特征X射线谱与连续X射线谱的发射机制的主要区别

现代材料测试技术整理

一衍射2、衍射的基本要素只有三个：即衍射线的峰位、线形、强度。

3、在X射线衍射仪法中，对光源的基本要求是稳定、强度大、光谱纯洁。

4、利用吸收限两边质量吸收系数相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。

5、测量X射线衍射线峰位的方法有七种，它们分别是7/8高度法、峰巅法、切线法、弦中点法、中线峰法、重心法、抛物线法。

7、特征X射线产生的根本原因是原子内层电子的跃迁。

8、X射线衍射仪扫描方式可分连续扫描、步进扫描、跳跃步进扫描三种。

9、X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：连续X射线光谱和特征X射线光谱。

10、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X射线的吸收。

11、用于X射线衍射仪的探测器主要有盖革-弥勒计数管、闪烁计数管、正比计数管、固体计数管，其中闪烁计数管和正比计数管应用较为普遍。

15、当X射线照射到物体上时，一部分光子由于和原子碰撞而改变了前进的方向，造成散射线；另一部分光子可能被原子吸收，产生光电效应；再有部分光子的能量可能在与原子碰撞过程中传递给了原子，成为热振动能量。

2、产生特征X射线的根本原因是什么？内层电子跃迁：阴极发出的电子动能足够大，轰击靶，使靶原子中的某个内层电子打出，使它脱离原来的能级，致使靶原子处于受激态。

此时，原子中较高能级上的电子自发跃迁到该内层空位上，多余的能量变为X射线辐射出。

由于任一原子各个能级间的能量差值都是某些不连续的确定值，该差值转变为X射线的波长必为确定值，即产生特征X射线。

3、简述特征X-射线谱的特点。

特征X-射线谱有称作标识射线，它具有特定的波长，且波长取决于阳极靶元素的原子序数。

5、X射线连续光谱产生的机理。

答：当X射线管中高速电子和阳极靶碰撞时，产生极大的速度变化，就要辐射出电磁波。

由于大量电子轰击阳极靶的时间和条件不完全相同，辐射出的电磁波具有各种不同波长，因而形成了连续X射线谱。

6、X射线所必须具备的条件。

连续x射线和特征x射线的特点

连续x射线和特征x射线的特点连续X射线和特征X射线是物质结构分析中常用的两种X射线技术。

它们有着不同的特点和应用，下面将对它们进行详细解释。

连续X射线是指连续能量范围内的X射线，它的能量分布连续而不是以离散的形式存在。

这种连续能量分布是由于X射线产生过程中的电子与物质相互作用而产生的。

连续X射线的特点是能量范围广，可以覆盖大部分物质的吸收边界。

在物质结构分析中，连续X射线常用于测量样品的吸收光谱，从而获得样品的吸收边界信息。

通过分析连续X射线的吸收边界位置和形状，可以推断出样品的化学成分和结构信息。

连续X射线广泛应用于材料科学、地质学、生物医学等领域，用于研究和分析各种不同类型的样品。

特征X射线是指由物质中的特定原子产生的一系列离散能量的X射线。

这些特征X射线是由于X射线与物质中的原子相互作用而产生的。

每种元素都有其独特的特征X射线能量，因此特征X射线可以用于确定样品中存在的元素种类和含量。

特征X射线的特点是能量离散，可以准确地确定样品中不同元素的存在。

在物质结构分析中，特征X射线常用于X射线衍射和X射线荧光分析等技术中。

通过测量样品衍射峰的位置和强度，或者测量样品的X射线荧光光谱，可以得到样品的晶体结构信息和元素组成信息。

特征X射线广泛应用于材料科学、化学分析、环境监测等领域，用于研究和分析各种不同类型的样品。

总结起来，连续X射线和特征X射线在物质结构分析中具有不同的特点和应用。

连续X射线能够提供样品的吸收边界信息，从而推断样品的化学成分和结构信息；而特征X射线则可以准确地确定样品中不同元素的存在，用于获得样品的晶体结构和元素组成信息。

这两种X射线技术在材料科学、化学分析等领域中都有广泛的应用，对于研究和分析各种不同类型的样品都起着重要的作用。

材料现代分析方法试题库

材料现代分析方法试题库一、填空1、第一个发现X射线的科学家是，第一个进行X射线衍射实验的科学家是。

2、X射线的本质是，其波长为。

3、X射线本质上是一种______________，它既具有_____________性，又具有____________性，X射线衍射分析是利用了它的__ ____________。

4、特征X射线的波长与和无关。

而与有关。

5、X射线一方面具有波动性，表现为具有一定的，另一方面又具有粒子性，体现为具有一定的，二者之间的关系为。

6、莫塞来定律反映了材料产生的与其的关系。

7、从X射线管射出的X射线谱通常包括和。

8、当高速的电子束轰击金属靶会产生两类X射线，它们是_____________和_____________，其中在X射线粉末衍射中采用的是____ _______ 。

9、特征X射线是由元素原子中___________引起的，因此各元素都有特定的___________和___________电压，特征谱与原子序数之间服从_____ ______定律。

10、同一元素的入Kα1、入Kα2、入Kβ的相对大小依次为___________；能量从小到大的顺序是_______________。

(注：用不等式标出)11、X射线通过物质时，部分X射线将改变它们前进的方向，即发生散射现象。

X 射线的散射包括两种：和。

12、hu+kv+lw=0关系式称为______________ ,若晶面(hkl)和晶向[uvw]满足该关系式，表明__________________________________ 。

15、倒易点阵是由晶体点阵按照式中，为倒易点阵基矢，为正点阵基矢的对应关系建立的空间点阵。

在这个倒易点阵中，倒易矢量的坐标表达式为，其基本性质为。

14、X射线在晶体中产生衍射时，其衍射方向与晶体结构、入射线波长和入射线方位间的关系可用_ _____ ______、____ ___________、________________和____________________四种方法来表达。

材料研究与测试方法复习题答案版

复习题一、名词解释=0而使衍射线有规律消失的现象称为系统消光。

1、系统消光: 把由于FHKL2、X射线衍射方向: 是两种相干波的光程差是波长整数倍的方向。

3、Moseley定律：对于一定线性系的某条谱线而言其波长与原子序数平方近似成反比关系。

4、相对强度：同一衍射图中各个衍射线的绝对强度的比值。

5、积分强度：扣除背影强度后衍射峰下的累积强度。

6、明场像暗场像：用物镜光栏挡去衍射束，让透射束成像，有衍射的为暗像，无衍射的为明像，这样形成的为明场像；用物镜光栏挡去透射束和及其余衍射束，让一束强衍射束成像，则无衍射的为暗像，有衍射的为明像，这样形成的为暗场像。

7、透射电镜点分辨率、线分辨率：点分辨率表示电镜所能分辨的两个点之间的最小距离；线分辨率表示电镜所能分辨的两条线之间的最小距离。

8、厚度衬度:由于试样各部分的密度(或原子序数)和厚度不同形成的透射强度的差异；9、衍射衬度：由于晶体薄膜内各部分满足衍射条件的程度不同形成的衍射强度的差异；10相位衬度：入射电子收到试样原子散射，得到透射波和散射波，两者振幅接近，强度差很小，两者之间引入相位差，使得透射波和合成波振幅产生较大差异，从而产生衬度。

11像差：从物面上一点散射出的电子束，不一定全部聚焦在一点，或者物面上的各点并不按比例成像于同一平面，结果图像模糊不清，或者原物的几何形状不完全相似，这种现象称为像差球差：由于电磁透镜磁场的近轴区和远轴区对电子束的汇聚能力不同造成的像散：由于透镜磁场不是理想的旋转对称磁场而引起的像差色差：由于成像电子的波长（或能量）不同而引起的一种像差12、透镜景深：在不影响透镜成像分辨本领的前提下，物平面可沿透镜轴移动的距离13、透镜焦深：在不影响透镜成像分辨本领的前提下，像平面可沿透镜轴移动的距离14、电子衍射：电子衍射是指当一定能量的电子束落到晶体上时，被晶体中原子散射，各散射电子波之间产生互相干涉现象。

它满足劳厄方程或布拉格方程，并满足电子衍射的基本公式Lλ=Rd L是相机长度，λ为入射电子束波长，R是透射斑点与衍射斑点间的距离。

材料分析测方法

2、吸收限的应用---X射线滤波片的选择
需要：kα
存在：kα、Kβ
连续谱
滤波片：可获得
单色光
滤波片的选择规律：
1、Z靶＜40时，Z滤＝Z靶-1；
2、Z靶＞40时，Z滤＝Z靶-2
滤波片
1、滤波片越厚，X射线强度损失越大
2、表1-2。按表中厚度制作的波滤片，滤波后Kβ/Kα的强度比为1/600。
3、当Kα强度被衰减到原来的一半时，Kβ/Kα的强度比将由原来的1/5降为滤波后的1/500左右
在X射线分析中，我们一般选用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱα谱线作为X射线源
当K电子被打出K层时，如L层电子来填充K空位时，则产生Kα辐射。此X射线的能量为电子跃迁前后两能级的能量差，即
Kα双线的产生与原子能级的精细结构相关。L层的8个电子的能量并不相同，而分别位于三个亚层上。Kα双线系电子分别由LⅢ和LⅡ两个亚层跃迁到K层时产生的辐射，而由LI亚层到K层因不符合选择定则（此时Δl＝0），因此没有辐射。
四、本课程与其他课程的关系
本门课程是以高等数学、大学物理、无机及分析化学、有机化学、物理化学、晶体学等课程为基础的，因此，学好这些前期课程是学好材料现代分析测试方法的前提。
同时，材料现代分析测试方法又为后续专业课程如材料合成与制备方法、陶瓷、功能材料、高分子材料等打下基础。
X射线衍射分析
X射线物理基础
特征X射线谱
4、K系特征谱
K系特征谱：Kα、Kβ……
Kα：Kα1、Kα2
5、λ与Z的关系
莫色莱定律
1．名词解释：相干散射、不相干散射、吸收限。
2．X射线产生的基本条件是什么？X射线的本质是什么？
3．连续X射线的特点？
4．如何选用滤波片的材料？

材料分析技术作业题(含答案)

1、名词解释：(1)物相:在体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分称为“相”。

在这里，更明白的表述是：成分和结构完全相同的部分才称为同一个相。

(2)K系辐射：处于激发状态的原子有自发回到稳定状态的倾向，此时外层电子将填充内层空位，相应伴随着原子能量的降低。

原子从高能态变成低能态时，多出的能量以X射线形式辐射出来。

当K电子被打出K层时，原子处于K激发状态，此时外层如L、M、N……层的电子将填充K层空位，产生K系辐射。

(3)相干散射：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(4)非相干散射:X射线经束缚力不大的电子(如轻原子中的电子)或自由电子散射后，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。

(5)荧光辐射：处于激发态的原子，要通过电子跃迁向较低的能态转化，同时辐射岀被照物质的特征X射线，这种由入射X射线激发出的特征X射线称为二次特征X射线即荧光辐射。

(6)吸收限:激发K系光电效应时，入射光子的能量必须等于或大于将K电子从K层移至无穷远时所作的功WK,即将激发限波长入K和激发电压VK联系起来。

从X射线被物质吸收的角度，则称入K为吸收限。

(7) ^俄歇效应：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EK如果一个L层电子来填充这个空位，K电离就变成L电离，其能量由EK变成EL，此时将释放EK-EL的能量。

释放出的能量，可能产生荧光X 射线，也可能给予L层的电子，使其脱离原子产生二次电离。

即K层的一个空位被L层的两个空位所代替，这种现象称俄歇效应.2、特征X射线谱与连续谱的发射机制之主要区别？特征X射线谱是高能级电子回跳到低能级时多余能量转换成电磁波。

连续谱：高速运动的粒子能量转换成电磁波。

3、计算0.071nm(MoKQ和0.154nm(CuK a的X射线的振动频率和能量4、x射线实验室用防护铅屏，若其厚度为1mm，试计算其对Cuk a Mok a辐射的透射因子(I透射/I入射)各为多少？第二章1. 名词解释：晶面指数：用于表示一组晶面的方向，量出待定晶体在三个晶轴的截距并用点阵周期a,b,c度量它们，取三个截距的倒数，把它们简化为最简的整数h,k,l，就构成了该晶面的晶面指数。

特征X射线谱与连续X射线谱的发射机制的主要区别

1．特征X射线谱与连续X射线谱的发射机制的主要区别
2．试述相干散射和非相干散射的特点
相干散射因为是相干波所以可以干涉加强.只有相干散射才能产生衍射,所以相干散射是X射线衍射基础
不相干散射因为不相干散射不能干涉加强产生衍射,所以不相干散射只是衍射的背底
3．什么是俄歇效应，其在材料分析中有何用途
4．
4.为什么特征X射线的产生存在一个临界激发电压？X射线管的工作电压与其靶材的临界激发电压有什么关系
5.什么是光电效应？在材料分析中的应用
6.推导布拉格方程，并说明各参数的含义
7.衍射线在空间的方位取决于什么？而衍射线的强度又取决于什么
8.说明原子散射因数f、结构因数F的物理意义。

连续x射线谱和特征x射线谱产生机理

连续x射线谱和特征x射线谱产生机理X射线是一种电磁波，具有很短的波长和高能量，因此在与物质相互作用时，能够产生一系列特殊的现象，如散射、吸收、荧光等。

其中，X射线的谱线是研究物质结构和成分的重要工具之一。

在X射线谱线中，连续谱和特征谱是两种主要的谱线类型。

本文将介绍这两种谱线的产生机理及其应用。

一、连续X射线谱的产生机理连续X射线谱是指由电子束撞击金属靶时，产生的X射线谱线。

这种谱线具有连续的能量分布，没有明显的峰值。

其产生机理如下：当高速电子束撞击金属靶时，电子与原子核发生弹性碰撞，使得靶原子的电子被激发。

这些激发态电子可以通过辐射跃迁回到基态，放出能量为光子的形式，即X射线。

由于激发态电子的能量可以在一定范围内变化，因此产生的X射线也具有连续的能量分布。

这就是连续X射线谱的产生机理。

连续X射线谱在物质分析中有广泛的应用。

通过测量连续X射线谱的能量分布，可以得到物质中电子的结合能，进而确定物质的成分和晶体结构等信息。

因此，连续X射线谱是一种非常有用的分析技术。

二、特征X射线谱的产生机理特征X射线谱是指由电子束撞击特定原子时，产生的X射线谱线。

这种谱线具有明显的能量峰值，其产生机理如下：当高速电子束撞击原子时，电子与原子核发生弹性碰撞，使得原子内的某个内层电子被击出。

这时，外层电子会跃迁到内层电子的空穴位置，放出能量为光子的形式，即特征X射线。

由于不同元素的内层电子结构不同，因此产生的特征X射线具有不同的能量峰值，可以用来确定物质中的元素种类和含量。

特征X射线谱在物质分析中也有广泛的应用。

通过测量特征X射线谱的能量峰值和强度，可以确定物质中的元素种类和含量。

因此，特征X射线谱是一种非常有用的分析技术。

三、连续X射线谱和特征X射线谱的比较连续X射线谱和特征X射线谱是两种常见的X射线谱线。

它们在产生机理和应用方面有以下区别：1. 产生机理不同：连续X射线谱是由电子束撞击金属靶时，产生的X射线谱线；特征X射线谱是由电子束撞击特定原子时，产生的X射线谱线。

连续x射线谱和特征x射线谱产生机理

连续x射线谱和特征x射线谱产生机理自从1895年德国物理学家Roentgen发现x射线以来，x射线技术已经被广泛应用于医学、工业、科学研究等领域。

x射线是一种高能电磁波，可以穿透物质并被吸收或散射。

当x射线穿过物质后，会产生连续x射线谱和特征x射线谱。

本文将详细介绍连续x 射线谱和特征x射线谱的产生机理。

一、连续x射线谱的产生机理当x射线穿过物质时，会与物质中的原子相互作用。

在这个过程中，x射线会被原子的电子吸收并迫使电子从原子的内层跃迁到外层，释放出一定的能量。

这种能量释放会导致x射线的能量减少，从而产生连续x射线谱。

连续x射线谱是指x射线的能量连续分布。

在连续x射线谱中，x射线的能量从高到低连续分布，但是没有明显的能量峰值。

连续x射线谱的产生机理与x射线的能量损失有关。

当x射线进入物质后，会与物质中的电子相互作用，电子会吸收x射线的能量并跃迁到更高的能级。

这个过程中，电子会释放出一部分能量，这部分能量就是x射线的能量损失。

当电子跃迁到一个低能级时，会释放出一定的能量，这部分能量会以x射线的形式被释放出来。

由于电子跃迁的能级是连续的，因此x射线的能量也是连续的，从而产生了连续x射线谱。

二、特征x射线谱的产生机理特征x射线谱是指x射线的能量分布具有明显的能量峰值。

特征x射线谱的产生机理与原子的结构有关。

当x射线穿过物质时，会与物质中的原子相互作用。

在这个过程中，x射线会被原子的电子吸收并迫使电子从原子的内层跃迁到外层，释放出一定的能量。

当电子跃迁回内层时，会释放出一定的能量，这部分能量就是特征x射线。

特征x射线的能量与原子的结构有关，每种元素都有自己的特征x射线能量。

因此，通过测量特征x射线的能量可以确定物质中含有哪些元素。

特征x射线的产生机理可以用壳层结构来解释。

原子的电子分布在不同的壳层中，每个壳层都有不同的能量。

当x射线穿过物质时，会与原子的电子相互作用，迫使电子从内层跃迁到外层，释放出一定的能量。

连续x射线谱和特征x射线谱产生机理

连续x射线谱和特征x射线谱产生机理X射线是一种电磁波，由于其具有穿透力强、能量较高等特性被广泛应用于物质的结构分析、医学成像等领域。

X射线谱是研究X射线特性的重要手段之一，其中连续X射线谱和特征X射线谱是比较重要的两种。

本文将介绍连续X射线谱和特征X射线谱的产生机理以及其应用。

一、连续X射线谱连续X射线谱是指当高速电子与物质相互作用时产生的 X射线谱线没有明显的断裂，而是连续分布在一定范围内的谱线。

这种连续的谱线成为连续X射线谱。

连续X射线谱通常分布在低能区（低于100 keV），其产生机理如下：1. 电子撞击产生连续X射线谱的产生机理中，最主要的是电子撞击产生机理。

当高速电子进入物质，会被物质原子中的电子所吸引，从而发生碰撞。

碰撞过程中，电子能量转移给内层电子，使得电子从内层跃迁到外层能级，同时放出能量，形成X射线。

因为被激发的内层电子需要跃迁到更低的能级才能满足偶数电子规则，所以从内层跃迁到外层会有一定的概率，而且这个概率会随着能量的增加而增加，从而形成连续X射线谱线。

2. 散射产生散射是连续X射线谱的另一种产生机理。

当高能电子或光子穿过物质时，会与物质原子的电子相互作用，形成散射效应。

在这个过程中，散射X射线的能量会落在连续X 射线谱的能量范围内，从而形成连续X射线谱线。

连续X射线谱广泛应用于材料分析和成像，特别是在非破坏性检测和材料表征方面具有广泛应用前景。

二、特征X射线谱特征X射线谱是物质中特定元素的主要产生机理，每个元素都有一组独特的特征X射线能级。

当外界电子激发物质中的电子时，特征X射线谱线能够很明显地在连续谱线上显现出来。

因此特征X射线谱被广泛地用于元素分析。

其产生机理如下：1. 吸收-发射轮换产生特征X射线谱的产生机制是由原子中内层电子受到高能电子或光子的激发而身处激发态。

在激发的过程中，内层电子被强制靠近原子核，由于康普顿效应的存在，小角度的X射线会被散射到较高的角度上，不会抵达探测器。

材料现代分析方法第一章习题答案

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50 kV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=9。

1×10—31kg光速：c=2。

998×108m/s电子电量：e=1。

602×10-19C普朗克常数：h=6.626×10—34J。

s电子从阴极飞出到达靶的过程中所获得的总动能为：E=eU=1.602×10-19C×50kV=8。

01×10-18kJ由于E=1/2m0v02所以电子击靶时的速度为：v0=（2E/m0)1/2=4。

2×106m/s所发射连续谱的短波限λ0的大小仅取决于加速电压：λ0（Å）＝12400/U（伏) ＝0。

248Å辐射出来的光子的最大动能为：E0＝hv＝h c/λ0＝1。

99×10-15J3.说明为什么对于同一材料其λK<λKβ<λKα?答：导致光电效应的X光子能量＝将物质K电子移到原子引力范围以外所需作的功hV k = W k以kα为例：hV kα= E L–E k= W k–W L= hV k–hV L∴h V k > h V kα∴λk<λkα以kβ为例：h V k β= E M–E k= W k–W M=h V k–h V M∴h V k > h V k β∴λk〈λkβE L–E k < E M–E k∴hV kα〈h V kβ∴λkβ〈λkα4。

X射线的发射谱解析

X射线的发射谱实验测得的X射线的发射谱----X射线的波长与强度的关系如图所示。

从图中可以看出，X射线谱是由两部分构成的，一是波长连续变化的部分，称为连续谱，它的最小波长只与外加电压有关；另一部分是具有分立波长的谱线，这部分线状谱线要么不出现，一旦出现，它们的峰所对应的波长位置完全决定于靶材料本身，故这部分谱线称之为特征谱，又称标识谱。

一、连续谱----轫致辐射经典电动力学告诉我们，带电粒子变速运动时伴随着辐射；当带电粒子与原子相碰撞，发生骤然减速时，由此伴随产生的辐射称之为轫致辐射，又称为刹车辐射．由于在带电粒子到达靶子时，在靶核的库仑场的作用下带电粒子的速度是连续变化的，因此辐射的X射线就具有连续谱的性质。

λ，其数值只依赖于外加电压V，实验测到的连续谱存在一个最小波长minλ与外加电而与原子序数Z无关，如图所示。

实验发现，连续谱的最小波长min139140压V 的关系为：式中V 是外加电压，以kV 为单位．由此得到的波长m in λ的单位是nm 。

要解释上式的物理含义，必须要利用光的量子说。

如果一个电子在电场中得到的动能eV E k 1=，当它到达靶子时，它全部能量就转成辐射能，那末，由此发射的光子可能有的最大能量显然是min min /1λνhc h eV E k ===代入常数值后，便得到)(/24.11/min eV V nm eV hc ==λmin λ称之为量子极限，它的存在是量子论正确性的又一证明。

上式可用来做为精确测定普朗克常数h 的一个方法。

第一次用这样的方法测量h 的是杜安和亨特(1915年)，测到的h 值与光电效应测到的h 值完全一致，从而进一步说明了普朗克常量的普适性；它在完全不同的光的频率范围内具有完全相同的数值。

二、标识谱----电子内壳层的跃迁各元素的特征X 射线谱有相似的结构，但各元素的特征X 射线的能量值各不相同。

正如指纹被作为人的特征一样，特征X 射线电被用来作为元素的标识。

连续x射线和特征x射线的特点

连续x射线和特征x射线的特点
连续X射线，是电子跑着跑着突然被原子核拉住，能量没地儿放，于是放出X射线，这里放出的能量是连续的。

特征X射线是处于特定能级的电子吸收光子，处于激发态，跑到低能级上放出的能量，故是一份一份的，具有明显衍射峰。

介绍阴极射线的电子流轰击到靶面，如果能量足够高，靶内一些原子的内层电子会被轰出，使原子处于能级较高的激发态。

图表示的是原子的基态和K、L、M、N等激发态的能级图，K层电子被击出称为K激发态，L层电子被击
出称为L激发态，依次类推。

原子的激发态是不稳定的，寿命不超过10-8秒，此时内层轨道上的空位将被离核更远轨道上的电子所补充，从而使原子能级降低，这时，多余的能量便以光量子的形式辐射出来。

eds能谱特征峰

EDS能谱特征峰主要包括两种类型，即特征峰和背景峰。

特征峰对应于样品中不同元素产生的特定能量的X射线。

每种元素都有其特定能量的特征峰，这是由于原子内层电子跃迁产生的。

特征峰的能量对应了元素的特征，从而可以通过测量特征峰的位置来确定样品中所含的元素。

对于EDS能谱，典型的特征峰有K、L和M系列峰。

具体来说，EDS能谱特征峰的形成原理主要涉及到X射线的产生机制和探测器系统。

当电子束照射样品时，样品会发生电子与原子核的相互作用，产生多种不同的X射线。

其中最常见的有特征X射线和连续X射线。

特征X射线是由于电子束撞击样品原子内层电子使其跃迁到空或半满外层轨道所产生的，其能量与原子种类有关。

连续X射线则是由于电子束与样品物质发生相互作用，产生的电子被样品中其他原子吸收再发射，造成连续X射线谱。

EDS探测器系统是通过能量分散原理，将散射的X射线转换为电信号，进而进行能谱分析和元素定性、定量分析。

材料分析测方法

材料分析测试方法一、课程重要性二、课程主要内容三、本课程教学目的基本要求四、本课程与其他课程的关系材料分析测试方法二、课程的主要内容材料分析的基本原理（或称技术基础）是指测量信号与材料成分、结构等的特征关系。

采用各种不同的测量信号（相应地具有与材料的不同特征关系）形成了各种不同的材料分析方法。

1、X-射线衍射分析：物相成分、结晶度、晶粒度信息2、电子显微镜：材料微观形貌观察3、热分析：分析材料随温度而发生的状态变化4、振动光谱：分子基团、结构的判定5、X-射线光电子能谱：一种表面分析技术，表面元素分析6、色谱分析：分析混合物中所含成分的物理方法三、课程教学目的和基本要求本课程是为材料专业本科生开设的重要的专业课。

其目的在于使学生系统地了解现代主要分析测试方法的基本原理、仪器设备、样品制备及应用，掌握常见测试技术所获信息的解释和分析方法，最终使学生能够独立地进行材料的分析和研究工作。

四、本课程与其他课程的关系本门课程是以高等数学、大学物理、无机及分析化学、有机化学、物理化学、晶体学等课程为基础的，因此，学好这些前期课程是学好材料现代分析测试方法的前提。

同时，材料现代分析测试方法又为后续专业课程如材料合成与制备方法、陶瓷、功能材料、高分子材料等打下基础。

X射线衍射分析X射线物理基础晶体学基础：几何晶体学、倒点阵X射线衍射原理：X射线衍射线的方向和强度晶体的研究方法:单晶、多晶的研究、衍射仪法X射线衍射分析的应用物相分析晶胞参数的确定晶粒尺寸的计算等X射线衍射分析需解决的问题科研、生产、商业以及口常生活中，人们经常遇到这种问题：某种未知物的成分是什么？含有哪些杂质或有害物质？用什么方法来鉴定？X射线衍射分析（简称XRD）的原理？仪器组成？样品要求？XRD除物相分析外，还能检测分析物质的哪些性能？如何从XRD所给出的数据中提取更多的信息？（包括成分、结构、形成条件、结晶度、晶粒度等）§ 1 X射线物理基础一、X射线的发现二、X射线的性质三、X射线的获得四、X射线谱五、X射线与物质的相互作用六、X射线的吸收及其作用七、X射线的防护一、X射线的发现1895年，德国物理学家伦琴(RdntgenWC.)发现X射线1912年，德国物理学家劳厄(ue,M)等人发现X射线在晶体中的衍射现彖，确证X射线是一种电磁波1912年，英国物理学家布•喇格父子(Bragg,W.H;Biagg,V.L.)开创X射线晶体结构分析的历二、X射线的性质X射线的本质是一种电磁波，具有波粒二象性。

X射线名词解释

1、连续X 射线谱：具有连续波长的X 射线，也称多色X 射线。

2、标识（特征）X 射线谱：在连续谱的基础上叠加若干条具有一定波长的谱线。

也称单色X 射线。

3、短波限：电子与靶相撞，其能力（EV ）全部转变为辐射光子能量，此时光子能量最大，波长最短，因此连续谱有一个下线波长&0 ，即为短限波4、同步辐射X 射线源：当电子被加速到足够能量时，它便像圆周的切线方向辐射X 射线波段范围的电磁波，把这种辐射称为同步辐射X 射线源。

（特点1）通量大，亮度高；（2 ）频谱宽，连续可调；（3）光束准直性好；（4）有特定的时间结构；（5）偏振性好，在电子轨道平面上基本是100& 的线偏振。

5、X 射线强度：垂直X 射线传播方向的单位面积上在单位时间内通过的光子数目能量总和，常用单位是J/cm2.s 。

6、激发电压：开始产生标识谱线的临界电压。

7、K 系激发：当K 层电子被激活时，原子的系统能量便由基态升高到K 激发态，把这个过程称K 系激发。

8、K 系辐射：产生K 系激发后，K 层的空位被高能级电子填充，这时产生的辐射称为K 系辐射。

9、相干散射：物质中电子在X 射线电场的作用，产生强迫振动，每个受迫振动电子便成为新电磁波源向空间的各个方向辐射同频率的电磁波，这些新的散射波之间可以发生干涉作用，把这种散射现象称为相干散射。

（它不损失X 射线的能量，而只是改变了它的传播方向，但对X 射线方向来说确是起到了强度衰减的作用。

）10 、非相干散射：当X 射线光子与束缚力不大的外层电子或自由电子碰撞时，电子获得一部分动能称为反冲电子，光子也离开原来方向，碰撞后的光子能量减少，波长增加，这样的散射现象称为非相干散射。

11 、X 射线的吸收：物质对X 射线的吸收指的是X 射线能量在通过物质时转变为其他形式的能量。

12 、光电效应：以光子激发原子所发生的激发和辐射过程称为光电效应，被击出的电子称为光电子。

辐射出的次级标识X 射线称为荧光X 射线（或称第二标识X 射线）。

材料分析重点归纳

名词解释1.物相：成分和结构完全相同的部分才称为同一个相；2.K系辐射：K电子被打出K层时，此时外层如L，M，N……层电子来填充K空位时，则产生K系辐射；3.相干干涉：.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；4.非相干散射：X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X射线长的X射线，且波长随散射方向不同而改变，散射位相与入射波位相之间不存在固定关系，称为非相干散射。

5.荧光辐射：当X射线光量子具有足够高的能量时，可以将被照射物质原子中内层电子激发出来，使原子处于激发状态，通过原子中壳层上电子跃迁，辐射出X射线特征谱线，叫做二次辐射，也叫荧光辐射。

6.吸收限：激发K系光电效应时，入射光子的能量必须等于或大于将K电子从K层移至无穷，λk为产生K系激发的最长波长，称远时所作的功WK，入射X射线波长必须满足λk≤1.24V k为K系辐射的激发限。

7.俄歇效应：K层的一个空位被L层的两个空位所代替，这种现象称俄歇效应。

8.结构因子：单位晶胞中所有原子散射波叠加的波即为结构因子，用F表示。

9. 透射电子：如果样品足够薄(1μm以下)，透过样品的入射电子为透射电子，其能量近似于入射电子能量。

10. 二次电子：当入射电子与原子核外电子发生相互作用时，会使原子失掉电子而变成离子，这个脱离原子的电子称为二次电子。

11. 背散射电子：在弹性和非弹性散射中，被固体样品原子反弹回来的一部分入射电子。

12. 吸收电子：当样品较厚时，入射电子中的一部分在样品内经多次非弹性散射后，能量耗尽，既无力穿透样品，也不能逸出表面，称为吸收电子。

13. 特征X射线：当样品原子的内层电子被入射电子激发或电离时，原子就会处于能量较高的激发状态，此时外层电子将向内层跃迁以填补内层电子的空缺，从而使具有特征能量的X 射线释放出来14. 俄歇电子：如果原子内层电子在能级跃过程中释放出来的能量δe并不以x射线的形式发射出去，而是用这部分能量把空位层的另一个电子发射出去（或空位层的外层电子发射出去），这一个被电离的电子称为俄歇电子。