材料分析测试技术左演声课后答案解析.doc

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1、第一章电磁辐射与材料结构一、教材习题1-1　计算下列电磁辐射的有关参数：（1）波数为3030cm-1的芳烃红外吸收峰的波长（mm）；答：已知波数=3030cm-1根据波数与波长l的关系可得：波长（2）5m波长射频辐射的频率（MHz）；解：波长l与频率n的关系为已知波长l=5m，光速c≈3×108m/s，1s-1=1Hz则频率（3）588.995nm钠线相应的光子能量（eV）。答：光子的能量计算公式为已知波长l=588.995nm=5.88995´10-7m，普朗克常数h＝6.626×10-34J×s，光速c≈3×108m/s，1eV=1.602×10-19J

2、则光子的能量（eV）计算如下：1-3　某原子的一个光谱项为45FJ，试用能级示意图表示其光谱支项与塞曼能级。答：对于光谱项45FJ，n=4，L=3，M=5；S=2(M=2S+1=5)，则J=5，4，3，2，1，当J=5，MJ=0，±1，±2，···±5；……J=1，MJ=0，±1。光谱项为45FJ的能级示意图如下图：1-4　辨析原子轨道磁矩、电子自旋磁矩与原子核磁矩的概念。答：原子轨道磁矩是指原子中电子绕核旋转的轨道运动产生的磁矩；电子自旋磁矩是指电子自旋运动产生的磁矩；原子核磁矩是指原子中的原子核自旋运动产生的磁矩。1-5　下列原子核中，哪些核没有自旋角动

3、量？12C6、19F9、31P15、16O8、1H1、14N7。答：12C6和16O8没有自旋角动量。1-8　分别在简单立方晶胞和面心立方晶胞中标明（001）、（002）和（003）面，并据此回答：干涉指数表示的晶面上是否一定有原子分布？为什么？答：简单立方晶胞的（001）、（002）和（003）面如下图左、中、右所示：（001）（002）（003）如上图所示，晶面指数（001）表示的所有晶面上都有原子分布，而干涉指数（002）表示的晶面中C面无原子分布，干涉指数（003）表示的晶面中C面和D面无原子分布。面心立方晶胞的（001）、（002）和（003）面如

4、下图左、中、右所示：（001）（002）（003）如上图所示，晶面指数（001）和干涉指数（002）表示的所有晶面都有原子分布，而干涉指数（003）表示的晶面中C面和D面无原子分布。所以，干涉指数表示的晶面上不一定有原子分布。1-9　已知某点阵½a½=3Å，½b½=2Å，g=60°，c∥a×b，试用图解法求r*110与r*210。答：已知½a½=3Å，½b½=2Å，g=60°，c∥a×b，所以这个点阵是一个简单单斜点阵。根据倒易矢量与相应正点阵晶面之间的关系可知，所求倒易矢量的方向分别为正点阵中（110）和（210）晶面的法向，倒易矢量模长分别为晶面间距d1

5、10和d210的倒数。因为c∥a×b，即c垂直于a、b所在平面，所以可用a、b所在平面的二维坐标系表述该三维点阵，（110）和（210）晶面变成两组平行直线，平行直线间距分别就是d110和d210。因此，只要根据条件画出（110）和（210）晶面，就可求出r*110与r*210。r*110与r*210是矢量，其模长½r*110½与½r*210½分别是d110和d210的倒数，作图只能量出d110和d210，½r*110½与½r*210½需要计算。以a作为x轴的基矢，以b为y轴的基矢，则x轴的单位长度为3Å，y轴的单位长度为2Å。作图时，2cm代表1Å，所做示

6、意图见下图。1-10　下列哪些晶面属于晶带？。答：根据晶带定律（方程），可判断属于晶带。二、补充习题1、试求加速电压为1、10、100kV时，电子的波长各是多少？考虑相对论修正后又各是多少？解：根据电子的波长l（单位nm）与加速电压V（单位V）的关系1kV=1000V时，10kV=10000V时，100kV=100000V时，经相对论修正后，1kV时，10kV时，100kV时，由计算可知，当加速电压较大时，电子的波长需经相对论校正。第三章粒子（束）与材料的相互作用一、教材习题3-1　电子与固体作用产生多种粒子信号（教材图3-3），哪些对应入射电子？哪些是由电

7、子激发产生的？图3-3　入射电子束与固体作用产生的发射现象答：图中I0表示入射电子；背散射电子流IR、吸收电流IA和透射电子流IT对应入射电子；二次电子流IS、X射线辐射强度IX、表面元素发射总强度IE是由电子激发产生的。3-2　电子“吸收”与光子吸收有何不同？答：电子吸收是指由于电子能量衰减而引起的强度（电子数）衰减的现象。电子吸收只是能量衰减到不能逸出样品，不是真的被“吸收”了。而光子吸收是因光子的能量与物质中某两个能级差相等而被吸收，光子被真的吸收了，转化成了另外的能量。3-3　入射X射线比同样能量的入射电子在固体中穿入深度大得多，而俄歇电子与X光电子

8、的逸出深度相当，这是为什么？答：入射电子激发的俄歇电