[范文]-材料分析测试方法练习与答案

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1、1.X射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？答：X射线学分为三大分支：X射线透射学、X射线衍射学、X射线光谱学。X射线透射学的研究対象有人体,工件等，用它的强透射性为人体诊断伤病、用于探测工件内部的缺陷等。X射线衍射学是根据衍射花样,在波长己知的情况下测定品体结构，研究与结构和结构变化的相关的各种问题。X射线光谱学是根据衍射花样,在分光品体结构已知的情况下，测定各种物质发出的X射线的波长和强度，从而研究物质的原了结构和成分。2.分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？(1)用CuK.X射线激发CuK.荧光辐射；(2)用CuKPX射线激发CuKa荧

2、光辐射；(3)用CuKaX射线激发CuL。荧光辐射。答：根据经典原子模型，原子内的电子分布在一•系列量子化的壳层上，在稳定状态下，每个壳层有一定数量的电子，他们有一定的能量。最内层能量最低，向外能量依次增加。根据能量关系，M、K层之间的能量差大于L、K成之间的能量差，K、L层之间的能量差大于M、L层能量差。由丁•释放的特征谱线的能量等于壳层间的能量差，所以KI3的能最大于Ka的能最，岛能最人于I』的能量。因此在不考虑能量损失的情况下：(1)CuKa能激发CuKa荧光辐射；(能量相同)(2)CuKf3能激发CuKa荧光辐射；(Kf3>Ka)(3)CuK

3、a能激发CuLa荧光辐射；(Ka>la)3.什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”？答：(V)当X射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产牛受迫振动，受迫振动产生交变电磁场，其频率与入射线的频率相同，这种由于散射线与入射线的波长和频率-•致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。⑵当X射线经束缚力不大的电子或口由电子散射后，可以得到波长比入射X射线长的X射线，且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。⑶一个具有足够能量的X射线光子从原子内部打出一个K电子，当外层电子来填

4、充K空位时，将向外辐射K系x射线，这种由x射线光了激发原了所发生的辐射过程，称荧光辐射。或二次荧光。⑷指x射线通过物质时光子的能最大于或等于使物质原子激发的能最，如入射光子的能量必须等于或大于将K电子从无穷远移至K层时所作的功W,称此时的光子波长入称为K系的吸收限。⑸当原子中K层的一个电子被打出后，它就处于K激发状态，其能量为Ex如果一个L层电子来填充这个空位，K电离就变成了L电离，其能由Ek变成El,此吋将释Ek-El的能量，可能产主荧光x射线，也可能给予L层的电子，使具脱离原子产牛二次电离。即K层的一个空位被L层的两个空位所替代，这种现彖称俄歇效

5、应。1.产生X射线需具备什么条件?答：实验证实:在高真空中，凡高速运动的电子碰到任何障碍物时，均能产牛X射线，对于其他带电的基木粒了也有类似现象发生。电子式X射线管中产牛X射线的条件可归纳为：1,以某种方式得到一定量的自由电子；2,在高真空屮，在高压电场的作用下迫使这些电子作定向高速运动；3,在电子运动路径上设障碍物以急剧改变电子的运动速度。2.特征X射线与荧光X射线的产生机理有何异同？某物质的K系荧光X射线波长是否等于它的K系特征X射线波长？答：特征X射线与荧光X射线都是由激发态原子中的高能级电子向低能级跃迁时，多余能量以X射线的形式放出阳形成的。

6、不同的是：高能电子轰击使原子处于激发态，高能级电子回迁释放的是特征X射线；以X射线轰击，使原子处于激发态，高能级电子回迁释放的是荧光X射线。某物质的K系特征X射线与其K系荧光X射线具有相同波长。。14.试简要总结由分析简单点阵到复杂点阵衍射强度的整个思路和要点。答:在进行品体结构分析时，重要的是把握两类信息，笫一类是衍射方向，即0角，它在X一定的情况下取决于晶面间距d。衍射方向反映了晶胞的人小和形状因素，可以利用布拉格方程来描述。第二类为衍射强度，它反映的是原子种类及其在晶胞中的位置。简单点阵只由一种原了组成，每个晶胞只有一个原了，它分布在晶胞的顶角

7、上，单位品胞的散射强度相当于一个原子的散射强度。复杂点阵品胞中含有n个相同或不同种类的原子，它们除占据单胞的顶角外，还可能出现在体心、面心或其他位置。复杂点阵的衍射波振幅应为单胞中各原子的散射振幅的合成。山于衍射线的相互干涉，某些方向的强度将会加强，而某些方向的强度将会减弱甚至消失。这样就推导出复杂点阵的衍射规律——称为系统消光（或结构消光）。15.试述原子散射因数f和结构因数FHKlf的物理意义。结构因数与哪些因素有关系？答：原子散射因数:仁Ah/Af—个原子所有电子相干散射波的合成振幅/一个电子相T散射波的振幅，它反映的是一个原子屮所有电子散射

8、波的合成振幅。结构因数：Fhkl=FhklFhkl=fjcos2兀(Hxj+Kyj+Lz7)]+^fjsi