现代材料分析方法习题汇总及答案.pdf

现现代代材材料料分分析析⽅⽅法法习习题题汇汇总总及及答答案案

材料分析测试⽅法复习题

简答题：

1.X射线产⽣的基本条件

答：①产⽣⾃由⼦；

②使⼦做定向⾼速运动；

③在⼦运动的路径上设置使其突然减速的障碍物。

2.连续X射线产⽣实质

答：假设管流为10mA，则每秒到达阳极靶上的⼦数可达6.25x10（16）个，如此之多的⼦到达靶上的时间和条件不会

相同，并且绝⼤多数达到靶上的⼦要经过多次碰撞，逐步把能量释放到零，同时产⽣⼀系列能量为hv（i）的光⼦序列，这

样就形成了连续X射线。

3.特征X射线产⽣的物理机制

答：原⼦系统中的⼦遵从刨利不相容原理不连续的分布在K、L、M、N等

不同能级的壳层上，⽽且按能量最低原理从⾥到外逐层填充。当外来的⾼速度的粒⼦动能⾜够⼤时，可以将壳层中某个⼦击

出去，于是在原来的位置出现空位，原⼦系统的能量升⾼，处于激发态，这时原⼦系统就要向低能态转化，即向低能级上的空

位跃迁，在跃迁时会有⼀能量产⽣，这⼀能量以光⼦的形式辐射出来，即特征X射线。

4.短波限、吸收限

答：短波限：X射线管不同管压下的连续谱存在的⼀个最短波长值。

吸收限：把⼀特定壳层的⼦击出所需要的⼊射光最长波长。

5.X射线相⼲散射与⾮相⼲散射现象

答：相⼲散射：当X射线与原⼦中束缚较紧的内层⼦相撞时，⼦振动时向四周发射磁波的散射过程。

⾮相⼲散射：当X射线光⼦与束缚不⼤的外层⼦或价⼦或⾦属晶体中的⾃由⼦相撞时的散射过程。

6.光⼦、荧光X射线以及俄歇⼦的含义

答：光⼦：光效应中由光⼦激发所产⽣的⼦（或⼊射光量⼦与物质原⼦中⼦相互碰撞时被激发的⼦）。

荧光X射线：由X射线激发所产⽣的特征X射线。

俄歇⼦：原⼦外层⼦跃迁填补内层空位后释放能量并产⽣新的空位，这些能量被包括空位层在内的临近原⼦或较外层⼦

吸收，受激发逸出原⼦的⼦叫做俄歇⼦。

8.晶⾯及晶⾯间距

答:晶⾯：在空间点阵中可以作出相互平⾏且间距相等的⼀组平⾯，使所有的节点均位于这组平⾯上，各平⾯的节点分布情况

完全相同，这样的节点平⾯成为晶⾯。

晶⾯间距：两个相邻的平⾏晶⾯的垂直距离。

9.反射级数与⼲涉指数

答：布拉格⽅程表⽰⾯间距为d’的（hkl）晶⾯上产⽣了n级衍射，n就是反射级数

⼲涉指数：当把布拉格⽅程写成：时，这是⾯间距为1/n的实际上存在或不存在的假想晶⾯的⼀级反射，若把这个晶⾯叫作⼲

涉⾯，其间的指数就叫作⼲涉指数

10.衍射⽮量与倒易⽮量

答：衍射⽮量：当束X射线被晶⾯P反射时，假定N为晶⾯P的法线⽅向，⼊射线⽅向⽤单位⽮量S0λθSinn

d2λ

θnSind2：

表⽰，衍射线⽅向⽤单位⽮量S表⽰，则S-S0为衍射⽮量。

倒易⽮量：从倒易点阵原点向任⼀倒易阵点所连接的⽮量叫倒易⽮量，表⽰为：r*Ha*+Kb*+Lc*

12.原⼦散射因⼦随衍射⾓的变化规律

答：随sinθ/λ值减⼩，f增⼤，sinθ＝0时，fZ

论述题：

⼀、推导劳埃⽅程和布拉格⽅程

解：1。推导劳埃⽅程：假定①满⾜⼲涉条件②X-ray单⾊且平⾏

如图：以α0为⼊射⾓，α为衍射⾓，相邻原⼦波程差为

a(cosα-cosα0),产⽣相长⼲涉的条件是波程差为波长的整数倍，即：

a(cosα-cosα0)hλ

式中：h为整数，λ为波长。⼀般地说，晶体中原⼦是在三维空间

上排列的，所以为了产⽣衍射，必须同时满⾜：

a(cosα-cosα0)hλ

b(cosβ-cosβ0)kλ

c(cosγ-cosγ0)lλ此三式即为劳埃⽅程。

2．推导布拉格⽅程式：假定①X-ray单⾊且平⾏②晶体⽆限⼤且平

整（⽆缺陷）

如右图：光程差为2dsinθ,要出现衍射条纹，则有：

2dsinθnλ(n1,2…)

此式即为布拉格⽅程。

⼆、以体⼼⽴⽅（001）衍射为例，利⽤⼼阵点存在规律推导体⼼和⾯⼼

晶体的衍射消光规律

三、证明厄⽡尔德球图解法等价于布拉格⽅程

证明：根据倒易⽮量的定义O*Gg，于是我们得到k＇-kg

上式与布拉格定律完全等价。

由O向O*G作垂线，垂⾜为D，因为g平⾏于（hkl）晶⾯的法向Nhkl，

所以OD就是正空间中（hkl）晶⾯的⽅位，若它与⼊射束⽅向的夹⾓为θ，

则有

错误！未找到引⽤源。错误！未找到引⽤源。sinθ

即g/2ksinθ

由于g1/dk1/λ错误！未找到引⽤源