X射线衍射分析思考题与习题 一X射线物理基础 1.怎样的X射线称作连续X射线?它是怎样产生的？它有什么应用？ 2.怎样的X射线称作特征X射线?它是怎样产生的？它有什么应用？ 3.一个元素的特征辐射能否激发同元素同系的荧光辐射？ 4.常用铅屏保护工作人员免受辐射的照射，为使CuKα, MoKα和60KV管电压发出的短极 限之辐射的透射系数都为1x10-5, 试问铅屏厚度分别为多少？ 二X射线衍射原理 1.一束平面波以α角照射到间距为a的一维原子列上，如图所示。SOS′和ＴＲＴ′的光程差 δ＝ＯＱ－ＰＲ＝λ波长，这时能产生衍射吗？ 2.波长为1.54埃的单色X射线照射到点阵常数为5.43埃的立方晶体（111）面上，改变 掠射角θ，该晶面最多能产生多少级衍射，它们的衍射角分别为多少？ 3.管电压为35KV所产生的连续X射线，以θ=60°的掠射角照射到a=5.43埃立方晶系的晶 体（100）和（531）晶面上，该两个晶面分别能最多产生多少级衍射（谐波），最高及最低两级的射线波长分别为多少。（波长大于2埃的全部射线被空气吸收了） 1]晶向，用厄瓦尔德图解法求出（022）4.如果入射线平行于a=5.43埃的立方晶体之[00 的反射线的波长。 5.如果用M0Kα辐射照射a=5.43埃的立方晶体上，用厄瓦尔德图解法回答晶体处于什么位 置时能产生（220）衍射？（求入射线与（220）面的夹角） 6.Cu Kα辐射照射金刚石结构的Si晶体a=5.43埃，那末（111）晶面能产生几级衍射？分
别写出其衍射指数。金刚石结构的晶胞中含有八个硅原子，其坐标分别为000+面心平移；414141 +面心平移 7. 立方晶系氯化钠结构的MgO(a=4.123埃)晶体，试回答题6中相同的问题。 8. 试证明试样无限厚时，衍射仪法常规扫描时，保持入射线截面积不变，在不同θ角情况 下，试样被照射到的体积不变。 9. 说明粉末法中衍射线相对强度主要与哪些因素有关？ 10. 说明粉末法中衍射线宽度主要与哪些因素有关？ 11. 说明使用粉末法衍射中积分强度公式时的实验条件。 三 粉末法 1. 直径为57.3毫米的德拜相机，CuK α辐射摄取德拜相，计算θ角为10o ，35o ，60o ，85o 时 K α双线间的距离。 2. 试说明怎样识别德拜相哪一区域为透射区（2θ<90o ） 3. 用单色射线照射MgO 粉晶，写出前八条衍射线的指数。 4. 为何粉末衍射仪法中一般记录到的衍射线强度都是平行于试样表面的反射晶面的衍射 强度？ 5. 用厄瓦尔德图解法来说明粉末衍射原理。 四 物相分析 1. 说明X 射线物相分析中的物相是指什么？说出X 射线物相分析的任务。 2. 说明X 射线物相分析的基本原理。 3. 说明X 射线物相分析定性分析的主要步骤。 4. 试样中掺进ωr =0.2含量的参考相，在混样的衍射图上，J 相最强线与参考相最强线的积 分强度比为1.5，查JCPDS 索引得到J 相和R 相的K 值分别为1.5和0.5，求J 相在原样品中的含量。 5. 由定性分析测试得试样中只有三个结晶相（不存在非晶态），在同一衍射图上它们的最 强线强度比I 1/I 2、I 1/I 3分别为0.57、0.30。求三个相的重量分量。 （已知三相最强线与刚玉的参考强度比分别为1.5、0.9、0.5。） 6. 取两份100克试样，分别掺入20克、30克该试样中某一相的纯标样，制得两个混样。
第一章 X 射线物理 习题一解答 1-1 产生X 射线需要哪些条件？ 答：这个题目实际上把高速电子轰击靶产生X 射线这一事实在条件上予以明确。首先要有产生电子的阴极和被轰击的阳极靶，电子加速的环境条件即在阴极和阳极间建立电位差，为防止阴极和阳极氧化以及电子与中性分子碰撞的数量损失，要制造压强小于4-Pa 的真空环境，为此要有一个耐压、密封的管壳。 1-2 影响X 射线管有效焦点大小的因素有哪些？ 答：影响有效焦点大小的因素有：灯丝大小、管电压和管电流、靶倾角。 1-3 在X 射线管中，若电子到达阳极靶面的速度为1.5?810ms -1，求连续X 射线谱的最短波长和相应的最大光子能量。 答：此题的思路是由动能公式22 1v m 求出电子的最大动能，此能量也是最大的光子能量，从而求出最短波长。但当速度可与光速c=3?810ms -1相比较时，必须考虑相对论效应，我们可以用下面公式求出运动中电子的质量 kg 30231220 10052.1)2/1(11011.9/1--?=-?=-=c m m e v keV 8.731018.1)105.1(10052.121211428302max =?=????== --J m h e v ν nm 0169.0max min ==νλh hc 此题的结果告诉我们，管电压为73.8KV 。反过来，如果知道管电压，求电子到达阳极靶表面的电子速度时，同样需要考虑相对论效应。 1-4 下面有关连续X 射线的解释，哪些是正确的？ A ．连续X 射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果； B ．连续X 射线是高速电子与靶物质的原子核电场相互作用的结果； C ．连续X 射线的最大能量决定于管电压； D ．连续X 射线的最大能量决定于靶物质的原子序数； E ．连续X 射线的质与管电流无关。