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(完整word版)材料研究与测试方法期末完整总结
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XRD
1、连续 X 射线谱与特色 X射线谱产生的机理
连续 X 射线谱 : 从阴极发出的电子经高压加快抵达阳极靶材时, 因为单位
时间内抵达的电子数目极大, 并且达到靶材的时间和条件各不相同, 并且大多
数电子要经过多次碰撞,能量逐渐损失去,因此出现连续变化的波长谱。
特色 X 射线谱 : 从阴极发出的电子在高压加快后,假如电子的能量足够大
而将 阳极靶原子中内层电子击出留下空位,原子中其余层电子就会跃迁以填
补该空位,同时将剩余的能量以 X 射线光子的形式开释出来, 结果获取拥有固
定能量,频次或固定波长的特色 X 射线。
书上答:原子系统中的电子遵照刨利不相容原理不连续的散布在 K、L、M、
N等,不同能级的壳层上,并且按能量最低原理从里到外逐层填补。当外来的高
速度的粒子动能足够大时,能够将壳层中某个电子击出去,于是在本来的地点
出现空位,原子系统的能量高升,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,即特色 X 射线
2、 X 射线谱的种类?各自的特色?
两种种类:连续 X 射线谱和特色 X 射线谱
连续 X 射线谱:拥有从某一个最短波长(短波极限)开始的连续的各样波长
的 X 射线。它的强度随管电压 V、管电流 i 和阳极资料原子序数 Z 的变化而变化。指 X 射线管中发出的一部分包含各样波长的光的光谱。从管中开释的电子与阳
极碰撞的时间和条件各不相同,绝大部分电子要经历多次碰撞,产生能量各不相同的辐射,所以出现连续 X 射线谱
特色 X 射线谱:也称表记 X 射线谱,它是由若干特定波长而强度很大的谱线
构成的,这类谱线只有当管电压超出必定数值 Vk( 激发电压 ) 时才能产生,而这类谱线的波长与 X 射线管的管电压、管电流等工作条件没关,只取决于阳极材
料,不同元属制成的阳极将发出不同波长的谱线,并称为特色X 射线谱
3、 X 射线相关散射与非相关散射现象
相关散射:当 X 射线与原子中约束较紧的内层电子相撞时,电子振动时向
周围发射电磁波的散射过程。(这些散射波之间复合振动方向相同、 频次相同、
位相差恒定的光的干预条件,所以能够发生干预作用)
非相关散射:当 X 射线光子与约束不大的外层电子或价电子或金属晶体中
的自由电子相撞时的散射过程。
4、 光电子、荧光 X射线以及俄歇电子的含义
光电效应:以光子激发原子所发生的激发和辐射过程。
光电子:光电效应中由光子激发所产生的电子(或入射光量子与物质原子中
电子相互碰撞时被激发的电子) 。
荧光 X 射线(二次特色 X 射线):由 X 射线激发所产生的特色 X 射线。
俄歇电子:原子外层电子跃迁填补内层空位后开释能量并产生新的空位,这
些能量被包含空位层在内的邻近原子或较外层电子汲取,受激发逸出原子的电
子叫做俄歇电子。
5、 短波限、汲取限
短波限: X 射线管不同管电压下的连续谱存在的一个最短波长值。
汲取限:把一特定壳层的电子击出所需要的入射光最长波长。
6、 X 射线与物质的如何相互作用的,产生那些物理现象?
射线与物质的作用是经过 X 射线光子与物质的电子相互碰撞而实现的。
与物质作用后会产生 X 射线的散射(弹性散射和非弹性散射) ,X 射线的汲取,
光电效应与荧光辐射等现象
7、晶面及晶面间距
晶面:在空间点阵中能够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,各平面的节点散布状况完整相同,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。
8、晶面间距与点阵常数之间的关系 ( 掌握立方晶系的 ) 。
dhkl=a/sqrt(h2+k2+l2)
9、什么叫 X 射线的衍射?布拉格方程的表达式?各字母的含义?意
义?极限条件?应用?
1 )当一束 X 射线照耀到晶体上,晶体中各个原子对
涉叠加的现象叫 X 射线的衍射。
X 射线的相关散射波干
)布拉格方程两种表达 1) 一般形式:2dsin θ=nλ 2) 标准形式:2dHKLsin
=λ
3 )此中 d 为晶面间距,(HKL)为衍射指数,θ为半衍射角,λ为 X 射线波
长, n 为整数,称衍射级数。
)意义:仅当射向相邻原子面上的入射光程差为波长λ的整数倍时,相邻晶面的反射波才能干预增强形成衍射线,产生衍射
)极限条件:(2 个)
1 、2dsin
θ=nλ
=sin
θ =nλ/(2d)
≤ 1
= n
≤2d/ λ
当入射线的
波长和衍射面选定此后, d 和λ的值都定了,可能有的衍
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