(完整版)材料分析方法部分课后习题答案.pdf

第一章 X 射线物理学基础 2、若X 射线管的额定功率为1.5KW，在管电压为35KV 时，容许的最大电流是多少？ 答：1.5KW/35KV=0.043A。 4、为使Cu 靶的Kβ线透射系数是Kα 线透射系数的1/6，求滤波片的厚度。 答：因X 光管是Cu 靶，故选择Ni 为滤片材料。查表得：μ m α ＝49.03cm2 ／g，μ mβ ＝290cm2 ／g， 有公式， ， ，故： ，解得:t=8.35um t 6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激 发出的荧光辐射的波长是多少？ 答：eVk=hc/λ Vk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv) λ 0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm) 其中 h 为普郎克常数，其值等于6.626×10-34 e 为电子电荷，等于1.602×10-19c 故需加的最低管电压应≥17.46(kv)，所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。 7、名词解释：相干散射、不相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应 答：⑴ 当χ 射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，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 率一致，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χ 射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ 射线长的χ 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χ 射线光子从原子内部打出一个K 电子，当外层电子来填充K 空 位时，将向外辐射K 系χ 射线， 这种由χ 射线光子激发原子所发生的辐射过程，称荧光 辐射。或二次荧光。 ⑷ 指χ 射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量，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λ 称为 K 系的吸收限。 ⑸原子钟一个K 层电子被光量子击出后，L 层中一个电子跃入K 层填补空位，此时多余的 能量使L 层中另一个电子获得能量越出吸收体，这样一个K 层空位被两个L 层空位代替的 过程称为俄歇效应。 第二章 X 射线衍射方向 2、下面是某立方晶第物质的几个晶面，试将它们的面间距从大到小按次序重新排列： （123），（100），（200），（311），（121）， （111），（210），（220），（130），（030）， （221），（110）。 答：立方晶系中三个边长度相等设为a，则晶面间距为d=a/ 则它们的面间距从大小到按 次序是：（100）、（110）、（111）、（200）、（210）、（121）、（220）、（221）、（030 ）、 （130）、（311）、（123）。 4、α-Fe 属立方晶体，点阵参数a=0.2866 。如用CrKαX 射线（λ=0.2291mm）照射，试 求（110）、（200）及（211）可发生衍射的掠射角。 答：立方晶系的晶面间距： = a / ，布拉格方程：2dsinθ =λ ，故掠射角θ =arcsin （λ /2 ）, 由以上公式得： 2d(110)sinθ 1=λ ，得θ 1=34.4°，同理θ 2=53.1°，θ 3=78.2° 。 6、判别下列哪些晶面属于[111]晶带：（110），（231），（231），（211），（101），（133）， （112），（132），（011 ），（212）。 答：（110）、（231）、（211）、（112）、（101）、（011）属于[111]晶带。因为它们符合晶带 定律公式：hu+kv+lw=0 7、试计算（311）及（132）的共同晶带轴。 答：由晶带定律：hu+kv+lw=0，得：-3u+v+w=0 (1) , -u-3v+2w=0 (2) ,联立两式解得： w=2v, v=u, 化简后其晶带轴为：[112]。 第三章 X 射线衍射强度 1、用单色X 射线照射圆柱柱多晶体试样，其衍射线在空间将形成什么图案？为摄取德拜 图相，应当采用什么样的底片去记录？ 答：当单色X 射线照射圆柱柱多晶体试样时，衍射线将分布在一组以入射线为轴的圆锥而