材料現(xiàn)代分析方法練習(xí)及答案

1、第一章、選擇題1. 用來(lái)進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)分析的X射線(xiàn)學(xué)分支是（B）A.X射線(xiàn)透射學(xué)；B.X射線(xiàn)衍射學(xué)；C.X射線(xiàn)光譜學(xué);2. M層電子回遷到K層后，多余的能量放出的特征X射線(xiàn)稱(chēng)（B）A.Ka;B.K3；C.K丫；D.La。3. 當(dāng)X射線(xiàn)發(fā)生裝置是Cu靶，濾波片應(yīng)選（C）A.Cu；B.Fe；C.Ni；D.Mo。4. 當(dāng)電子把所有能量都轉(zhuǎn)換為X射線(xiàn)時(shí)，該X射線(xiàn)波長(zhǎng)稱(chēng)（A）A.短波限入0；B.激發(fā)限入k；C.吸收限；D.特征X射線(xiàn)5. 當(dāng)X射線(xiàn)將某物質(zhì)原子的K層電子打出去后，L層電子回遷K層，多余能量將另一個(gè)L層電子打出核外，這整個(gè)過(guò)程將產(chǎn)生（D）（多選題）A.光電子；B.二次熒光；C.俄歇電子；D.（

2、A+C）二、正誤題1. 隨X射線(xiàn)管的電壓升高，入o和入k都隨之減小。（）2. 激發(fā)限與吸收限是一回事，只是從不同角度看問(wèn)題。（）3. 經(jīng)濾波后的X射線(xiàn)是相對(duì)的單色光。（4. 產(chǎn)生特征X射線(xiàn)的前提是原子內(nèi)層電子被打出核外，原子處于激發(fā)狀態(tài)。（）5. 選擇濾波片只要根據(jù)吸收曲線(xiàn)選擇材料，而不需要考慮厚度。（）三、填空題1. 當(dāng)X射線(xiàn)管電壓超過(guò)臨界電壓就可以產(chǎn)生連續(xù)_X射線(xiàn)和-特征X射線(xiàn)。2. X射線(xiàn)與物質(zhì)相互作用可以產(chǎn)生_俄歇電子、透射X射線(xiàn)、散射X射線(xiàn)、熒光X射線(xiàn)、光電子、_熱、。3. 經(jīng)過(guò)厚度為H的物質(zhì)后，X射線(xiàn)的強(qiáng)度為。4. X射線(xiàn)的本質(zhì)既是-波長(zhǎng)極短的電磁波_也是光子束，具有波粒二象性性。

3、5. 短波長(zhǎng)的X射線(xiàn)稱(chēng)，常用于;長(zhǎng)波長(zhǎng)的X射線(xiàn)稱(chēng)，常用于。習(xí)題1. X射線(xiàn)學(xué)有幾個(gè)分支？每個(gè)分支的研究對(duì)象是什么?2. 分析下列熒光輻射產(chǎn)生的可能性，為什么?(1)用CuK“X射線(xiàn)激發(fā)CuKa熒光輻射;(2)用CuKaX射線(xiàn)激發(fā)CuKa熒光輻射;(3)用CuK«X射線(xiàn)激發(fā)CuLa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(yīng)”、“發(fā)射譜”、“吸收譜”？4. X射線(xiàn)的本質(zhì)是什么？它與可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)等電磁波的主要區(qū)別何在？用哪些物理量描述它？5. 產(chǎn)生X射線(xiàn)需具備什么條件？6. X射線(xiàn)具有波粒二象性，其微粒性和波動(dòng)性分別表現(xiàn)在哪些現(xiàn)象中？7. 計(jì)

4、算當(dāng)管電壓為50kv時(shí)，電子在與靶碰撞時(shí)的速度與動(dòng)能以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大動(dòng)能。8. 特征X射線(xiàn)與熒光X射線(xiàn)的產(chǎn)生機(jī)理有何異同？某物質(zhì)的K系熒光X射線(xiàn)波長(zhǎng)是否等于它的K系特征X射線(xiàn)波長(zhǎng)？9.連續(xù)譜是怎樣產(chǎn)生的？其短波限heeV1.2410與某物質(zhì)的吸收限kheeVk1.2410有何不同(V和Vk以kv為單位)？10. X射線(xiàn)與物質(zhì)有哪些相互作用？規(guī)律如何？對(duì)x射線(xiàn)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(jì)算當(dāng)管壓為50kv時(shí)，X射線(xiàn)管中電子擊靶時(shí)的速度和動(dòng)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(huì)出現(xiàn)吸收限？K吸收限為什么只有一個(gè)

5、而L吸收限有三個(gè)？當(dāng)激發(fā)X系熒光X射線(xiàn)時(shí)，能否伴生L系？當(dāng)L系激發(fā)時(shí)能否伴生K系？13. 已知鉬的入Ka=0.71?，鐵的入Ka=1.93?及鈷的入Ka=1.79?，試求光子的頻率和能量。試計(jì)算鉬的K激發(fā)電壓，已知鉬的入K=0.619?。已知鈷的K激發(fā)電壓Vk=7.71kv,試求其入K。14. X射線(xiàn)實(shí)驗(yàn)室用防護(hù)鉛屏厚度通常至少為lmm試計(jì)算這種鉛屏對(duì)CuKa、MoKz輻射的透射系數(shù)各為多少？15. 如果用1mm厚的鉛作防護(hù)屏，試求CrKa和Moa的穿透系數(shù)。16. 厚度為1mm的鋁片能把某單色X射線(xiàn)束的強(qiáng)度降低為原來(lái)的23.9%，試求這種X射線(xiàn)的波長(zhǎng)。試計(jì)算含We=0.8%,Wer=4%,W

6、w18%的高速鋼對(duì)MoKz輻射的質(zhì)量吸收系數(shù)。17. 欲使鉬靶X射線(xiàn)管發(fā)射的X射線(xiàn)能激發(fā)放置在光束中的銅樣品發(fā)射K系熒光輻射，問(wèn)需加的最低的管壓值是多少？所發(fā)射的熒光輻射波長(zhǎng)是多少？18. 什么厚度的鎳濾波片可將Cikz輻射的強(qiáng)度降低至入射時(shí)的70%?如果入射X射線(xiàn)束中Kz和Kb強(qiáng)度之比是5:1,濾波后的強(qiáng)度比是多少？已知卩m“=49.03cm/g,卩ma2=290em/g。19. 如果Co的Kz、氐輻射的強(qiáng)度比為5:1，當(dāng)通過(guò)涂有15mgenf的FezQ濾波片后，強(qiáng)32度比是多少？已知Fe2O3的p=5.24g/cm,鐵對(duì)CoKZ的卩m=371em/g,氧對(duì)CoKa的m=15cm/g。20.

7、 計(jì)算0.071nm（MoK）和0.154nm（CuK“）的X射線(xiàn)的振動(dòng)頻率和能量。（答案：4.231811518115X10S-,2.80X10-J,1.95X10s-,l.29X10-J）21. 以鉛為吸收體，利用MoK、Rh«、AgK«X射線(xiàn)畫(huà)圖，用圖解法證明式（1-16）的正確性。（鉛對(duì)于上述X射線(xiàn)的質(zhì)量吸收系數(shù)分別為122.8,84.13,66.14cm?/g）。再由曲線(xiàn)求出鉛對(duì)應(yīng)于管電壓為30kv條件下所發(fā)出的最短波長(zhǎng)時(shí)質(zhì)量吸收系數(shù)。22. 計(jì)算空氣對(duì)CK的質(zhì)量吸收系數(shù)和線(xiàn)吸收系數(shù)（假設(shè)空氣中只有質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%的氮和質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的氧，空氣的密度為1.29X10

8、-3g/cm?）。（答案：26.97cm2/g,3.48X10-2cm-123. 為使CuKa線(xiàn)的強(qiáng)度衰減1/2,需要多厚的Ni濾波片？（Ni的密度為8.90g/cnf）。CuKx1和CuK；2的強(qiáng)度比在入射時(shí)為2:1,利用算得的Ni濾波片之后其比值會(huì)有什么變化？24. 試計(jì)算Cu的K系激發(fā)電壓。（答案：8980V）25. 試計(jì)算Cu的a射線(xiàn)的波長(zhǎng)。（答案：0.1541nm）.第二章一、選擇題1. 有一倒易矢量為g：=2a“，2b“，c“，與它對(duì)應(yīng)的正空間晶面是（）。A.（210）;B.（220）;C.（221）;D.（110）;。2. 有一體心立方晶體的晶格常數(shù)是0.286nm，用鐵靶K“（

9、入K“=0.194nm）照射該晶體能產(chǎn)生（）衍射線(xiàn)。A.三條；B.四條；C.五條；D.六條。3. 一束X射線(xiàn)照射到晶體上能否產(chǎn)生衍射取決于（）。A.是否滿(mǎn)足布拉格條件；B.是否衍射強(qiáng)度I豐0;C.A+B;D.晶體形狀。4. 面心立方晶體（111）晶面族的多重性因素是（）。A.4；B.8；C.6；D.12。二、正誤題1. 倒易矢量能唯一地代表對(duì)應(yīng)的正空間晶面。（）2. X射線(xiàn)衍射與光的反射一樣，只要滿(mǎn)足入射角等于反射角就行。（）3. 干涉晶面與實(shí)際晶面的區(qū)別在于：干涉晶面是虛擬的，指數(shù)間存在公約數(shù)n。（）4. 布拉格方程只涉及X射線(xiàn)衍射方向，不能反映衍射強(qiáng)度。（）5. 結(jié)構(gòu)因子F與形狀因子G都是

10、晶體結(jié)構(gòu)對(duì)衍射強(qiáng)度的影響因素。（）三、填空題1. 倒易矢量的方向是對(duì)應(yīng)正空間晶面的；倒易矢量的長(zhǎng)度等于對(duì)應(yīng)。2. 只要倒易陣點(diǎn)落在厄瓦爾德球面上，就表示該滿(mǎn)足條件，能產(chǎn)生3. 影響衍射強(qiáng)度的因素除結(jié)構(gòu)因素、晶體形狀外還有，。4. 考慮所有因素后的衍射強(qiáng)度公式為，對(duì)于粉末多晶的相對(duì)強(qiáng)度為。5. 結(jié)構(gòu)振幅用表示，結(jié)構(gòu)因素用表示，結(jié)構(gòu)因素=0時(shí)沒(méi)有衍射我們稱(chēng)或。對(duì)于有序固溶體，原本消光的地方會(huì)出現(xiàn)。四、名詞解釋1. 倒易點(diǎn)陣一一2. 系統(tǒng)消光一一3. 衍射矢量4. 形狀因子一一5. 相對(duì)強(qiáng)度一一1、試畫(huà)出下列晶向及晶面（均屬立方晶系）：111。121，212，（010）（110），（123）（211

11、一）。2、下面是某立方晶系物質(zhì)的幾個(gè)晶面間距，試將它們從大到小按次序重新排列。（123）（100）（200）（311）（121）（111）（210）（220）（030）（221）（110）3、當(dāng)波長(zhǎng)為'的X射到晶體并出現(xiàn)衍射線(xiàn)時(shí)，相鄰兩個(gè)（hkl）反射線(xiàn)的程差是多少？相鄰兩個(gè)（HKL）反射線(xiàn)的程差又是多少？4、畫(huà)出Fe2B在平行于（010）上的部分倒易點(diǎn)。Fe2B屬正方晶系，點(diǎn)陣參數(shù)a=b=0.510nm,c=0.424nm。5、判別下列哪些晶面屬于111晶帶：（110），（133），（112），（132），（011），（212）。6、試計(jì)算（311）及（132）的共同晶帶軸。7、鋁為

12、面心立方點(diǎn)陣，a=0.409nm。今用CrKa（'=0.209nm）攝照周轉(zhuǎn)晶體相，X射線(xiàn)垂直于001。試用厄瓦爾德圖解法原理判斷下列晶面有無(wú)可能參與衍射：（111），（200），（220），（311），（331），（420）。&畫(huà)出六方點(diǎn)陣（001）*倒易點(diǎn)，并標(biāo)出a*,b*，若一單色X射線(xiàn)垂直于b軸入射，試用厄爾德作圖法求出（120）面衍射線(xiàn)的方向。9、試簡(jiǎn)要總結(jié)由分析簡(jiǎn)單點(diǎn)陣到復(fù)雜點(diǎn)陣衍射強(qiáng)度的整個(gè)思路和要點(diǎn)。210、試述原子散射因數(shù)f和結(jié)構(gòu)因數(shù)Fhkl的物理意義。結(jié)構(gòu)因數(shù)與哪些因素有關(guān)系？11、計(jì)算結(jié)構(gòu)因數(shù)時(shí)，基點(diǎn)的選擇原則是什么？如計(jì)算面心立方點(diǎn)陣，選擇（0，0，0）

13、（1,1，0）、（0，1，0）與（1，0，0）四個(gè)原子是否可以，為什么？H+K+L=偶數(shù)時(shí)，衍射12、當(dāng)體心立方點(diǎn)陣的體心原子和頂點(diǎn)原子種類(lèi)不相同時(shí)，關(guān)于存在，H+K+L=奇數(shù)時(shí)，衍射相消的結(jié)論是否仍成立？13、計(jì)算鈉原子在頂角和面心，氯原子在棱邊中心和體心的立方點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)因數(shù)，并討論。14、今有一張用CuKa輻射攝得的鎢（體心立方）的粉末圖樣，試計(jì)算出頭四根線(xiàn)條的相對(duì)積分強(qiáng)度不計(jì)e-2M和A（二）。若以最強(qiáng)的一根強(qiáng)度歸一化為100，其他線(xiàn)強(qiáng)度各為多少?這些線(xiàn)條的二值如下，按下表計(jì)算。線(xiàn)條0/(*)HKLPsin日4nmfF22PF2強(qiáng)度歸一化123420.329.236.443.6第三章五、

14、選擇題1最常用的X射線(xiàn)衍射方法是（）。A.勞厄法；B.粉末多法；C.周轉(zhuǎn)晶體法；D.德拜法。2德拜法中有利于提高測(cè)量精度的底片安裝方法是（）。A.正裝法；B.反裝法；C.偏裝法；D.A+B。3德拜法中對(duì)試樣的要求除了無(wú)應(yīng)力外，粉末粒度應(yīng)為（）。A.<325目;B.>250目;C.在250-325目之間；D.任意大小。4測(cè)角儀中，探測(cè)器的轉(zhuǎn)速與試樣的轉(zhuǎn)速關(guān)系是（）。A.保持同步1:1；B.2：1;C.1:2；D.1:0。5衍射儀法中的試樣形狀是（）。A.絲狀粉末多晶；B.塊狀粉末多晶；C.塊狀單晶；D.任意形狀。六、正誤題1大直徑德拜相機(jī)可以提高衍射線(xiàn)接受分辨率，縮短暴光時(shí)間。（）2

15、在衍射儀法中，衍射幾何包括二個(gè)圓。一個(gè)是測(cè)角儀圓，另一個(gè)是輻射源、探測(cè)器與試樣三者還必須位于同一聚焦圓。（）3選擇小的接受光欄狹縫寬度，可以提高接受分辨率，但會(huì)降低接受強(qiáng)度。（）4德拜法比衍射儀法測(cè)量衍射強(qiáng)度更精確。（）5衍射儀法和德拜法一樣，對(duì)試樣粉末的要求是粒度均勻、大小適中，沒(méi)有應(yīng)力。（）七、填空題1.在粉末多晶衍射的照相法中包括、和。2.德拜相機(jī)有兩種，直徑分別是應(yīng)0和0。和mm。測(cè)量0角時(shí)，底片上每毫米對(duì)3.衍射儀的核心是測(cè)角儀圓，它由、和共同組成。4.可以用作X射線(xiàn)探測(cè)器的有、和等。5.影響衍射儀實(shí)驗(yàn)結(jié)果的參數(shù)有、和等。八、名詞解釋1.偏裝法2.光欄一一3.測(cè)角儀4.聚焦圓一一5.

16、正比計(jì)數(shù)器6.光電倍增管習(xí)題：1. CuKa輻射（入=0.154nm）照射Ag（f.c.c）樣品，測(cè)得第一衍射峰位置20=38°試求Ag的點(diǎn)陣常數(shù)。2. 試總結(jié)德拜法衍射花樣的背底來(lái)源，并提出一些防止和減少背底的措施。3. 粉末樣品顆粒過(guò)大或過(guò)小對(duì)德拜花樣影響如何？為什么？板狀多晶體樣品晶粒過(guò)大或過(guò)小對(duì)衍射峰形影響又如何？4. 試從入射光束、樣品形狀、成相原理（厄瓦爾德圖解）、衍射線(xiàn)記錄、衍射花樣、樣品吸收與衍射強(qiáng)度（公式）、衍射裝備及應(yīng)用等方面比較衍射儀法與德拜法的異同點(diǎn)。5. 衍射儀與聚焦相機(jī)相比，聚焦幾何有何異同？6. 從一張簡(jiǎn)單立方點(diǎn)陣物的德拜相上，已求出四根高角度線(xiàn)條的0角

17、（系由CuKa所產(chǎn)生）及對(duì)應(yīng)的干涉指數(shù)，試用“a-cos20”的圖解外推法求出四位有效數(shù)字的點(diǎn)陣參數(shù)。HKL5326204435416115406210.角72.0877.9381.1187.447. 根據(jù)上題所給數(shù)據(jù)用柯亨法計(jì)算點(diǎn)陣參數(shù)至四位有效數(shù)字。8. 用背射平板相機(jī)測(cè)定某種鎢粉的點(diǎn)陣參數(shù)。從底片上量得鎢的400衍射環(huán)直徑2Lw=51.20毫米，用氮化鈉為標(biāo)準(zhǔn)樣，其640衍射環(huán)直徑2Lwc尸36.40毫米。若此二衍射環(huán)均系由CuKal輻射引起，試求精確到四位數(shù)字的鎢粉的點(diǎn)陣參數(shù)值。9. 試用厄瓦爾德圖解來(lái)說(shuō)明德拜衍射花樣的形成。10. 同一粉末相上背射區(qū)線(xiàn)條與透射區(qū)線(xiàn)條比較起來(lái)其0較高還

18、是較低？相應(yīng)的d較大還是較小？既然多晶粉末的晶體取向是混亂的，為何有此必然的規(guī)律11. 衍射儀測(cè)量在人射光束、試樣形狀、試樣吸收以及衍射線(xiàn)記錄等方面與德拜法有何不同？12. 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(xiàn)成30°角，則計(jì)數(shù)管與人射線(xiàn)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？13. CuKa輻射（入=0.154nm）照射Ag（f.c.c）樣品，測(cè)得第一衍射峰位置20=38°,試求Ag的點(diǎn)陣常數(shù)。14試總結(jié)德拜法衍射花樣的背底來(lái)源，并提出一些防止和減少背底的措施。15. 圖題為某樣品德拜相（示意圖），攝照時(shí)未經(jīng)濾波。巳知1、2為同一晶面衍

19、射線(xiàn)，3、4為另一晶面衍射線(xiàn)試對(duì)此現(xiàn)象作出解釋.透射堪背射區(qū)12342416. 粉未樣品顆粒過(guò)大或過(guò)小對(duì)德拜花樣影響如何？為什么？板狀多晶體樣品晶粒過(guò)大或過(guò)小對(duì)衍射峰形影響又如何？17試從入射光束、樣品形狀、成相原理（厄瓦爾德圖解）、衍射線(xiàn)記錄、衍射花樣、樣品吸收與衍射強(qiáng)度（公式）、衍射裝備及應(yīng)用等方面比較衍射儀法與德拜法的異同點(diǎn)。18.衍射儀與聚焦相機(jī)相比，聚焦幾何有何異同？第四章九、選擇題1. 測(cè)定鋼中的奧氏體含量，若采用定量X射線(xiàn)物相分析，常用方法是（）。A.外標(biāo)法；B.內(nèi)標(biāo)法；C.直接比較法；D.K值法。2. X射線(xiàn)物相定性分析時(shí)，若已知材料的物相可以查（）進(jìn)行核對(duì)。A.Hanawal

20、t索引；B.Fenk索引；C.Davey索引；D.A或B。3. 德拜法中精確測(cè)定點(diǎn)陣常數(shù)其系統(tǒng)誤差來(lái)源于（）。A.相機(jī)尺寸誤差；B.底片伸縮；C.試樣偏心；D.A+B+C。4.材料的內(nèi)應(yīng)力分為三類(lèi)，A.第一類(lèi)應(yīng)力（宏觀應(yīng)力）X射線(xiàn)衍射方法可以測(cè)定（；B.第二類(lèi)應(yīng)力（微觀應(yīng)力）。；C.第三類(lèi)應(yīng)力；D.A+B+C。25.Sin屮測(cè)量應(yīng)力，通常取屮為（）進(jìn)行測(cè)量。A.確定的屮角；B.0-45o之間任意四點(diǎn)；C.Oo、45o兩點(diǎn)；D.Oo、15o、30o、45o四點(diǎn)。十、正誤題1. 要精確測(cè)量點(diǎn)陣常數(shù)。必須首先盡量減少系統(tǒng)誤差，其次選高角度0角，最后還要用直線(xiàn)外推法或柯亨法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。（）2. X射

21、線(xiàn)衍射之所以可以進(jìn)行物相定性分析，是因?yàn)闆](méi)有兩種物相的衍射花樣是完全相同的。（）3. 理論上X射線(xiàn)物相定性分析可以告訴我們被測(cè)材料中有哪些物相，而定量分析可以告訴我們這些物相的含量有多少。（）4. 只要材料中有應(yīng)力就可以用X射線(xiàn)來(lái)檢測(cè)。（）5. 衍射儀和應(yīng)力儀是相同的，結(jié)構(gòu)上沒(méi)有區(qū)別。（）十一、填空題6. 在厶0定的情況下，0t_,sin0t;所以精確測(cè)定點(diǎn)陣常數(shù)應(yīng)選擇0。7. X射線(xiàn)物相分析包括和，而更常用更廣泛。8. 第一類(lèi)應(yīng)力導(dǎo)致X射線(xiàn)衍射線(xiàn);第二類(lèi)應(yīng)力導(dǎo)致衍射線(xiàn)；第三類(lèi)應(yīng)力導(dǎo)致衍射線(xiàn)。9. X射線(xiàn)測(cè)定應(yīng)力常用儀器有和，常用方法有和。10. X射線(xiàn)物相定量分析方法有.、等。十二、名詞解釋

22、1. 柯亨法2. Hanawait索引3. 直接比較法一一24. Sin屮法一一習(xí)題1. ATiO2（銳鐵礦）與R-TiO2（金紅石：）混合物衍射花樣中兩相最強(qiáng)線(xiàn)強(qiáng)度比Iato2/IR-TO2=1.5。試用參比強(qiáng)度法計(jì)算兩相各自的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2. 求淬火后低溫回火的碳鋼樣品，不含碳化物（經(jīng)金相檢驗(yàn)），A（奧氏體）中含碳1%,M（馬氏體）中含碳量極低。經(jīng)過(guò)衍射測(cè)得A220峰積分強(qiáng)度為2.33（任意單位），M200峰積分強(qiáng)度為16.32，試計(jì)算該鋼中殘留奧氏體的體積分?jǐn)?shù)（實(shí)驗(yàn)條件：FeKa輻射，濾波，室溫20C,a-Fe點(diǎn)陣參數(shù)a=0.2866nm奧氏體點(diǎn)陣參數(shù)a=0.3571+0.0044wc,w

23、c為碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。3. 在aFe2QaFe2O及FesQ.混合物的衍射圖樣中，兩根最強(qiáng)線(xiàn)的強(qiáng)度比IaFe2o/IFe3O存1.3，試借助于索引上的參比強(qiáng)度值計(jì)算aFe2O3的相對(duì)含量。4. 一塊淬火+低溫回火的碳鋼，經(jīng)金相檢驗(yàn)證明其中不含碳化物，后在衍射儀上用FeKa照射，分析出丫相含1%碳a相含碳極低，又測(cè)得丫220線(xiàn)條的累積強(qiáng)度為5.40,a211線(xiàn)條的累積強(qiáng)度為51.2，如果測(cè)試時(shí)室溫為31C，問(wèn)鋼中所含奧氏體的體積百分?jǐn)?shù)為多少？5. 一個(gè)承受上下方向純拉伸的多晶試樣，若以X射線(xiàn)垂直于拉伸軸照射，問(wèn)在其背射照片上衍射環(huán)的形狀是什么樣的？為什么？6. 不必用無(wú)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)試樣對(duì)比，就可以測(cè)定材

24、料的宏觀應(yīng)力，這是根據(jù)什么原理？7. 假定測(cè)角儀為臥式，今要測(cè)定一個(gè)圓柱形零件的軸向及切向應(yīng)力，問(wèn)試樣應(yīng)該如何放置？8. 總結(jié)出一條思路，說(shuō)明平面應(yīng)力的測(cè)定過(guò)程。9. 今要測(cè)定軋制73黃銅試樣的應(yīng)力，用CoKa照射（400）,當(dāng)¥=0o時(shí)測(cè)得20=150.1°，當(dāng)¥=45o時(shí)20=150.99°，問(wèn)試樣表面的宏觀應(yīng)力為若干？（已知a=3.695埃，E=8.83X10X10牛/米，v=0.35）10. 物相定性分析的原理是什么？對(duì)食鹽進(jìn)行化學(xué)分析與物相定性分析，所得信息有何不同？11. 物相定量分析的原理是什么？試述用K值法進(jìn)行物相定量分析的過(guò)程。12.

25、試借助PDF（ICDD）卡片及索弓I,對(duì)表1、表2中未知物質(zhì)的衍射資料作出物相鑒定。表1。d/?I/I1d/?I/I1d/?I/I13.66501.46101.06103.171001.42501.01102.24801.31300.96101.91401.23100.85101.83301.12101.60201.0810表2。d/?I/I1d/?I/I1d/?I/I12.40501.26100.93102.09501.25200.85102.031001.20100.81201.75401.06200.80201.47301.021013. 在一塊冷軋鋼板中可能存在哪幾種內(nèi)應(yīng)力？它的衍射譜

26、有什么特點(diǎn)？按本章介紹的方法可測(cè)出哪一類(lèi)應(yīng)力？14. 一無(wú)殘余應(yīng)力的絲狀試樣，在受到軸向拉伸載荷的情況下，從垂直絲軸的方向用單色X射線(xiàn)照射，其透射針孔相上的衍射環(huán)有何特點(diǎn)？15. X射線(xiàn)應(yīng)力儀的測(cè)角器2B掃描范圍143。163°,在沒(méi)有“應(yīng)力測(cè)定數(shù)據(jù)表”的情況下，應(yīng)如何為待測(cè)應(yīng)力的試件選擇合適的X射線(xiàn)管和衍射面指數(shù)（以Cu材試件為例說(shuō)明之）。16. 在水平測(cè)角器的衍射儀上安裝一側(cè)傾附件，用側(cè)傾法測(cè)定軋制板材的殘余應(yīng)力，當(dāng)測(cè)量軋向和橫向應(yīng)力時(shí)，試樣應(yīng)如何放置？17. 用側(cè)傾法測(cè)量試樣的殘余應(yīng)力，當(dāng)Y=Oo和屮=450時(shí)，其x射線(xiàn)的穿透深度有何變化？18. A-TiO2%（銳鈦礦）與R-

27、TiO2（金紅石）混合物衍射花樣中兩相最強(qiáng)線(xiàn)強(qiáng)度比IA-TiO2/1R-TiO2=15試用參比強(qiáng)度法計(jì)算兩相各自的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。19. 某淬火后低溫回火的碳鋼樣品，不含碳化物（經(jīng)金相檢驗(yàn)）。A（奧氏體中含碳1%,M（馬氏體）中含碳量極低。經(jīng)過(guò)衍射測(cè)得A220峰積分強(qiáng)度為2.33（任意單位M>11峰積分強(qiáng)度為16.32。試計(jì)算該鋼中殘留奧氏體的體積分?jǐn)?shù)（實(shí)驗(yàn)條件：FeKa輻射，濾波，室溫20C。aFe點(diǎn)陣參數(shù)a=0.2866nm，奧氏體點(diǎn)陣參數(shù)a=0。3571+0.0044WC,Wc為碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。20. 某立方晶系晶體德拜花樣中部分高角度線(xiàn)條數(shù)據(jù)如右表所列。試用“a一cos2B”的圖解外推

28、法求其點(diǎn)陣常數(shù)（準(zhǔn)確到4位有效數(shù)字）。Hf+K'+L2Sin冷380.9114400.9563:410.9761420.998021. 欲在應(yīng)力儀（測(cè)角儀為立式）上分別測(cè)量圓柱形工件之軸向、徑向及切向應(yīng)力工件各應(yīng)如何放置？第五章十三、選擇題1. 若H-800電鏡的最高分辨率是0.5nm，那么這臺(tái)電鏡的有效放大倍數(shù)是（4*10-5）。A.1000；B.10000；C.40000；D.600000。2. 可以消除的像差是（）。A.球差；B.像散；C.色差；D.A+B。3. 可以提高TEM的襯度的光欄是（）。A.第二聚光鏡光欄；B.物鏡光欄；C.選區(qū)光欄；D.其它光欄。4. 電子衍射成像時(shí)是

29、將（）。A.中間鏡的物平面與與物鏡的背焦面重合；B.中間鏡的物平面與與物鏡的像平面重合；C.關(guān)閉中間鏡；D.關(guān)閉物鏡。C.物鏡的背焦面;D.物鏡的前焦面。5. 選區(qū)光欄在TEM鏡筒中的位置是（A.物鏡的物平面；B.物鏡的像平面十四、正誤題1. TEM的分辨率既受衍射效應(yīng)影響，也受透鏡的像差影響。（）2. 孔徑半角a是影響分辨率的重要因素，TEM中的a角越小越好。（）3. 有效放大倍數(shù)與儀器可以達(dá)到的放大倍數(shù)不同，前者取決于儀器分辨率和人眼分辨率，后者僅僅是儀器的制造水平。（）4. TEM中主要是電磁透鏡，由于電磁透鏡不存在凹透鏡，所以不能象光學(xué)顯微鏡那樣通過(guò)凹凸鏡的組合設(shè)計(jì)來(lái)減小或消除像差，故

30、TEM中的像差都是不可消除的。（）5. TEM的景深和焦長(zhǎng)隨分辨率ro的數(shù)值減小而減?。浑S孔徑半角a的減小而增加；隨放大倍數(shù)的提高而減小。（:十五、填空題11. TEM中的透鏡有兩種，分別是_物鏡和目鏡_。12. TEM中的三個(gè)可動(dòng)光欄分別是_第二聚光鏡光柵位于第二聚光鏡下方焦點(diǎn)位置，物鏡光柵位于物鏡后焦面上，選區(qū)光柵位于物鏡像平面位置。13. TEM成像系統(tǒng)由物鏡、中間鏡和投影鏡_組成。14. TEM的主要組成部分是照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和觀察記錄系統(tǒng);輔助部分由趁空系統(tǒng)、循環(huán)冷卻系統(tǒng)和、控制系統(tǒng)組成。15. 電磁透鏡的像差包括球差、象散禾口。十六、名詞解釋5. 景深與焦長(zhǎng)一一6. 電子槍一一7

31、. 點(diǎn)分辨與晶格分辨率8. 消像散器一一9. 選區(qū)衍射10. 分析型電鏡11. 極靴12. 有效放大倍數(shù)13. Ariy斑14. 孔徑半角思考題1. 什么是分辨率，影響透射電子顯微鏡分辨率的因素是哪些？2. 有效放大倍數(shù)和放大倍數(shù)在意義上有何區(qū)別？3. 球差、像散和色差是怎樣造成的？如何減小這些像差？哪些是可消除的像差？4. 聚光鏡、物鏡和投影鏡各自具有什么功能和特點(diǎn)？5. 影響電磁透鏡景深和焦長(zhǎng)的主要因素是什么？景深和焦長(zhǎng)對(duì)透射電子顯微鏡的成像和設(shè)計(jì)有何影響？6. 消像散器的作用和原理是什么？7. 何為可動(dòng)光闌？第二聚光鏡光闌、物鏡光闌和選區(qū)光闌在電鏡的什么位置？它們各具有什么功能？8. 比

32、較光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡成像的異同點(diǎn)。電子束的折射和光的折射有何異同點(diǎn)？9. 比較靜電透鏡和磁透鏡的聚焦原理。10. 球差、色差和像散是怎樣造成的？用什么方法可以減小這些像差？11. 說(shuō)明透鏡分辨率的物理意義，用什么方法提高透鏡的分辨率？12. 電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)是受哪些因素控制的？13. 說(shuō)明透射電鏡中物鏡和中間鏡在成像時(shí)的作用。14. 物鏡光闌和選區(qū)光闌各具有怎樣的功能15. 點(diǎn)分辨率和晶格分辨率在意義上有何不同？16. 電子波有何特征？與可見(jiàn)光有何異同？17. 分析電磁透鏡對(duì)電子波的聚焦原理，說(shuō)明電磁透鏡結(jié)構(gòu)對(duì)聚焦能力的影響。18. 說(shuō)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？

33、如何提高電磁透分辨率？19. 電磁透鏡景深和焦長(zhǎng)主要受哪些因素影響？說(shuō)明電磁透鏡的景深大、焦長(zhǎng)長(zhǎng)，是什么因素影響的結(jié)果？假設(shè)電磁透鏡沒(méi)有像差，也沒(méi)有衍射Airy斑，即分辨率極高，此時(shí)景深和焦長(zhǎng)如何？20. 透射電鏡主要由幾大系統(tǒng)構(gòu)成？各系統(tǒng)之間關(guān)系如何？21. 照明系統(tǒng)的作用是什么？它應(yīng)滿(mǎn)足什么要求？22. 成像系統(tǒng)的主要構(gòu)成及其特點(diǎn)是什么？23. 分別說(shuō)明成像操作與衍射操作時(shí)各級(jí)透鏡（像平面與物平面）之間的相對(duì)位置關(guān)系，并畫(huà)出光路圖。24. 樣品臺(tái)的結(jié)構(gòu)與功能如何？它應(yīng)滿(mǎn)足哪些要求？25. 透射電鏡中有哪些主要光闌，在什么位置？其作用如何？26. 如何測(cè)定透射電鏡的分辨卒與放大倍數(shù)。電鏡的哪

34、些主要參數(shù)控制著分辨率與放大倍數(shù)？十七、選擇題1. 單晶體電子衍射花樣是（）。A.規(guī)則的平行四邊形斑點(diǎn)；B.同心圓環(huán)；C.暈環(huán)；D.不規(guī)則斑點(diǎn)。2. 薄片狀晶體的倒易點(diǎn)形狀是（）。A.尺寸很小的倒易點(diǎn)；B.尺寸很大的球；C.有一定長(zhǎng)度的倒易桿；D.倒易圓盤(pán)。3. 當(dāng)偏離矢量S<0時(shí)，倒易點(diǎn)是在厄瓦爾德球的（）。A.球面外；B.球面上；C.球面內(nèi)；D.B+C。4. 能幫助消除1800不唯一性的復(fù)雜衍射花樣是（）。A.高階勞厄斑；B.超結(jié)構(gòu)斑點(diǎn)；C.二次衍射斑；D.孿晶斑點(diǎn)。5. 菊池線(xiàn)可以幫助（）。A.估計(jì)樣品的厚度；B.確定1800不唯一性；C.鑒別有序固溶體；D.精確測(cè)定晶體取向。6.

35、 如果單晶體衍射花樣是正六邊形，那么晶體結(jié)構(gòu)是（）。A.六方結(jié)構(gòu)；B.立方結(jié)構(gòu)；C.四方結(jié)構(gòu)；D.A或B。十八、判斷題1. 多晶衍射環(huán)和粉末德拜衍射花樣一樣，隨著環(huán)直徑增大，衍射晶面指數(shù)也由低到高。（）2. 單晶衍射花樣中的所有斑點(diǎn)同屬于一個(gè)晶帶。（）3. 因?yàn)閷\晶是同樣的晶體沿孿晶面兩則對(duì)稱(chēng)分布，所以孿晶衍射花樣也是衍射斑點(diǎn)沿兩則對(duì)稱(chēng)分布。（）4. 偏離矢量S=0時(shí)，衍射斑點(diǎn)最亮。這是因?yàn)镾=0時(shí)是精確滿(mǎn)足布拉格方程，所以衍射強(qiáng)度最大。（）5. 對(duì)于未知晶體結(jié)構(gòu)，僅憑一張衍射花樣是不能確定其晶體結(jié)構(gòu)的。還要從不同位向拍攝多幅衍射花樣，并根據(jù)材料成分、加工歷史等或結(jié)合其它方法綜合判斷晶體結(jié)構(gòu)。

36、（）6. 電子衍射和X射線(xiàn)衍射一樣必須嚴(yán)格符合布拉格方程。（）十九、填空題16.電子衍射和X射線(xiàn)衍射的不同之處在于不同、不同，以及不同。17.電子衍射產(chǎn)生的復(fù)雜衍射花樣是、18.和。偏離矢量S的最大值對(duì)應(yīng)倒易桿的長(zhǎng)度，它反映的是0角布拉格方程的程度。19.單晶體衍射花樣標(biāo)定中最重要的一步是。20.二次衍射可以使密排六方、金剛石結(jié)構(gòu)的花樣中在產(chǎn)生衍射花樣，但體心立方和面心立方結(jié)構(gòu)的花樣中。二十、名詞解釋15. 偏離矢量S16. 1800不唯一性17. 菊池線(xiàn)18. 高階勞厄斑習(xí)題6-1從原理及應(yīng)用方面分析電子衍射與X衍射在材料結(jié)構(gòu)分析中的異、同點(diǎn)。6-2用愛(ài)瓦爾德圖解法證明布拉格定律。6-3試推

37、導(dǎo)電子衍射的基本公式，并指出L入的物理意義。6-4簡(jiǎn)述單晶子電子衍射花樣的標(biāo)定方法。6-5說(shuō)明多晶、單晶及厚單晶衍射花樣的特征及形成原理。6-6.下圖為18Cr2N4WA經(jīng)900C油淬后在透射電鏡下攝得的選區(qū)電子衍射花樣示意圖,衍射花樣中有馬氏體和奧氏體兩套斑點(diǎn)，請(qǐng)對(duì)其指數(shù)斑點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定。o6-118Cr2N4WA經(jīng)900C油淬后電子衍射花樣示意圖GeiQ$V/Ki7i»iR=10.2mm,RRz=10.2mmR1=10.0mm,2=10.0mm,R3=14.4mm,R3=16.8mm,Ri和R2間夾角為90°,Ri和F2間夾角為70°,L入=2.05mm?nm6-

38、7.下圖為18Cr2N4WA經(jīng)900C油淬400C回火后在透射電鏡下攝得的滲碳體選區(qū)電子衍射花樣示意圖，請(qǐng)對(duì)其指數(shù)斑點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定。R1=9.8mm,R2=10.0mm,=95°,L入=2.05mm?nm6-8為何對(duì)稱(chēng)入射時(shí)，即只有倒易點(diǎn)陣原點(diǎn)在愛(ài)瓦爾德球面上，也能得到除中心斑點(diǎn)以外的一系列衍射斑點(diǎn)？6-9舉例說(shuō)明如何用選區(qū)衍射的方法來(lái)確定新相的慣習(xí)面及母相與新相的位相關(guān)系。6-10試正明倒易矢g與所對(duì)應(yīng)的(hkl)面指數(shù)關(guān)系為g=ha*+kb*+lc*。6-11為什么說(shuō)從衍射觀點(diǎn)看有些倒易點(diǎn)陣也是衍射點(diǎn)陣，其倒易點(diǎn)不是幾何點(diǎn)？其形狀和所具有的強(qiáng)度取決于哪些因素，在實(shí)際上有和重要意義？6

39、-12.為什么說(shuō)斑點(diǎn)花樣是相應(yīng)倒易面放大投影？繪出fcc(111)*倒易面。6-13為什么TEM既能選區(qū)成象又能選區(qū)衍射？怎樣才能做到兩者所選區(qū)域的一致性。在實(shí)際應(yīng)用方面有和重要意義？6-14.在fcc中，若孿晶面(111),求孿晶(31-1)倒易陣點(diǎn)在基體倒易點(diǎn)陣中的位置。6-15.試說(shuō)明菊池線(xiàn)測(cè)試樣取向關(guān)系比斑點(diǎn)花樣精確度為高的原因。第七章二十一、選擇題1. 將某一衍射斑點(diǎn)移到熒光屏中心并用物鏡光欄套住該衍射斑點(diǎn)成像，這是(A.明場(chǎng)像；B.暗場(chǎng)像；C.中心暗場(chǎng)像；D.弱束暗場(chǎng)像。2. 當(dāng)t=5s/2時(shí)，衍射強(qiáng)度為（）。A.Ig=0;B.Ig<0;C.Ig>0;D.Ig=lmax

40、。3. 已知一位錯(cuò)線(xiàn)在選擇操作反射g1=(110)和g2=(111)時(shí)，位錯(cuò)不可見(jiàn)，那么它的布氏矢量是()。A.b=(0-10);B.b=(1-10);C.b=(0-11);D.b=(010)。4. 當(dāng)?shù)诙嗔Ｗ优c基體呈共格關(guān)系時(shí)，此時(shí)的成像襯度是（）。A.質(zhì)厚襯度；B.衍襯襯度；C.應(yīng)變場(chǎng)襯度；D.相位襯度。5. 當(dāng)?shù)诙嗔Ｗ优c基體呈共格關(guān)系時(shí)，此時(shí)所看到的粒子大?。ǎ?。A.小于真實(shí)粒子大小；B.是應(yīng)變場(chǎng)大小；C.與真實(shí)粒子一樣大小；D.遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于真實(shí)粒子。二十二、判斷題1實(shí)際電鏡樣品的厚度很小時(shí)，能近似滿(mǎn)足衍襯運(yùn)動(dòng)學(xué)理論的條件，這時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論能很好地解釋襯度像。（）2厚樣品中存在消光距離Eg

41、,薄樣品中則不存在消光距離Ego（）3明場(chǎng)像是質(zhì)厚襯度，暗場(chǎng)像是衍襯襯度。（）4晶體中只要有缺陷，用透射電鏡就可以觀察到這個(gè)缺陷。（）5等厚消光條紋和等傾消光條紋通常是形貌觀察中的干擾，應(yīng)該通過(guò)更好的制樣來(lái)避免它們的出現(xiàn)。（）二十三、填空題21. 運(yùn)動(dòng)學(xué)理論的兩個(gè)基本假設(shè)是入射電子在樣品內(nèi)只能受到不多于一次的散射和入射電子波在樣品內(nèi)傳播過(guò)程中，強(qiáng)度的衰減可以忽略。22. 對(duì)于理想晶體，當(dāng)或連續(xù)改變時(shí)襯度像中會(huì)出現(xiàn)或。23. 對(duì)于缺陷晶體，缺陷襯度是由缺陷引起的點(diǎn)陣畸變導(dǎo)致衍射波振幅增加了一個(gè)附加的位相因子，但是若位相角=2n的整數(shù)倍時(shí)，缺陷也不產(chǎn)生襯度。24. 一般情況下，孿晶與層錯(cuò)的襯度像都

42、是平行，但孿晶的平行線(xiàn)，而層錯(cuò)的平行線(xiàn)是的。25. 實(shí)際的位錯(cuò)線(xiàn)在位錯(cuò)線(xiàn)像的,其寬度也大大小于位錯(cuò)線(xiàn)像的寬度，這是因?yàn)槲诲e(cuò)線(xiàn)像的寬度是寬度。二十四、名詞解釋19. 中心暗場(chǎng)像20. 消光距離Eg21. 等厚消光條紋和等傾消光條紋22. 不可見(jiàn)性判據(jù)23. 應(yīng)變場(chǎng)襯度習(xí)題7-1.制備薄膜樣品的基本要求是什么？具體工藝如何？雙噴減薄與離子減薄各適用于制備什么樣品？7-2.何謂襯度？TEM能產(chǎn)生哪幾種襯度象，是怎樣產(chǎn)生的，都有何用途7-3畫(huà)圖說(shuō)明衍襯成象原理，并說(shuō)明什么是明場(chǎng)象，暗場(chǎng)象和中心暗場(chǎng)象。7-4衍襯運(yùn)動(dòng)學(xué)理論的最基本假設(shè)是什么？怎樣做才能滿(mǎn)足或接近基本假設(shè)？7-5用理想晶體衍襯運(yùn)動(dòng)學(xué)基本方

43、程解釋等厚條紋與等傾條紋。7-6用缺陷晶體衍襯運(yùn)動(dòng)學(xué)基本方程解釋層錯(cuò)與位錯(cuò)的襯度形成原理。7-7要觀察鋼中基體和析出相的組織形態(tài)，同時(shí)要分析其晶體結(jié)構(gòu)和共格界面的位向關(guān)系，如何制備樣品？以怎樣的電鏡操作方式和步驟來(lái)進(jìn)行具體分析？7-8什么是消光距離/影響消光距離的主要物性參數(shù)和外界條件是什么？7-9什么是雙束近似單束成像，為什么解釋衍襯象有時(shí)還要拍攝相應(yīng)衍射花樣？7-10用什么辦法、根據(jù)什么特征才能判斷出fcc晶體中的層錯(cuò)是抽出型的還是插入型的？7-11怎樣確定球型沉淀是空位型還是間隙型的？7-12當(dāng)下述像相似時(shí)，寫(xiě)出區(qū)別它們的實(shí)驗(yàn)方法及區(qū)別根據(jù)。1）球形共格沉淀與位錯(cuò)線(xiàn)垂直于試樣表面的位錯(cuò)。

44、2）垂直于試樣表面的晶界和交叉位錯(cuò)像。3）片狀半共格沉淀和位錯(cuò)環(huán)。4）不全位錯(cuò)和全位錯(cuò)。7-11層錯(cuò)和大角晶界均顯示條紋襯度，那么如何區(qū)分層錯(cuò)和晶界？第八章二十五、選擇題1. 僅僅反映固體樣品表面形貌信息的物理信號(hào)是（）。A.背散射電子；B.二次電子；C.吸收電子；D.透射電子。2. 在掃描電子顯微鏡中，下列二次電子像襯度最亮的區(qū)域是（）。A.和電子束垂直的表面；B.和電子束成30o的表面；C.和電子束成45o的表面；D.和電子束成60o的表面。3. 可以探測(cè)表面1nm層厚的樣品成分信息的物理信號(hào)是（）。A.背散射電子；B.吸收電子；C.特征X射線(xiàn)；D.俄歇電子。4. 掃描電子顯微鏡配備的成分

45、分析附件中最常見(jiàn)的儀器是（）。A.波譜儀；B.能譜儀；C.俄歇電子譜儀；D.特征電子能量損失譜。5. 波譜儀與能譜儀相比，能譜儀最大的優(yōu)點(diǎn)是（）。A.快速高效；B.精度高；C.沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)部件；D.價(jià)格便宜。二十六、判斷題1. 掃描電子顯微鏡中的物鏡與透射電子顯微鏡的物鏡一樣。（）2. 掃描電子顯微鏡的分辨率主要取決于物理信號(hào)而不是衍射效應(yīng)和球差。（）3. 掃描電子顯微鏡的襯度和透射電鏡一樣取決于質(zhì)厚襯度和衍射襯度。（）4. 掃描電子顯微鏡具有大的景深，所以它可以用來(lái)進(jìn)行斷口形貌的分析觀察。（）5. 波譜儀是逐一接收元素的特征波長(zhǎng)進(jìn)行成分分析；能譜儀是同時(shí)接收所有元素的特征X射線(xiàn)進(jìn)行成分分析的

46、。（）二十七、填空題26. 電子束與固體樣品相互作用可以產(chǎn)生物理信號(hào)。27. 掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)是的掃描寬度與的掃描寬度的比值。在襯度像上顆粒、凸起的棱角是_襯度，而裂紋、凹坑則是襯度。28. 分辨率最高的物理信號(hào)是為_(kāi)nm，分辨率最低的物理信號(hào)是為nm以上。29. 電子探針包括和兩種儀器。30. 掃描電子顯微鏡可以替代進(jìn)行材料觀察，也可以對(duì)進(jìn)行分析觀察。二十八、名詞解釋24. 背散射電子、吸收電子、特征X射線(xiàn)、俄歇電子、二次電子、透射電子。25. 電子探針、波譜儀、能譜儀。習(xí)題1. 掃描電子顯微鏡有哪些特點(diǎn)？2. 電子束和固體樣品作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生哪些信號(hào)？它們各具有什么特點(diǎn)？3. 掃描電子

47、顯微鏡的分辨率和信號(hào)種類(lèi)有關(guān)？試將各種信號(hào)的分辨率高低作一比較。4. 掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)是如何調(diào)節(jié)的？試和透射電子顯微鏡作一比較。5. 表面形貌襯度和原子序數(shù)襯度各有什么特點(diǎn)？6. 和波譜儀相比，能譜儀在分析微區(qū)化學(xué)成分時(shí)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？部分習(xí)題解1. X射線(xiàn)學(xué)有幾個(gè)分支？每個(gè)分支的研究對(duì)象是什么?答：X射線(xiàn)學(xué)分為三大分支：X射線(xiàn)透射學(xué)、X射線(xiàn)衍射學(xué)、X射線(xiàn)光譜學(xué)。X射線(xiàn)透射學(xué)的研究對(duì)象有人體,測(cè)工件內(nèi)部的缺陷等。X射線(xiàn)衍射學(xué)是根據(jù)衍射花樣，構(gòu)變化的相關(guān)的各種問(wèn)題。X射線(xiàn)光譜學(xué)是根據(jù)衍射花樣，工件等，用它的強(qiáng)透射性為人體診斷傷病、用于探在波長(zhǎng)已知的情況下測(cè)定晶體結(jié)構(gòu)，研究與結(jié)構(gòu)和結(jié)在分光晶

48、體結(jié)構(gòu)已知的情況下，測(cè)定各種物質(zhì)發(fā)出的X射線(xiàn)的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，從而研究物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)和成分。2. 分析下列熒光輻射產(chǎn)生的可能性，為什么?(1)用CuKaX射線(xiàn)激發(fā)CuKa熒光輻射；(2) 用Cu&X射線(xiàn)激發(fā)CuKa熒光輻射；(3) 用CuKaX射線(xiàn)激發(fā)CuLa熒光輻射。答：根據(jù)經(jīng)典原子模型，原子內(nèi)的電子分布在一系列量子化的殼層上，在穩(wěn)定狀態(tài)下，每個(gè)殼層有一定數(shù)量的電子，他們有一定的能量。最內(nèi)層能量最低，向外能量依次增加。根據(jù)能量關(guān)系，MK層之間的能量差大于L、K成之間的能量差，K、L層之間的能量差大于ML層能量差。由于釋放的特征譜線(xiàn)的能量等于殼層間的能量差，所以K?的能量大于Ka的能量，K

49、a能量大于La的能量。因此在不考慮能量損失的情況下：(1)CuKa能激發(fā)CuKa熒光輻射；(能量相同)(2)CuK?能激發(fā)CuKa熒光輻射；(K?>Ka(3)CuKa能激發(fā)CuLa熒光輻射；(Ka>la3.什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“熒光輻射”、“吸收限”、“俄歇效應(yīng)”？答：當(dāng)x射線(xiàn)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(xiàn)的頻率相同，這種由于散射線(xiàn)與入射線(xiàn)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(chēng)為相干散射。當(dāng)x射線(xiàn)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x射線(xiàn)長(zhǎng)的x射線(xiàn)，且波長(zhǎng)

50、隨散射方向不同而改變，這種散射現(xiàn)象稱(chēng)為非相干散射。一個(gè)具有足夠能量的x射線(xiàn)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空位時(shí)，將向外輻射K系x射線(xiàn)，這種由x射線(xiàn)光子激發(fā)原子所發(fā)生的輻射過(guò)程，稱(chēng)熒光輻射?；蚨螣晒狻Ｖ竫射線(xiàn)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(chēng)此時(shí)的光子波長(zhǎng)入稱(chēng)為K系的吸收限。當(dāng)原子中K層的一個(gè)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(gè)L層電子來(lái)填充這個(gè)空位，K電離就變成了L電離，其能由Ek變成EI，此時(shí)將釋Ek-El的能量，可能產(chǎn)生熒光x射線(xiàn)，也可能給予L層的電子，使其脫離原

51、子產(chǎn)生二次電離。即K層的一個(gè)空位被L層的兩個(gè)空位所替代，這種現(xiàn)象稱(chēng)俄歇效應(yīng)。4. 產(chǎn)生X射線(xiàn)需具備什么條件？答：實(shí)驗(yàn)證實(shí):在高真空中，凡高速運(yùn)動(dòng)的電子碰到任何障礙物時(shí)，均能產(chǎn)生X射線(xiàn)，對(duì)于其他帶電的基本粒子也有類(lèi)似現(xiàn)象發(fā)生。電子式X射線(xiàn)管中產(chǎn)生X射線(xiàn)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(chǎng)的作用下迫使這些電子作定向高速運(yùn)動(dòng)；3，在電子運(yùn)動(dòng)路徑上設(shè)障礙物以急劇改變電子的運(yùn)動(dòng)速度。5. X射線(xiàn)具有波粒二象性，其微粒性和波動(dòng)性分別表現(xiàn)在哪些現(xiàn)象中?答：波動(dòng)性主要表現(xiàn)為以一定的頻率和波長(zhǎng)在空間傳播，反映了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性；微粒性主要表現(xiàn)為以光子形式輻射和吸收時(shí)具有

52、一定的質(zhì)量，能量和動(dòng)量，反映了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的分立性。6. 計(jì)算當(dāng)管電壓為50kv時(shí)，電子在與靶碰撞時(shí)的速度與動(dòng)能以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大動(dòng)能。解：已知條件：U=50kv電子靜止質(zhì)量：m)=9.1xio-31kg8光速：c=2.998x108m/s電子電量：e=1.602x10-19C普朗克常數(shù)：h=6.626x10-34J.s電子從陰極飛出到達(dá)靶的過(guò)程中所獲得的總動(dòng)能為E=eU=1.602x10-19Cx50kv=8.01x10-18kJ2由于E=1/2m0v02所以電子與靶碰撞時(shí)的速度為1/26v0=(2E/m0)1/2=4.2x106m/s所發(fā)射連續(xù)譜的短波限入0的大小僅取決于加

53、速電壓入0(?)=124OO/V(伏)=0.248?輻射出來(lái)的光子的最大動(dòng)能為Eo=h?o=he/入1.99x10-15J7. 特征X射線(xiàn)與熒光X射線(xiàn)的產(chǎn)生機(jī)理有何異同？某物質(zhì)的K系熒光X射線(xiàn)波長(zhǎng)是否等于它的K系特征X射線(xiàn)波長(zhǎng)？答：特征X射線(xiàn)與熒光X射線(xiàn)都是由激發(fā)態(tài)原子中的高能級(jí)電子向低能級(jí)躍遷時(shí)，多余能量以X射線(xiàn)的形式放出而形成的。不同的是：高能電子轟擊使原子處于激發(fā)態(tài)，高能級(jí)電子回遷釋放的是特征X射線(xiàn)；以X射線(xiàn)轟擊，使原子處于激發(fā)態(tài)，高能級(jí)電子回遷釋放的是熒光X射線(xiàn)。某物質(zhì)的K系特征X射線(xiàn)與其K系熒光X射線(xiàn)具有相同波長(zhǎng)。8. 連續(xù)譜是怎樣產(chǎn)生的？其短波限°二hC二1.2410與某

54、物質(zhì)的eVV2吸收限k二hc二1.241°有何不同(V和Vk以kv為單位)？eVkVk答當(dāng)X射線(xiàn)管兩極間加高壓時(shí)，大量電子在高壓電場(chǎng)的作用下，以極高的速度向陽(yáng)極轟擊，由于陽(yáng)極的阻礙作用，電子將產(chǎn)生極大的負(fù)加速度。根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)的理論，一個(gè)帶負(fù)電荷的電子作加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電子周?chē)碾姶艌?chǎng)將發(fā)生急劇變化，此時(shí)必然要產(chǎn)生一個(gè)電磁波，或至少一個(gè)電磁脈沖。由于極大數(shù)量的電子射到陽(yáng)極上的時(shí)間和條件不可能相同，因而得到的電磁波將具有連續(xù)的各種波長(zhǎng)，形成連續(xù)X射線(xiàn)譜。在極限情況下，極少數(shù)的電子在一次碰撞中將全部能量一次性轉(zhuǎn)化為一個(gè)光量子，這個(gè)光量子便具有最高能量和最短的波長(zhǎng)，即短波限。連續(xù)譜短波限只與管壓有關(guān)，當(dāng)固定管壓，增加管電流或改變靶時(shí)短波限不變。原子系統(tǒng)中的電子遵從泡利不相容原理不連續(xù)地分布在K,L,M,N等不同能級(jí)的殼層上，當(dāng)外來(lái)的高速粒子(電子或光子)的動(dòng)能足夠大時(shí)，可以將殼層中某個(gè)電子擊出原子系統(tǒng)之外，從而使原子處于激發(fā)態(tài)。這時(shí)所需的能量即為吸收限，它只與殼層能量有關(guān)。即吸收限只與靶的原子序數(shù)有關(guān)，與管電壓無(wú)關(guān)。9. 為什么會(huì)出現(xiàn)吸收限？K吸收限為什么只有一個(gè)而L吸收限有三個(gè)？當(dāng)激發(fā)K系熒光X射線(xiàn)時(shí)，能否伴生L系？當(dāng)L系激發(fā)時(shí)