《材料分析测试方法a》-教学大纲

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1、《材料分析测试方法A》课程教学大纲课程英文名称：MaterialsAnalysisTechniques(A)课程编号：113990090课程类别：专业课课程性质：必修课学分：4学时：64（其中：讲课学时：48实验学时：16上机学时:）适用专业：材料物理开课部门：材料科学与工程学院一、课程教学目的和课程性质材料分析测试方法（A）是为材料物理本科专业学生开设的专业必修课之一。材料分析测试方法是关于材料成分、结构、微观形貌、缺陷等方面的现代分析测试技术及其有关理论基础的科学。现代分析测试方法在材料生产过程中原材料的检测、产品质量监控以及新材料的研究与开发等

2、方面具有重要的作用，它们既是材料分析测试的手段，也是材料科学研究必不可少的方法，是材料物理专业学生必备的专业知识之一。通过本课程的教学，使学生系统地了解材料现代主要分析测试方法的基本原理、仪器设备、样品制备及应用，掌握常见分析测试技术所获信息的解释和分析方法，使学生能够独立（或与专业分析测试人员一起）拟定材料分析测试方案，进行材料分析和研究工作，为学生毕业后从事材料生产、检测、研发以及进一步深造打下良好的基础。本课程的总体要求是，学生通过本课程的学习，能够：1．掌握电磁辐射、电子束和离子束等探针信号与物质的相互作用所产生的信息及根据这些信息建立的分析

3、测试方法；2．掌握X射线衍射分析、电子衍射分析、透射电子显微分析、扫描电子显微分析、电子探针显微分析、紫外可见吸收光谱分析、红外吸收光谱分析和热分析的基本原理、仪器设备、样品制备、主要功能、测试结果的分析方法和应用；3．熟悉俄歇电子能谱分析、X射线光电子能谱分析的基本原理、仪器设备、样品制备、主要功能和应用；4．了解紫外光电子能谱分析、拉曼光谱分析、扫描探针显微分析、原子吸收光谱分析、原子发射光谱分析、原子荧光光谱分析、分子荧光光谱分析、核磁共振谱分析、穆斯堡尔谱分析、X射线荧光光谱分析、电子自旋共振谱分析、场离子显微分析、原子力显微分析、质谱和二次

4、离子质谱分析等方法的基本原理、主要功能和应用。二、本课程与相关课程的关系前修课程：高等数学、大学物理、无机及分析化学、物理化学、晶体学、量子力学、固体物理、材料科学基础等。后继课程：材料物理专业综合实验、毕业论文等。三、课程的主要内容及基本要求（一）理论学时部分前言（1学时）[知识点]本课程的性质、主要内容及其与其它课程的关系等。[重点]材料分析测试方法的主要内容及相关方法。[基本要求]了解本课程的性质、主要内容及其与本专业其它课程的关系。第一章电磁辐射与材料结构（2学时）[知识点]电磁辐射与物质波：电磁辐射与波粒二象性，电磁波谱，物质波；材料结构基

5、础：原子结构与电子量子数，原子能态与原子量子数，原子基态、激发、电离及能级跃迁，分子总能量与能级结构，分子轨道与电子能级，分子的振动与振动能级，原子的磁矩，原子核自旋与核磁矩，固体的能带结构，干涉指数，倒易点阵，晶带。[重点]物质波，分子总能量与能级结构，分子轨道与电子能级，分子的振动与振动能级，干涉指数，倒易点阵，晶带。[难点]原子能态与原子量子数、原子的磁矩，原子核自旋与核磁矩，干涉指数，倒易点阵，晶带。[基本要求]1、识记：波数、分子振动、伸缩振动、变形振动（或弯曲振动，或变角振动）、晶带。2、领会：描述电磁波的波动性与微粒性的物理参数，电磁波

6、的波动性与微粒性的关系，电磁波谱的分区及各区电磁波的波长范围、能量范围、频率范围及产生机理，物质波的德布罗意关系式，多电子原子中电子与电子相互作用和偶合方式，分子轨道的形成与分子轨道的类型，分子总能量的构成和能级结构，双原子分子的振动模型——弹簧谐振子模型，多原子分子振动的类型（模式），核自旋量子数与原子的质量数及原子序数的关系，能带的形成，能带结构的基本类型及相关概念，用能级示意图表示光谱项的光谱支项与塞曼能级。3、简单应用：电子波波长的计算，干涉指数与晶面指数的关系及其表示方法，晶带轴指数与晶面指数之间的关系。4、综合应用：倒易矢量的基本性质与立

7、方晶系晶面间距与晶面夹角的计算。第二章电磁辐射与材料的相互作用（3学时）[知识点]概述：辐射的吸收与发射，辐射的散射，光电离；各类特征谱基础：原子光谱，分子光谱，光电子能谱，俄歇电子能谱，核磁共振谱等；X射线的产生及其与物质的相互作用：X射线的产生与X射线谱，X射线与物质的相互作用，X射线的衰减，X射线的防护。[重点]辐射的吸收与发射，分子光谱和电子能谱基础，X射线与物质的相互作用。[难点]辐射的散射，X射线的衰减。[基本要求]1、识记：辐射的吸收、吸收光谱、辐射的发射、荧光、磷光、发射光谱、荧光（磷光）光谱、辐射的散射、散射基元、瑞利散射、拉曼散射

8、、X射线相干散射、X射线非相干散射、光电效应、光电子能谱、分子光谱、紫外可见光谱（电子光谱）、红外光谱、红外