材料分析測試方法習題及答案

1、第一章第一章1.X射線學有幾個分支？每個分支的研究對象是什么？2.分析下列熒光輻射產生的可能性，為什么？（1）用CuKαX射線激發(fā)CuKα熒光輻射；（2）用CuKβX射線激發(fā)CuKα熒光輻射；（3）用CuKαX射線激發(fā)CuLα熒光輻射。3.什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“熒光輻射”、“吸收限”、“俄歇效應”、“發(fā)射譜”、“吸收譜”？4.X射線的本質是什么？它與可見光、紫外線等電磁波的主要區(qū)別何在？用哪些物理量描述它？5.產生X射線

2、需具備什么條件？6.Ⅹ射線具有波粒二象性，其微粒性和波動性分別表現在哪些現象中？7.計算當管電壓為50kv時，電子在與靶碰撞時的速度與動能以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大動能。8.特征X射線與熒光X射線的產生機理有何異同？某物質的K系熒光X射線波長是否等于它的K系特征X射線波長？9.連續(xù)譜是怎樣產生的？其短波限與某物質的吸收VeVhc301024.1????限有何不同（V和VK以kv為單位）？kkkVeVhc31024.1????

3、10.Ⅹ射線與物質有哪些相互作用？規(guī)律如何？對x射線分析有何影響？反沖電子、光電子和俄歇電子有何不同？11.試計算當管壓為50kv時，Ⅹ射線管中電子擊靶時的速度和動能，以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大能量是多少？12.為什么會出現吸收限？K吸收限為什么只有一個而L吸收限有三個？當激發(fā)X系熒光Ⅹ射線時，能否伴生L系？當L系激發(fā)時能否伴生K系？13.已知鉬的λKα＝0.71，鐵的λKα＝1.93及鈷的λKα＝1.79，試求光子的頻率和

4、能量。試計算鉬的K激發(fā)電壓，已知鉬的λK＝0.619。已知鈷的K激發(fā)電壓VK＝7.71kv，試求其λK。14.X射線實驗室用防護鉛屏厚度通常至少為lmm，試計算這種鉛屏對CuKα、MoKα輻射的透射系數各為多少？15.如果用1mm厚的鉛作防護屏，試求CrKα和MoKα的穿透系數。16.厚度為1mm的鋁片能把某單色Ⅹ射線束的強度降低為原來的23.9％，試求這種Ⅹ射線的波長。試計算含Wc＝0.8％，Wcr＝4％，Ww＝18％的高速鋼對MoK

5、α輻射的質量吸收系數。17.欲使鉬靶Ⅹ射線管發(fā)射的Ⅹ射線能激發(fā)放置在光束中的銅樣品發(fā)射K系熒光輻射，問需加的最低的管壓值是多少？所發(fā)射的熒光輻射波長是多少？18.什么厚度的鎳濾波片可將CuKα輻射的強度降低至入射時的70％？如果入射X射線束中Kα和Kβ強度之比是5：1，濾波后的強度比是多少？已知μmα＝49.03cm2／g，μmβ＝290cm2／g。19.如果Co的Kα、Kβ輻射的強度比為5：1，當通過涂有15mg／cm2的Fe2O3濾

6、波片后，強度比是多少？已知Fe2O3的ρ=5.24g／cm3，鐵對CoKα的μm＝371cm2／g，氧對CoKβ輻射?；蚨螣晒?。⑷指χ射線通過物質時光子的能量大于或等于使物質原子激發(fā)的能量，如入射光子的能量必須等于或大于將K電子從無窮遠移至K層時所作的功W，稱此時的光子波長λ稱為K系的吸收限。⑸當原子中K層的一個電子被打出后，它就處于K激發(fā)狀態(tài)，其能量為Ek。如果一個L層電子來填充這個空位，K電離就變成了L電離，其能由Ek變成El，此

7、時將釋EkEl的能量，可能產生熒光χ射線，也可能給予L層的電子，使其脫離原子產生二次電離。即K層的一個空位被L層的兩個空位所替代，這種現象稱俄歇效應。4.4.產生產生X射線需具備什么條件？射線需具備什么條件？答：實驗證實:在高真空中，凡高速運動的電子碰到任何障礙物時，均能產生X射線，對于其他帶電的基本粒子也有類似現象發(fā)生。電子式X射線管中產生X射線的條件可歸納為：1，以某種方式得到一定量的自由電子；2，在高真空中，在高壓電場的作用下迫使

8、這些電子作定向高速運動；3，在電子運動路徑上設障礙物以急劇改變電子的運動速度。5.5.Ⅹ射線具有波粒二象性，其微粒性和波動性分別表現在哪些現象中？射線具有波粒二象性，其微粒性和波動性分別表現在哪些現象中？答：波動性主要表現為以一定的頻率和波長在空間傳播，反映了物質運動的連續(xù)性；微粒性主要表現為以光子形式輻射和吸收時具有一定的質量，能量和動量，反映了物質運動的分立性。6.6.計算當管電壓為計算當管電壓為5050kvkv時，電子在與靶碰撞時

9、的速度與動能以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短時，電子在與靶碰撞時的速度與動能以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大動能。波限和光子的最大動能。解：已知條件：U=50kv電子靜止質量：m0=9.11031kg光速：c=2.998108ms電子電量：e=1.6021019C普朗克常數：h=6.6261034J.s電子從陰極飛出到達靶的過程中所獲得的總動能為E=eU=1.6021019C50kv=8.011018kJ由于E=12m0v02所以電子與靶碰

10、撞時的速度為v0=(2Em0)12=4.2106ms所發(fā)射連續(xù)譜的短波限λ0的大小僅取決于加速電壓λ0（）＝12400v(伏)＝0.248輻射出來的光子的最大動能為E0＝h?0＝hcλ0＝1.991015J7.7.特征特征X射線與熒光射線與熒光X射線的產生機理有何異同？某物質的射線的產生機理有何異同？某物質的K系熒光系熒光X射線波長是否等射線波長是否等于它的于它的K系特征系特征X射線波長？射線波長？答：特征X射線與熒光X射線都是由激發(fā)態(tài)