三 四 五 六 总分 累分人 签 名 题分 30 ２２ 48 １00 得分 考生注意事项:1、本试卷共6页，请查看试卷中是否有缺页或破损。如有立即举手报告以便更换。 2、考试结束后,考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 一、 填空题(每空 2 分,共 30 分） 得分 评阅人 1、质点在力j x i y F 322+=（SI 制)作用下沿图示路径 运动。则力F 在路径oa 上的功A oa =,力在路径ab 上的功A ab ＝。 2、一质点沿直线运动,其运动学方程为x = 8t -２t 2 (SI)，则在ｔ由0至4ｓ的时间 间隔内,质点的位移大小为 ＿＿___＿_＿_＿_,在t 由0到4s 的时间间隔内质点走过的路 程为_______________＿_． 3、真空中一半径为Ｒ的均匀带电球面带有电荷Ｑ(Q ＞0).今在球面上挖去非常小块的面积△Ｓ(连同电荷）,如图所示,假设不影响其他处原来的电荷分布,则挖去△S 后球 心处电场强度的大小E ＝_____＿＿_＿____，其方向为_＿__＿__＿_＿_＿ O R △S Q A B E 0 E 0/3 E 0/3 第3题图 第4题图 b(3,2) o c a x y 二、 选择题（每题 ２ 分,共 22分） 得分 评阅人 1、一光滑的内表面半径为10 cm 的半球形碗，以匀角速度ω绕其对称ＯC 旋转．已知放在碗内表 面上的一个小球P 相对于碗静止，其位置高于碗底４ cm,则由此可推知碗旋转的角速度约为 （A) 10 ra ｄ/s. （B) 13 ｒad ／s. （C) 17 rad ／s (D ） 18 rad/s ． [］ ω P C O A M B F 第1题图 第2题图 ２、如图所示，A 、B 为两个相同的绕着轻绳的定滑轮．A 滑轮挂一质量为Ｍ的物体，B 滑轮受拉力 F ，而且F =Mg .设Ａ、B 两滑轮的角加速度分别为βA 和βB ，不计滑轮轴的摩擦，则有 (A) βA ＝βB ． (B ） βＡ>βB . （C) βＡ<βB .(D ） 开始时βA =βＢ,以后βA <βB .[］ ３、假设卫星环绕地球中心作圆周运动,则在运动过程中,卫星对地球中心的 （A) 角动量守恒,动能也守恒． (B ） 角动量守恒，动能不守恒． (C)角动量不守恒,动能守恒． (D) 角动量不守恒，动量也不守恒. (E ） 角动量守恒,动量也守恒.［］ 4、如图所示,一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴Ｏ旋转,初始状态为静止悬挂．现有一个小球自左方水平打击细杆.设小球与细杆之间为非弹性碰撞,则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统 （A) 只有机械能守恒. (B ） 只有动量守恒． (Ｃ）只有对转轴O 的角动量守恒． (Ｄ) 机械能、动量和角动量均守恒.［］ O E O r (B) E ∝1/r 2 R E O r (A) E ∝1/r 2 R E O r (C) E ∝1/r 2 R E O r (D) E ∝1/r 2 第4题图 第5题图 ５、半径为R 的均匀带电球面的静电场中各点的电场强度的大小E 与距球心的距离ｒ之间的关系曲 线为: ［B ] 材料分析测试技术复习参考资料（注：所有的标题都是按老师所给的“重点”的标题，） 第一章x射线的性质 射线的本质：X射线属电磁波或电磁辐射，同时具有波动性和粒子性特征，波长较为可见光短，约与晶体的晶格常数为同一数量级，在10-8cm左右。其波动性表现为以一定的频率和波长在空间传播；粒子性表现为由大量的不连续的粒子流构成。 2，X射线的产生条件：a产生自由电子；b使电子做定向高速运动；c在电子运动的路径上设置使其突然减速的障碍物。 3，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，称为X射线谱。在管电压很低，小于某一值（Mo阳极X射线管小于20KV）时，曲线变化时连续变化的，称为连续谱。在各种管压下的连续谱都存在一个最短的波长值λo，称为短波限，在高速电子打到阳极靶上时，某些电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子，这个光量子便具有最高的能量和最短的波长，这波长即为λo。λo=V。 4，特征X射线谱： 概念：在连续X射线谱上，当电压继续升高，大于某个临界值时，突然在连续谱的某个波长处出现强度峰，峰窄而尖锐，改变管电流、管电压，这些谱线只改变强度而峰的位置所对应的波长不变，即波长只与靶的原子序数有关，与电压无关。因这种强度峰的波长反映了物质的原子序数特征、所以叫特征x射线， 由特征X射线构成的x射线谱叫特征x射线谱，而产生特征X射线的最低电压叫激发电压。 产生：当外来的高速度粒子(电子或光子)的动aE足够大时，可以将壳层中某个电子击出去，或击到原于系统之外，或使这个电子填到未满的高能级上。于是在原来位置出现空位，原子的系统能量因此而升高，处于激发态。这种激发态是不稳定的，势必自发地向低能态转化，使原子系统能量重新降低而趋于稳定。这一转化是由较高能级上的电子向低能级上的空位跃迁的方式完成的，电子由高能级向低能级跃迁的过程中，有能量降低，降低的能量以光量子的形式释放出来形成光子能量，对于原子序数为Z的确定的物质来说，各原子能级的能量是固有的，所以．光子能量是固有的，λ也是固有的。即特征X射线波长为一固定值。 能量：若为K层向L层跃迁，则能量为： 各个系的概念：原于处于激发态后，外层电子使争相向内层跃迁，同时辐射出特征x射线。我们定义把K层电子被击出的过程叫K系激发，随之的电子跃迁所引起的辐射叫K系辐射，同理，把L层电子被击出的过程叫L系激发，随之的电子跃迁所引起的辐射叫L系辐射，依次类推。我们再按电子跃迁时所跨越的能级数目的不同把同一辐射线系分成几类，对跨 越I，2，3．．个能级所引起的辐射分别标以α、β、γ等符号。电子由L—K，M—K跃迁(分别跨越1、2个能级)所引起的K系辐射定义为Kα，Kβ谱线；同理，由M—L，N—L电子跃迁将辐射出L系的Lα，Lβ谱线，以此类推还有M线系等。 莫赛莱定律：特征X射线谱的频率或波长只取决于阳极靶物质的原子能级结构，现代材料测试技术期末测试题汇总
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