材料测试方法习题与解答.doc

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1、材料测试方法习题及解答29第一部分X-射线衍射物相分析一、名词解释1、倒点阵：一种虚构的数学工具，若以a、b、c表示正点阵的基矢，则与之对应的倒格子基矢满足于a*a=b*b=c*c=1或a*b=a*c=b*a=b*c=c*a=c*b=0则（a*、b*、c*）的点阵为正点阵（a、b、c）的倒点阵。2、：光程差为波长的整数倍即2dsinO=ny这就是布拉格公式。3、结构因子：为了表达晶胞的散射能力，定义F=一个晶胞的相干散射振幅/一个电子的相干散射振幅=Eb/Ee。4、相互作用体积：电子射入固体试样后，受到原子的弹性和非弹性散射，入射电子

2、发生扩散或漫散射，使电子与物质的相互作用不限于电子入射方向，而是具有一定的体积范围，称为相互作用体积。5、电磁辐射是指在空间传播的交变电磁场。电磁辐射也可称为电磁波（有时也将部分谱域的电磁波泛称为光）。6、原子中的一个或几个电子由基态所处能级跃迁到高能级上，这时的原子状态称激发态，是高能态；而原子由基态转变为激发态的过程称为激发。7、辐射的发射是指物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。辐射发射的实质在于辐射跃迁，即当物质的粒子吸收能量被激发至高能态(E2)后，瞬间返回基态或低能态(E1)，多余的能量以电磁辐射的形式释放出来。8、热激发：电

3、弧、火花等放电光源和火焰等通过热运动的粒子碰撞而使物质激发称为热激发电(子)激发：通过被电场加速的电子轰击使物质激发则称为电(子)激发。9、荧光：物质微粒受激后辐射跃迁发射的光子(二次光子)称为荧光或磷光。10、若K层产生空位，其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射。11、入射X射线通过物质，沿透射方向强度显著下降的现象称为X射线的衰减29二、问答与分析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-1E=h

4、ν=6.63*10-34*4.23*1018=2.8*10-15Jν=c/λ=3*108/(0.154*10-9)=1.95*1018S-1E=hν=6.63*10-34*2.8*1018=1.29*10-15J1-2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*10-15Jλ=1.24/50=0.0248nmE=8.01*10-15J(全部转化为光子的能量)V=(2eV/m)1/2=(2*8.01*10-15/9.1*10-

5、31)1/2=1.32*108m/s1-3分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射；不可能用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射；可能用CuKβX射线激发CuLα荧光辐射；不可能1-4计算空气对CuKα的质量吸收系数和线吸收系数（假定空气中只有质量数为80％的氮、质量分数20％的氧，空气的密度为1.29＊10-3g/cm3）。N2对CuKα的质量吸收系数=8.51O2对CuKα的质量吸收系数=12.7空气的对CuKα的质量吸收系数=0.8*8.51+12.7*0.2=9.34cm2/g空气的对CuKα的

6、线吸收系数μ1=9.34*1.29*10-3g/cm3=1.204*10-2g.cm-11-5为使CuKα线的强度衰减50%，需要多厚的Ni滤波片？（Ni的密度为8.9g/cm3）由I=I0exp(-μ1x)μ1=49.3,ρ=8.90g/cm30.5=exp(-49.3*8.90x)=exp(-438.77x)x=0.00158cm1-6试计算Cu的K系激发电压。λ=0.154178nmE=hv=h*c/λ=6.626*10-34*2.998*108/（0.13802*10-9）=144.87＊1017JV=144.87*10-17

7、/1.602*10-19=8984V1-7简述定量分析的基本原理及定量线的选择原则。原理是混合物中某物相所产生的衍射强度与其在混合物中的含量相关的。定量线选择原则是：29（1）分析衍射线应不与其他物相衍射线重叠。（2）分析衍射线应有足够的衍射强度，最好是强峰。（3）分析衍射线应没有择优取向等原因造成的强度失真现象。1-8产生X射线需具备什么条件？Ｘ射线产生的条件（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方和向。1-9德拜相机组

8、成？各部件的作用是什么？测样时相机的底相的安装方式有哪些？各适用于什么样地方？答案：组成：是由相机园筒、光阑、承光管和位于筒心位置的试样架组成。各部分的作用：光阑的作用是限制照射到样品的光束的大小和发散度。承光管的作用有