材料分析方法部分課后習(xí)題答案

1、第一章X射線物理學(xué)基礎(chǔ)2、若X射線管的額定功率為1.5KW，在管電壓為35KV時(shí)，容許的最大電流是多少？答：1.5KW35KV=0.043A。4、為使Cu靶的Kβ線透射系數(shù)是Kα線透射系數(shù)的16，求濾波片的厚度。答：因X光管是Cu靶，故選擇Ni為濾片材料。查表得：μmα＝49.03cm2／g，μmβ＝290cm2／g，有公式，，，故：，解得:t=8.35umt6、欲用Mo靶X射線管激發(fā)Cu的熒光X射線輻射，所需施加的最低管電壓是多少？激

2、發(fā)出的熒光輻射的波長(zhǎng)是多少？答：eVk=hcλVk=6.62610342.998108(1.60210190.711010)=17.46(kv)λ0=1.24v(nm)=1.2417.46(nm)=0.071(nm)其中h為普郎克常數(shù)，其值等于6.6261034e為電子電荷，等于1.6021019c故需加的最低管電壓應(yīng)≥17.46(kv)，所發(fā)射的熒光輻射波長(zhǎng)是0.071納米。7、名詞解釋：相干散射、不相干散射、熒光輻射、吸收限、俄歇效

3、應(yīng)答：⑴當(dāng)χ射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)，物質(zhì)原子的電子在電磁場(chǎng)的作用下將產(chǎn)生受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，其頻率與入射線的頻率相同，這種由于散射線與入射線的波長(zhǎng)和頻率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干條件，故稱為相干散射。⑵當(dāng)χ射線經(jīng)束縛力不大的電子或自由電子散射后，可以得到波長(zhǎng)比入射χ射線長(zhǎng)的χ射線，且波長(zhǎng)隨散射方向不同而改變，這種散射現(xiàn)象稱為非相干散射。⑶一個(gè)具有足夠能量的χ射線光子從原子內(nèi)部打出一個(gè)K電子，當(dāng)外層電子來(lái)填充K空位

4、時(shí)，將向外輻射K系χ射線，這種由χ射線光子激發(fā)原子所發(fā)生的輻射過(guò)程，稱熒光輻射。或二次熒光。⑷指χ射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)光子的能量大于或等于使物質(zhì)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(wú)窮遠(yuǎn)移至K層時(shí)所作的功W，稱此時(shí)的光子波長(zhǎng)λ稱為K系的吸收限。⑸原子鐘一個(gè)K層電子被光量子擊出后，L層中一個(gè)電子躍入K層填補(bǔ)空位，此時(shí)多余的能量使L層中另一個(gè)電子獲得能量越出吸收體，這樣一個(gè)K層空位被兩個(gè)L層空位代替的過(guò)程稱為俄歇效應(yīng)。第二章X

5、射線衍射方向2、下面是某立方晶第物質(zhì)的幾個(gè)晶面，試將它們的面間距從大到小按次序重新排列：（123），（100），（200），（311），（121），（111），（210），（220），（130），（030），（221），（110）。答：立方晶系中三個(gè)邊長(zhǎng)度相等設(shè)為a，則晶面間距為d=a則它們的面間距從大小到按6、多晶體衍射的積分強(qiáng)度表示什么？今有一張用CuKα攝得的鎢（體心立方）的德拜相，試計(jì)算出頭4根線的相對(duì)積分強(qiáng)度（不計(jì)算A（θ）和

6、e2M以最強(qiáng)線的強(qiáng)度為100）。頭4根線的θ值如下：答：多晶體衍射的積分強(qiáng)度表示晶體結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)條件對(duì)衍射強(qiáng)度影響的總和I=I0λ332πR（e2mc2）2VVC2P|F|2φ(θ)A(θ)e?2M即：查附錄表F（p314），可知：20.20Ir=PF21COS2θsin2θcosθ=14.12；29.20Ir=PF21COS2θsin2θcosθ=6.135；36.70Ir=PF21COS2θsin2θcosθ=3.777；43.60I

7、r=PF21COS2θsin2θcosθ=2.911不考慮A(θ))、e?2M、P和|F|2I1=100I2=6.1354.12=43.45I3=3.77714.12=26.75I4=2.9114.12=20.62頭4根線的相對(duì)積分強(qiáng)度分別為100、43.45、26.75、20.26。第四章多晶體分析方法2、同一粉末相上背射區(qū)線條與透射區(qū)線條比較起來(lái)其θ較高還是較低？相應(yīng)的d較大還是較?。考热欢嗑Х勰┑木w取向是混亂的，為何有此必然的規(guī)

8、律。答:背射區(qū)線條與透射區(qū)線條比較，θ較高相應(yīng)的d較小。產(chǎn)生衍射線必須符合布拉格方程，2dsinθ=λ對(duì)于背射區(qū)屬于2θ高角度區(qū)，根據(jù)d=λ2sinθθ越大，d越小。3、衍射儀測(cè)量在入射光束、試樣形狀、試樣吸收以及衍射線記錄等方面與德拜法有何不同？答：（1）入射X射線的光束：都為單色的特征X射線，都有光欄調(diào)節(jié)光束。不同：衍射儀法：采用一定發(fā)散度的入射線，且聚焦半徑隨2θ變化；德拜法：通過(guò)進(jìn)光管限制入射線的發(fā)散度。（2）試樣形狀：衍射儀法

9、為平板狀，德拜法為細(xì)圓柱狀。（3）試樣吸收：衍射儀法吸收時(shí)間短，德拜法吸收時(shí)間長(zhǎng)，約為10~20h。（4）記錄方式：衍射儀法采用計(jì)數(shù)率儀作圖，德拜法采用環(huán)帶形底片成相，而且它們的強(qiáng)度（I）對(duì)（2θ）的分布（I2θ曲線）也不同；4、測(cè)角儀在采集衍射圖時(shí)，如果試樣表面轉(zhuǎn)到與入射線成30角，則計(jì)數(shù)管與入射線所成角度為多少？能產(chǎn)生衍射的晶面，與試樣的自由表面呈何種幾何關(guān)系？答：當(dāng)試樣表面與入射X射線束成30角時(shí)，計(jì)數(shù)管與入射線所成角度為60，能