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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料现代分析方法,周玉第一章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射线透射学的研究对象有人体，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，在波长已知的情况下测定晶体结构，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，在分光晶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，从而研究物质的原子结构和成分。2.试计算当管电压为50k
2、V时，X射线管中电子击靶时的速度与动能，以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少？解：已知条件：U=50kV电子静止质量：m0=10-31kg光速：c=108m/s电子电量：e=10-19C普朗克常数：h=电子从阴极飞出到达靶的过程中所获得的总动能为：E=eU=10-19C50kV=10-18kJ由于E=1/2m0v02所以电子击靶时的速度为：v0=(2E/m0)1/2=106m/s所发射连续谱的短波限0的大小仅取决于加速电压：012400/U(伏)?辐射出来的光子的最大动能为：E0hvhc/010-15J3.说明为什么对于同一材料其KhVkkhVkk能量以X射线的形式放出而形成的。不
3、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。6.连续谱是怎样产生的？其短波限与某物质的吸收限有何不同？答：当X射线管两极间加高压时，大量电子在高压电场的作用下，以极高的速度向阳极轰击，由于阳极的阻碍作用，电子将产生极大的负加速度。根据经典物理学的理论，一个带负电荷的电子作加速运动时，电子周围的电磁场将发生急剧变化，此时必然要产生一个电磁波，或至少一个电磁脉冲。由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不可能相同，因而得到的电磁波将具有连续的各种波长，
4、形成连续X射线谱。在极限情况下，极少数的电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子，这个光量子便具有最高能量和最短的波长，即短波限。连续谱短波限只与管压有关，当固定管压，增加管电流或改变靶时短波限不变。原子系统中的电子遵从泡利不相容原理不连续地分布在K,L,M,N等不同能级的壳层上，当外来的高速粒子的动能足够大时，可以将壳层中某个电子击出原子系统之外，从而使原子处于激发态。这时所需的能量即为吸收限，它只与壳层能量有关。即吸收限只与靶的原子序数有关，与管电压无关。7.试计算钼的K激发电压，已知钼的K。欲用Mo靶X光管激发Cu的荧光X射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射波长
5、是多少？解：(1)由公式K/UK，对钼UK/K/=20(kV)Uk=10-34108/(10-1910-10)=(kV)0=/Uk(nm)=/(nm)=(nm)其中h为普郎克常数，其值等于10-34；c为光速，等于108m/s；e为电子电荷，等于10-19c;Mo的=10-10故需加的最低管电压应(kV)，所发射的荧光辐射波长是。射线与物质相互作用有哪些现象和规律？利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作,有哪些实际应用？X射线照射固体物质，可产生散射X射线、光电效应、俄歇效应等光电效应：当入射X射线光子能量大于等于某一阈值时，可击出原子内层电子，产生光电效应。应用：光电效应产生光电子，是X
6、射线光电子能谱分析的技术基础。光电效应使原子产生空位后的退激发过程产生俄歇电子或X射线荧光辐射是X射线激发俄歇能谱分和X射线荧光分析方法的技术基础。二次特征辐射：当高能X射线光子击出被照射物质原子的内层电子后，较外层电子填其空位而产生了次生特征X射线。应用：X射线散射时，产生两种现象：相干散射和非相干散射。相干散射是X射线衍射分析方法的基础。9.计算lmm厚的Pb对MoK的透射因数。解：透射因数I/I0=e-mx其中m：质量吸收系数/cm2g-1，：密度/gcm-3x：厚度/cm，本题Pb=，x=对MoK，查表得m=141cm2g-1，其透射因数：I/I0=e-mx=e-141=e-70=?1
7、0?1210.试计算含WC，Wcr4，Ww18的高速钢对MoK辐射的质量吸收系数。解：m=1m1+2m2+imi1,2i为各元素的质量百分数，而为组分元素数目。查表得C=，2Cr=，m2mi为各元素的质量吸收系数，ig-1，W=，2Fe=。m=418=11.画出Fe2B在平行于上的部分倒易点。Fe2B属正方晶系，点阵参数a=b=,c=。12.为什么衍射线束的方向与晶胞的形状和大小有关？答：由干涉指数表达的布拉格方程2dhklsin=n可知，它反映了衍射线束的方向、波长与晶面间距d之间的关系，而晶胞参数决定着晶面间距，所以衍射线束的方向与晶胞的形状和大小有关。辐射照射Ag样品，测得第一衍射峰的位
8、置2=38，试求Ag样品第一衍射峰的d值和Ag的点阵常数。解：根据布拉格方程：2dsin=。由于Ag属于面心立方点阵，根据面心立方点阵的消光规律：HKL同奇同偶不消光，可知：其第一衍射峰为衍射。由面心立方晶格的晶面间距公式1/d2HKL=(H2+K2+L2)/a2；所以Ag的点阵常数a=*/2*sin1914.试用厄瓦尔德图解来说明德拜衍射花样的形成。答：样品中各晶粒的同名面倒易点集合成倒易球面，倒易球与反射球相交为一圆环。晶粒各同名面的衍射线以入射线为轴、2为半锥角构成衍射圆锥。不同面的衍射角2不同，构成不同的衍射圆锥，但各衍射圆锥共顶。用卷成圆柱状并与样品同轴的底片记录衍射信息，获得的衍射
9、花样是衍射弧。15.试述原子散射因数f和结构因数FHKL2的物理意义。结构因数与哪些因素有关系?答：式中结构振幅FHKL=Ab/Ae=一个晶胞的相干散射振幅/一个电子的相干散射振幅结构因数表征了单胞中原子种类，原子数目，位置对晶面方向上衍射强度的影响。结构因数只与原子的种类以及在单胞中的位置有关，而不受单胞的形状和大小的影响。16.当体心立方点阵的体心和顶点原子种类不同时，关于H+K+L=偶数时，衍射存在，奇数时，衍射相消的结论是否仍成立？答：所谓体心立方，是点阵型式的一种。每个由晶体结构抽出的点阵点,一是要满足点阵的定义，二是要求在晶体结构中所处的环境一致。氯化铯晶胞中，顶点(氯离子)和体心
10、本身和环境均不相同，所以二者不能同时作为点阵点，因此当然不能是体心立方点阵。只能将其中同一类的离子位置看成点阵点，这样每个点阵点是完全一样的，才符合点阵定义。这时的点阵型式是简单立方。每个点阵点所代表的内容均是一个氯离子和一个铯离子。17.在试用简单立方结构的物质所摄得的粉末图样上，确定其最初三根线条的2与晶面指数。入射用Cu-K。解：由于简单立方的消光规律是：HKL为任意整数时都能产生衍射，所以其最初三根线条的晶面指数为、和；根据晶面间距公式d=a/(H2+K2+L2)1/2；d(100)=；d(110)=；d(111)=；又根据布拉格方程：2dsin=，得到：sin=/2d；所以(100)
11、=，2(100)=；(110)=，2(110)=；(111)=，2(111)=。18.写出简单P点阵，体心I点阵，面心F点阵的系统消光规律以及他们第一条衍射线的干涉指数。答：点阵类型产生系统消光第一条衍射线的干涉指数简单P点阵无体心I点阵H+K+L为奇数面心F点阵HKL奇偶混杂底心点阵HK奇偶混杂1、埃利斑由于光的波动性，光通过小孔发生衍射，明暗相间的条纹衍射的图样，条纹间距随小孔尺寸的变大，衍射的图样的中心有最大的亮斑，称为埃利斑。2、差热分析是在程序的控制条件下，测量在升温、降温或恒温过程中样品和参比物之间的温差。3、差示扫描量热法是在程序控制条件下，直接测量样品在升温、降温或恒温过程中所
12、吸收的或放出的热量。4、倒易点阵是由晶体点阵按照一定的对应关系建立的空间点阵，此对应关系可称为倒易变换。5、干涉指数在晶面组同一空间方位，设若有晶面间距为dhkl/n的晶面组即记为干涉指数。6、干涉面简化布拉格方程所引入的反射面。7、景深当像平面固定时能在像清晰地范围内，允许物体平面沿透镜轴移动的最大距离。8、焦长固定样品的条件下，像平面沿透镜主轴移动时能保持物象清晰的距离范围。9、晶带晶体中，与某一晶向【uvw】平行的所有晶面属于同一晶带，称为晶带10、射线若K层产生空位，其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射，其中有L层电子跃迁产生的K系特征辐射称为Ka.11、数值孔径子午光线
13、能进入或离开纤芯的最大圆锥的半顶角之余弦，乘以圆锥顶所在介质的折射率。12、透镜分辨率用物理学方法(如光学仪器)能分清两个密切相邻物体的程度13衍射衬度由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度成为衍射衬度。14射线若K层产生空位，其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射，其中有L层电子跃迁产生的K系特征辐射称为Ka.15质厚衬度由于样品不同区间存在原子序数或厚度的差异而形成的非晶体样品投射电子显微图像衬度，即质量衬度，简称质厚衬度。16质谱是离子数量对质荷比的分布，以质谱图或质谱表的形式的表达。一、判断题1）、埃利斑半径与照明光源波长成反比，与透镜数值孔径成正比。14）、产生特征x射线的
14、前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发态。5）、倒易点阵中的一个点代表的是正点阵中的组晶面。11）、电子衍射只适于材料表层或或薄膜样品的结构分析。17）、电子衍射和x射线衍射一样必须严格符合布拉格方程。12）、凡物质受热时发生质量变化的物理或化学变化过程，均可用热重法分析、研究。13）、激发电位较低的谱线都比较强，激发电位高的谱线都比较弱。2）孔径角与物镜的有效直径成正比，与焦点的距离成反比。3）、NA值越大，照明光线波长越长分辨率就越高。9）、能提高透射电镜成像衬度的可动光阑是第二聚光镜光阑。6）、透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和像差两因素影响。10）、透射电子显微镜中可以消除的像差是球差。8）、已知x光管是铜靶,应选择的滤波片材料是钴。15）、x射线物相定性分析可知被测材料中有哪些物相，而定量分析可知这些物相的含量有什么成分。4）、有效放大倍数与仪器可以达到的放大倍数不同，前者取决于仪器分辨率和人眼分辨率，而后者仅仅是仪器的制造水平。7）、影响点阵常数精度的关键因素是sin，当角位于低角度时，若存在一的测量误差，对应的sin的误差范围很小。16）、有效放大倍数与仪器可以达到的放大倍数不同，前者取决
