《材料现代测试技术》(下篇)-电子显微分析技术062011

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1、《材料现代测试技术》（下篇）电子显微分析技术主要内容和思考题本课程的主要内容1.透射和扫描电子显微镜的结构和工作原理2.电子衍射图和TEM显微图像的形成和特征3.显微图像的形成和特征和X射线能谱分析4.试样制备方法第一节引言Introduction一．主要内容1.ImportanceoflearningEnglish2.Characterizationofmaterials3.Microscopesandtheirdevelopment4.Objectivesandrequirements二.思考题1.物质的结构有哪些层次?2.表征物质结构的方法主

2、要有哪些？3.什么是显微镜?4.光学显微镜,电子显微镜以及原子探针显微镜的主要区别是什么？5.什么是分辩率？显微镜的分辨率主要取决于什么？6.光学显微镜的分辩率极限是多少？为什么？7.为什么透射电镜的放大倍数可以远远超过光学显微镜?8.在显微镜的发明和应用过程,哪些人在哪些方面做出重要的贡献?第二节电子与固体的相互作用Interactionoftheelectronwithmatter一．主要内容1.电子的性质2.电子散射概念3.电子散射截面与电子散射能力4.电子弹性相干散射和电子衍射;5.电子非弹性散射及其效应二．掌握以下基本概念和基本关系1.电

3、子波长与加速电压的关系2.弹性散射和非弹性散射3.相干散射和非相干散射4.电子散射截面和电子散射振幅5.清楚布拉格定律的三种表达方式6.明确三种电子散射振幅的定义和区别7.晶胞类型对电子衍射的影响规律8.晶体形状对电子衍射的影响规律19.背散射电子,二次电子,俄歇电子的产生过程和区别三．重点和难点电子散射截面和电子散射振幅布拉格定律得三种表示方法四.思考题1.在电镜中，电子束的波长主要取决于什么？当电镜的加速电压为200kV时电子波长是多少？2.电子与固体样品表面相互作用会产生哪几种物理信号？3.什么是电子散射？什么是电子散射角？什么是电子的弹

4、性散射和非弹性散射？什么是相干散射和非相干散射？什么是前散射电子和后散射电子？如何区分？是否弹性散射一定是相干散射？非弹性散射是否一定是非相干散射？它们对电子显微镜的成像有何作用？4.什么是电子散射截面？非弹性散射截面与弹性散射截面的比值取决于什么？一个孤立原子的散射能力取决于什么？具有一定厚度试样的散射能力取决于什么？5.什么是布拉格方程？它表明了什么？（作图表示）。6.什么是矢量衍射方程？它表明了什么？（作图表示）7.什么是Ewald球？请用Ewald球表明在满足布拉格条件下，入射电子束、衍射束和倒易矢量g之间关系。（作图表示）8.什么是结构消

5、光？什么是等厚消光？什么是等倾消光？这三者有什么不同？9.在透射电镜中，为什么偏离布拉格角的晶面仍可产生具有一定衍射强度的衍射束。（根据埃瓦尔德球和干涉函数随偏离矢量的变化规律画图说明）10.为什么说对于有限尺寸的实际晶体试样，实际的倒易阵点已不再是纯粹的几何点，而有了衍射强度大小的物理意义和具有一定的空间形状和尺寸？11.倒易杆拉长意味着什么？为什么晶体越薄，偏离布拉格衍射条件的晶面衍射机会增加？12.为什么说倒易阵点具有形状效应？不同的晶体形状对衍射斑点有何影响？第三节透射电镜的构造与成像原理一.主要内容1.TEM工作原理和基本构造2.电磁透镜

6、3.照明系统4.成像系统与成像方法二．重点和难点成像系统与成像方法(衍射花样图像和明暗场形貌图像)三．思考题1.什么是热离子源和场发射源？这两者有何区别？2.电磁透镜与光学透镜具有哪些相似的光学性质？电磁透镜和玻璃透镜的聚焦成像有何不同?为什么？3.电磁透镜会产生哪几种像差？如何产生？是否可以消除？如何消除？4.什么是电磁透镜的分辨本领？主要取决于什么？5.什么是孔径半角，为什么透射电镜采用小孔径角成像？6.为什么在透射电镜中要用欠焦而不是聚焦的电子束来照明？7.在透射电镜中聚光镜光阑、物镜光阑和选区光阑各有什么作用？8.什么是选区衍射？如何进行

7、选区衍射操作？9.什么是有效相机长度和相机常数？与什么有关？10.画出透射电镜的光路图，并说明电子衍射花样形成以及明场成像和暗场成像原理，如何利用衍射花样来进行明场、暗场和中心暗场的成像操作？（请画图说明）11.什么是明场像和暗场像以及中心暗场像?如何利用衍射斑点来进行明场像和暗场像以及中2心暗场像的成像操作？12.为什么在透射电镜下可以观察到衍射花样和形貌图像?衍射花样和形貌图像是否都在物镜的像平面上成像?为什么？第四节电子衍射谱的特征与分析一．主要内容1.正倒空间点阵的倒易关系2.单晶电子衍射谱的特征和标定3.多晶电子衍射谱的特征二．重点和难点

8、单晶电子衍射花样的标定三．思考题1.示意画出面心立方晶体和体心立方的正空间晶胞和倒空间的晶胞，标明基矢。并画出晶带轴为r