材料现代分析方法期末考试题与答案.doc

1．名词解释： 相干散射（汤姆逊散射）：入射线光子与原子内受核束缚较紧的电子（如内层电子）发生弹性碰撞作用，仅其运动方向改变而没有能量改变的散射。又称弹性散射； 不相干散射（康普顿散射）：入射线光子与原子内受核束缚较弱的电子（如外层电子）或晶体中自由电子发生非弹性碰撞作用，在光子运动方向改变的同时有能量损失的散射。又称非弹性散射； 荧光辐射：物质微粒受电磁辐射激发（光致激发）后辐射跃迁发射的光子（二次光子）称为荧光或磷光，吸收一次光子与发射二次光子之间延误时间很短（10-8~10-4s）称荧光，延误时间较长（10-4~10s）则为磷光；（有待确定） 俄歇效应：如原子的退激发不以发射X射线的方式进行则将以发射俄歇电子的德方式进行，此过程称俄歇过程或俄歇效应； 吸收限：当入射X射线光子能量达到某一阈值可击出物质原子内层电子时，产生光电效应。与此能量阈值相应的波长称为物质的吸收限。为了晶带：晶体中平行于同一晶向的所有晶面的总体 干涉面：晶面间距为dHKL/n、干涉指数为nh、 nk、 nl的假想晶面称为干涉面 X射线散射： X射线衍射： X射线反射： 结构因子：晶胞沿（HKL）面反射方向的散射波即衍射波FHKL是晶胞所含各原子相应方向上散射波的合成波，表征了晶胞的衍射强度； 多重因子：通常将同一晶面族中等同晶面组数P称为衍射强度的多重性因数。 罗仑兹因子： 系统消光：因︱F︱2=0而使衍射线消失的现象称为系统消光。 2．讨论下列各组概念中二者之间的关系： 1）同一物质的吸收谱和发射谱； 答：当构成物质的分子或原子受到激发而发光，产生的光谱称为发射光谱，发射光谱的谱线与组成物质的元素及其外围电子的结构有关。吸收光谱是指光通过物质被吸收后的光谱，吸收光谱则决定于物质的化学结构，与分子中的双键有关。 2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。 答：可以选择λK刚好位于辐射源的Kα和Kβ之间的金属薄片作为滤光片，放在X射线源和试样之间。这时滤光片对Kβ射线强烈吸收，而对Kα吸收却少。 3．X射线的本质是什么？ 答：X射线是一种电磁波，有明显的波粒二象性X射线管的材料？ 答：选择λK刚好位于辐射源的Kα和Kβ之间的金属薄片作为滤光片，滤波片是根据靶元素确定的。经验规律：当靶固定后应满足当Z靶40Z片=Z靶–1Z靶≥40时，则Z片=Z靶 –2K系吸收限为λK，应选择靶的Kα波长稍大于并尽量靠近λK，这样不产生荧光，并且吸收又最小。 经验公式：Z靶 ≤Z试样+15．实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe为主要成分的样品，试选择合适的X射线管和合适的滤波片。 答：实验中选择X射线管的原则是为避免或减少产生荧光辐射，应当避免使用比样品中主元素的原子序数大2~6（尤其是2）的材料作靶材的X射线管。 选择滤波片的原则是X射线分析中，在X射线管与样品之间一个滤波片，以滤掉Kβ线。滤波片的材料依靶的材料而定，一般采用比靶材的原子序数小1或2的材料。 以分析以铁为主的样品，应该选用Co或Fe靶的X射线管，同时选用Fe和Mn为滤波片。 6．试画出下列晶向及晶面（均属立方晶系）：[111]，[121]，[21]，（00），[110]，（123），（21）。 答：（晶面），[晶向]，图见书16页 7．下面是某立方晶系物质的几个晶面，试将它们的面间距从大到小按次序重新排列：（12），（100），（200），（11），（121），（111），（10），（220），（130），（030），（21），（110）。 答：，它们的面间距从大到小按次序是：（100）、（110）、（111）、（200）、（10）、（121）、（220）、（21）、（030）、（130）、（11）、（12）。 8．证明（）、（）、（）晶面属于[111]晶带。 答：已知一个晶面 (hkl) 和它所属的晶带[uvw]，根据解析几何中直线与平面的关系，从很容易得到二者之间的关系：hu+kv+lw=0通常把这个关系式称为晶带定律。 [11]晶带：（0），（1），（231），（211），（01），（13），（12），（12），（01），（212）。 答：公式如8题。 10．晶面（110）、（311）、（132）是否属于同一晶带？晶带轴是什么？再指出属于这个晶带的其他几个晶面。 答：公式如8题，貌似题目有问题 11．试计算（11）及（2）的共同晶带轴。 答：公式如8题，[112] 12．试述布拉格公式2dHKLsinθ=λ中各参数的含义，以及该公式有哪些应用？ 答：dHKL表示HKL晶面的面间间距，θ角表示掠过角或布拉格角，即入射X射线或衍射线与面间间的夹角，λ表示入射X射线的波长。 该公式有二个方面用途：（1）已知晶体的d值。通过测量θ，求特征X射线的λ，并通过λ判断产生特征X射