現(xiàn)代材料分析方法習(xí)題匯總及答案

1、答案均為同學(xué)整理，僅供參考1材料分析測試方法復(fù)習(xí)題材料分析測試方法復(fù)習(xí)題簡答題：簡答題：1.1.X射線產(chǎn)生的基本條件射線產(chǎn)生的基本條件答：①產(chǎn)生自由電子；②使電子做定向高速運(yùn)動(dòng)；③在電子運(yùn)動(dòng)的路徑上設(shè)置使其突然減速的障礙物。2.2.連續(xù)連續(xù)X射線產(chǎn)生實(shí)質(zhì)射線產(chǎn)生實(shí)質(zhì)答：假設(shè)管電流為10mA，則每秒到達(dá)陽極靶上的電子數(shù)可達(dá)6.25x10（16）個(gè)，如此之多的電子到達(dá)靶上的時(shí)間和條件不會(huì)相同，并且絕大多數(shù)達(dá)到靶上的電子要經(jīng)過多次碰撞，逐步把

2、能量釋放到零，同時(shí)產(chǎn)生一系列能量為hv（i）的光子序列，這樣就形成了連續(xù)X射線。3.3.特征特征X射線產(chǎn)生的物理機(jī)制射線產(chǎn)生的物理機(jī)制答：原子系統(tǒng)中的電子遵從刨利不相容原理不連續(xù)的分布在K、L、M、N等不同能級(jí)的殼層上，而且按能量最低原理從里到外逐層填充。當(dāng)外來的高速度的粒子動(dòng)能足夠大時(shí)，可以將殼層中某個(gè)電子擊出去，于是在原來的位置出現(xiàn)空位，原子系統(tǒng)的能量升高，處于激發(fā)態(tài)，這時(shí)原子系統(tǒng)就要向低能態(tài)轉(zhuǎn)化，即向低能級(jí)上的空位躍遷，在躍遷時(shí)會(huì)

3、有一能量產(chǎn)生，這一能量以光子的形式輻射出來，即特征X射線。4.4.短波限、吸收限短波限、吸收限答：短波限：X射線管不同管電壓下的連續(xù)譜存在的一個(gè)最短波長值。吸收限：把一特定殼層的電子擊出所需要的入射光最長波長。5.5.X射線相干散射與非相干散射現(xiàn)象射線相干散射與非相干散射現(xiàn)象答：相干散射：當(dāng)X射線與原子中束縛較緊的內(nèi)層電子相撞時(shí)，電子振動(dòng)時(shí)向四周發(fā)射電磁波的散射過程。非相干散射：當(dāng)X射線光子與束縛不大的外層電子或價(jià)電子或金屬晶體中的自由

4、電子相撞時(shí)的散射過程。6.6.光電子、熒光光電子、熒光X射線以及俄歇電子的含義射線以及俄歇電子的含義答：光電子：光電效應(yīng)中由光子激發(fā)所產(chǎn)生的電子（或入射光量子與物質(zhì)原子中電子相互碰撞時(shí)被激發(fā)的電子）。熒光X射線：由X射線激發(fā)所產(chǎn)生的特征X射線。俄歇電子：原子外層電子躍遷填補(bǔ)內(nèi)層空位后釋放能量并產(chǎn)生新的空位，這些能量被包括空位層在內(nèi)的臨近原子或較外層電子吸收，受激發(fā)逸出原子的電子叫做俄歇電子。8.8.晶面及晶面間距晶面及晶面間距答:晶面：

5、在空間點(diǎn)陣中可以作出相互平行且間距相等的一組平面，使所有的節(jié)點(diǎn)均位于這組平面上，各平面的節(jié)點(diǎn)分布情況完全相同，這樣的節(jié)點(diǎn)平面成為晶面。晶面間距：兩個(gè)相鄰的平行晶面的垂直距離。9.9.反射級(jí)數(shù)與干涉指數(shù)反射級(jí)數(shù)與干涉指數(shù)答：布拉格方程表示面間距為d’的（hkl）晶面上產(chǎn)生了n級(jí)衍射，n就是反射級(jí)數(shù)干涉指數(shù)：當(dāng)把布拉格方程寫成：時(shí)，這是面間距為1n的實(shí)際上存在或不存在的假想晶面的一級(jí)反射，若把這個(gè)晶面叫作干涉面，其間的指數(shù)就叫作干涉指數(shù)10

6、.10.衍射矢量與倒易矢量衍射矢量與倒易矢量答：衍射矢量：當(dāng)束X射線被晶面P反射時(shí)，假定N為晶面P的法線方向，入射線方向用單位矢量S0???Sinnd2??nSind?2：??nSind?2：??nSind?2：???Sinnd2??nSind?2：答案均為同學(xué)整理，僅供參考3則Fhkl=ffeπi(hk)feπi(hl)feπi(kl)要消光則必使Fhkl=0故消光規(guī)律為:hkl不能同時(shí)為奇或hkl不能同時(shí)為偶六、如何使用角因子中洛侖

7、茲因子研究晶體的尺寸六、如何使用角因子中洛侖茲因子研究晶體的尺寸解：利用布拉格公式2dsinθ=λ和晶面間距d與晶格常數(shù)之間的關(guān)系（如：立方晶系d=a(h2k2l2)12）可以建立衍射束方向與晶胞尺寸的關(guān)系式。對(duì)于立系為sin2θ=λ(h2k2l2)4a2測寫了衍射束的方向，便可推知晶胞尺寸。洛侖茲因子便是一個(gè)只與衍射束方向（即布拉格角θ）有關(guān)的式子：1（4sin2θcosθ）以布拉格角θ為中介，通過洛侖茲因子便函要以研究晶體尺寸。七、

8、闡述多晶體七、闡述多晶體X射線衍射強(qiáng)度影響因素及其應(yīng)用射線衍射強(qiáng)度影響因素及其應(yīng)用解：參考P42P50影響X射線衍射強(qiáng)度的因素有如下5項(xiàng)：①結(jié)構(gòu)因子②角因子包括極化因子和洛侖茲因子③多重性因子④吸收因子⑤溫度因子。應(yīng)用：利用各影響因子對(duì)衍射強(qiáng)度的影響，可判斷出晶胞內(nèi)原子的種類，原子個(gè)數(shù)，原子位置。結(jié)構(gòu)因子：①消光規(guī)律的判斷；②金屬間化合物的有序度的判斷。角因子：利用謝樂公式研究晶粒尺寸大小；多重性因子：等同晶面對(duì)衍射強(qiáng)度的影響吸收規(guī)律：

9、試樣形狀和衍射方向的不同，衍射線在試樣中穿行的路徑便不同，引起吸收效果的不一樣。溫度因子：研究晶體的熱運(yùn)動(dòng)，測定熱膨脹系數(shù)等。8、給出物相定性分析與定量分析的原理及一般步驟。給出物相定性分析與定量分析的原理及一般步驟。答：定性分析：原理：目前所知結(jié)晶物質(zhì)，之所以表現(xiàn)出種類的差別，是由于不同的物質(zhì)個(gè)具有自己特定的原子種原子排列方式和點(diǎn)陣常數(shù)，進(jìn)而呈現(xiàn)出特定的衍射花樣；多相物質(zhì)的衍射花樣互不干擾、相互獨(dú)立，只是機(jī)械的疊加；衍射花樣可以表明物

10、相中元素的化學(xué)結(jié)合態(tài)。這樣只要把晶體全部進(jìn)行衍射或照相再將衍射花樣存檔，試驗(yàn)時(shí)，只要把試樣的衍射花樣和標(biāo)準(zhǔn)衍射花樣相對(duì)比，從中選出相同者就可以確定了。步驟：先求出晶面間距d和相對(duì)強(qiáng)度II1后有以下三個(gè)程序：（1）根據(jù)待測相得衍射數(shù)據(jù)，得出三強(qiáng)面的晶面間距值d1、d2、d3.（2）根據(jù)d1值，在數(shù)值索引中檢索適當(dāng)d組，找出與d1、d2、d3值復(fù)合較好的一些卡片。（3）把待測相的三強(qiáng)線的d值和II1值與這些卡片上各物質(zhì)的三強(qiáng)線d值和II1值

11、相比較，淘汰不相符的卡片，最后獲得與試驗(yàn)數(shù)據(jù)一一吻合的卡片，卡片上所示物質(zhì)即為待測相。（4）若待測試樣為復(fù)相混合物時(shí)，需反復(fù)測試定量分析：原理87頁2、電磁透鏡的像差是怎樣產(chǎn)生的，如何來消除或減小像差？、電磁透鏡的像差是怎樣產(chǎn)生的，如何來消除或減小像差？解：電磁透鏡的像差可以分為兩類：幾何像差和色差。幾何像差是因?yàn)橥渡浯艌鰩缀涡螤钌系娜毕菰斐傻?，色差是由于電子波的波長或能量發(fā)生一定幅度的改變而造成的。幾何像差主要指球差和像散。球差是由于

12、電磁透鏡的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域?qū)﹄娮拥恼凵淠芰Σ环项A(yù)定的規(guī)律造成的，像散是由透鏡磁場的非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱引起的。消除或減小的方法：球差：減小孔徑半角或縮小焦距均可減小球差，尤其小孔徑半角可使球差明顯減小。像散：引入一個(gè)強(qiáng)度和方向都可以調(diào)節(jié)的矯正磁場即消像散器予以補(bǔ)償。色差：采用穩(wěn)定加速電壓的方法有效地較小色差。3、說明影響光學(xué)顯微鏡和電磁透鏡分辨率的關(guān)鍵因素是什么？如何提高電磁透鏡的分辨率？、說明影響光學(xué)顯微鏡和電磁透鏡分辨率的關(guān)鍵因素是什么？