材料分析测试技术左演声课后答案
材料测试技术课后题答案
1、大功率转靶衍射仪与普通衍射仪相比，在哪两方面有其优越性？答：①提高X 射线强度；②缩短了试验时间2、何为特征X 射线谱？特征X 射线的波长与（管电压）、（管电流）无关，只与（阳极材料）有关。
答：由若干条特定波长的谱线构成。
当管电压超过一定的数值（激发电压V 激）时产生。
不同元素的阳极材料发出不同波长的X 射线。
因此叫特征X 射线。
3、什么是K α射线？在X 射线衍射仪中使用的是什么类型的X 射线？4、答：L 壳层中的电子跳入K 层空位时发出的X 射线，称之为K α射线。
K α射线的强度大约是K β射线强度的5倍，因此，在实验中均采用K α射线。
K α谱线又可分为K α1和K α2， K α1的强度是K α2强度的2倍，且K α1和K α2射线的波长非常接近，仅相差0.004Å左右，通常无法分辨，因此，一般用K α来表示。
但在实际实验中有可能会出现两者分开的情况。
5、Al 是面心立方点阵，点阵常数a=4.049Å，试求（111）和（200）晶面的面间距。
计算公式为：d hkl =a(h 2+k 2+l 2)-1/2答：d 111=4.049/(12+12+12)-1/2=2.338Å； d 200=4.049/(22)-1/2=2.0245Å6、说说不相干散射对于衍射分析是否有利？为什么？7、答：有利。
不相干散射线由于波长各不相同，因此不会互相干涉形成衍射，所以它们散布于各个方向，强度一般很低，它们在衍射工作中只形成连续的背景。
不相干散射的强度随sin θ/λ的增大而增强，而且原子序数越小的物质，其不相干散射愈大，造成对衍射分析工作的不利影响。
6、在X 射线衍射分析中，为何要选用滤波片滤掉K β射线？说说滤波片材料的选取原则。
实验中，分别用Cu 靶和Mo 靶，若请你选滤波片，分别选什么材料？ 答：（1）许多X 射线工作都要求应用单色X 射线，由于K α谱线的强度高，因此当要用单色X 射线时，一般总是选用K α谱线。
材料分析测试方法部分课后习题答案
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 t6、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/λVk=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—34e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。
材料分析测试技术习题及答案
第一章一、选择题1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（）A.X射线透射学；B.X射线衍射学；C.X射线光谱学；D.其它2. M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（）A.Kα；B. Kβ；C. Kγ；D. Lα。
3. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（）A．Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。
4. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（）A.短波限λ0；B. 激发限λk；C. 吸收限；D. 特征X射线5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后，L层电子回迁K层，多余能量将另一个L层电子打出核外，这整个过程将产生（）（多选题）A.光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C）二、正误题1. 随X射线管的电压升高，λ0和λk都随之减小。
（）2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。
（）3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。
（）4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。
（）5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。
（）三、填空题1. 当X 射线管电压超过临界电压就可以产生 X 射线和 X 射线。
2. X 射线与物质相互作用可以产生 、 、 、 、 、 、 、 。
3. 经过厚度为H 的物质后，X 射线的强度为 。
4. X 射线的本质既是 也是 ，具有 性。
5. 短波长的X 射线称 ，常用于 ；长波长的X 射线称 ，常用于 。
习题1. X 射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？2. 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？ （1）用CuK αX 射线激发CuK α荧光辐射； （2）用CuK βX 射线激发CuK α荧光辐射； （3）用CuK αX 射线激发CuL α荧光辐射。
3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”？4. X 射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理量描述它？5. 产生X 射线需具备什么条件？6. Ⅹ射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？7. 计算当管电压为50 kv 时，电子在与靶碰撞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动能。
材料分析方法课后答案
材料分析方法课后答案第一章一、选择题1.用来进行晶体结构分析的X 射线学分支是（）射线透射学；射线衍射学；射线光谱学；D.其它2. M 层电子回迁到K 层后，多余的能量放出的特征X 射线称（）A. K α；B. K β；C. K γ；D. L α。
3. 当X 射线发生装置是Cu 靶，滤波片应选（）A ． Cu ；B. Fe ；C. Ni ；D. Mo 。
4. 当电子把所有能量都转换为X 射线时，该X 射线波长称（）A. 短波限λ0；B. 激发限λk ；C. 吸收限；D. 特征X 射线5.当X 射线将某物质原子的K 层电子打出去后，L 层电子回迁K 层，多余能量将另一个L层电子打出核外，这整个过程将产生（）（多选题）A. 光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C ）二、正误题1. 随X 射线管的电压升高，λ0和λk 都随之减小。
（）2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。
（）3. 经滤波后的X 射线是相对的单色光。
（）4. 产生特征X 射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。
（）5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。
（）第二章一、选择题1.有一倒易矢量为*+*+*=*c b a g 22，与它对应的正空间晶面是（）。
A. （210）；B. （220）；C. （221）；D. （110）；。
2.有一体心立方晶体的晶格常数是，用铁靶K α（λK α=）照射该晶体能产生（）衍射线。
A. 三条； B .四条； C. 五条；D. 六条。
3.一束X 射线照射到晶体上能否产生衍射取决于（）。
A ．是否满足布拉格条件；B ．是否衍射强度I ≠0；C ．A+B ；D ．晶体形状。
4.面心立方晶体（111）晶面族的多重性因素是（）。
A ．4；B ．8；C ．6；D ．12。
二、正误题1.倒易矢量能唯一地代表对应的正空间晶面。
（）射线衍射与光的反射一样，只要满足入射角等于反射角就行。
材料分析和测试方法课后练习答案部分.doc
材料分析和测试方法课后练习答案部分第一章x光物理基础2。
如果x光管的额定功率是1.5千瓦，当管电压是35KV时，最大允许电流是多少？回答:1.5KW/35KV=0.043A。
4.为了使铜靶的Kβ线性透射系数为Kα线性透射系数的1/6，计算滤波器的厚度。
回答:由于x光管是铜靶，所以选择镍作为过滤材料。
查找表:μ mα=49.03cm2/g，μ mβ=290cm2/g，公式为，因此:，t=8.35um t6.用钼靶X射线管激发铜的荧光X射线辐射所需的最低管电压是多少？激发的荧光辐射的波长是多少？回答:EVk=hc/λVk=6.626×10-2。
如果x光管的额定功率是1.5千瓦，当管电压是35KV时，最大允许电流是多少？回答:1.5KW/35KV=0.043A。
4.为了使铜靶的Kβ线性透射系数为Kα线性透射系数的1/6，计算滤波器的厚度。
回答:由于x光管是铜靶，所以选择镍作为过滤材料。
查找表:μ mα=49.03cm2/g，μ mβ=290cm2/g，公式为，因此:，t=8.35um t6.用钼靶X射线管激发铜的荧光X射线辐射所需的最低管电压是多少？激发的荧光辐射的波长是多少？回答:EVk=hc/λVk=6.626×10:相干散射、非相干散射、荧光辐射、吸收极限、俄歇效应A: ⑴当x射线穿过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下会产生受迫振动，受迫振动会产生与入射光频率相同的交变电磁场。
这种散射被称为相干散射，因为散射线的波长和频率与入射光线的波长和频率相同，相位固定，并且相同方向的散射波满足相干条件。
⑵当χ射线被电子或结合力小的自由电子散射时，可以得到比入射χ射线波长更长的χ射线，且波长随散射方向的不同而变化。
这种散射现象被称为非相干散射。
⑶具有足够能量的χ射线光子从原子内部发射出一个K电子。
当外层电子填满K空位时，K射线将向外辐射。
这种辐射过程是由χ射线光子激发原子引起的，称为荧光辐射。
(完整版)材料分析测试技术部分课后答案
材料分析测试技术部分课后答案太原理工大学材料物理0901 除夕月1-1 计算0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X-射线的振动频率和能量。
ν=c/λ=3*108/(0.071*10-9)=4.23*1018S-1E=hν=6.63*10-34*4.23*1018=2.8*10-15 Jν=c/λ=3*108/(0. 154*10-9)=1.95*1018S-1E=hν=6.63*10-34*2.8*1018=1.29*10-15 J1-2 计算当管电压为50kV时，电子在与靶碰撞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动能.E=eV=1.602*10-19*50*103=8.01*10-15 Jλ=1.24/50=0.0248 nm E=8.01*10-15 J(全部转化为光子的能量)V=(2eV/m)1/2=(2*8.01*10-15/9.1*10-31)1/2=1.32*108m/s1-3分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？（1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射；（2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射；（3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。
答：根据经典原子模型，原子内的电子分布在一系列量子化的壳层上，在稳定状态下，每个壳层有一定数量的电子，他们有一定的能量。
最内层能量最低，向外能量依次增加。
根据能量关系，M、K层之间的能量差大于L、K成之间的能量差，K、L层之间的能量差大于M、L层能量差。
由于释放的特征谱线的能量等于壳层间的能量差，所以Kß的能量大于Ka 的能量，Ka能量大于La的能量。
因此在不考虑能量损失的情况下：CuKa能激发CuKa荧光辐射；（能量相同）CuKß能激发CuKa荧光辐射；（Kß>Ka）CuKa能激发CuLa荧光辐射；（Ka>la）1-4 以铅为吸收体，利用MoKα、RhKα、AgKαX射线画图，用图解法证明式（1-16）的正确性。
材料分析方法课后答案
第一章 X 射线物理学基础3.讨论下列各组概念的关系答案之一(1）同一物质的吸收谱和发射谱；答：λk 吸收 〈λk β发射〈λk α发射(2）X 射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。
答：λk β发射（靶）〈λk 吸收(滤波片)〈λk α发射（靶）。
任何材料对X 射线的吸收都有一个K α线和K β线。
如 Ni 的吸收限为 nm 。
也就是说它对波长及稍短波长的X 射线有强烈的吸收。
而对比稍长的X 射线吸收很小。
Cu 靶X 射线:K α= K β=。
(3）X 射线管靶材的发射谱与被照射试样的吸收谱。
答：Z 靶≤Z 样品+1 或 Z 靶>>Z 样品X 射线管靶材的发射谱稍大于被照射试样的吸收谱，或X 射线管靶材的发射谱大大小于被照射试样的吸收谱。
在进行衍射分析时，总希望试样对X 射线应尽可能少被吸收，获得高的衍射强度和低的背底。
答案之二1）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K α和K β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K β射线强烈吸收，而对K α吸收却少。
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/λVk=×10-34××108/×10-19××10-10)=(kv)λ 0=v(nm)=(nm)=(nm)其中 h 为普郎克常数，其值等于×10-34e 为电子电荷，等于×10-19c故需加的最低管电压应≥(kv)，所发射的荧光辐射波长是纳米。
材料分析测试技术_部分课后答案
材料分析测试技术_部分课后答案衍射仪9-1、电⼦波有何特征？与可见光有何异同？答：·电⼦波特征：电⼦波属于物质波。
电⼦波的波长取决于电⼦运动的速度和质量，=h mvλ若电⼦速度较低，则它的质量和静⽌质量相似；若电⼦速度具有极⾼，则必须经过相对论校正。
·电⼦波和光波异同：不同：不能通过玻璃透镜会聚成像。
但是轴对称的⾮均匀电场和磁场则可以让电⼦束折射，从⽽产⽣电⼦束的会聚与发散，达到成像的⽬的。
电⼦波的波长较短，其波长取决于电⼦运动的速度和质量，电⼦波的波长要⽐可见光⼩5个数量级。
另外，可见光为电磁波。
相同：电⼦波与可见光都具有波粒⼆象性。
9-2、分析电磁透镜对电⼦波的聚焦原理，说明电磁透镜的结构对聚焦能⼒的影响。
聚焦原理：电⼦在磁场中运动，当电⼦运动⽅向与磁感应强度⽅向不平⾏时，将产⽣⼀个与运动⽅向垂直的⼒（洛仑兹⼒）使电⼦运动⽅向发⽣偏转。
在⼀个电磁线圈中，当电⼦沿线圈轴线运动时，电⼦运动⽅向与磁感应强度⽅向⼀致，电⼦不受⼒，以直线运动通过线圈；当电⼦运动偏离轴线时，电⼦受磁场⼒的作⽤，运动⽅向发⽣偏转，最后会聚在轴线上的⼀点。
电⼦运动的轨迹是⼀个圆锥螺旋曲线。
右图短线圈磁场中的电⼦运动显⽰了电磁透镜聚焦成像的基本原理：结构的影响：1）增加极靴后的磁线圈内的磁场强度可以有效地集中在狭缝周围⼏毫⽶的范围内；2）电磁透镜中为了增强磁感应强度，通常将线圈置于⼀个由软磁材料（纯铁或低碳钢）制成的具有内环形间隙的壳⼦⾥，此时线圈的磁⼒线都集中在壳内，磁感应强度得以加强。
狭缝的间隙越⼩，磁场强度越强，对电⼦的折射能⼒越⼤。
3）改变激磁电流可以⽅便地改变电磁透镜的焦距9--3、电磁透镜的像差是怎样产⽣的，如何消除和减少像差？像差有⼏何像差（球差、像散等）和⾊差球差是由于电磁透镜的中⼼区域和边沿区域对电⼦的会聚能⼒不同⽽造成的；为了减少由于球差的存在⽽引起的散焦斑，可以通过减⼩球差系数和缩⼩成像时的孔径半⾓来实现像散是由透镜磁场的⾮旋转对称⽽引起的；透镜磁场不对称，可能是由于极靴内孔不圆、上下极靴的轴线错位、制作极靴的材料材质不均匀以及极靴孔周围局部污染等原因导致的。
材料分析测试技术习题及答案
第一章一、选择题1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（）A.X射线透射学；B.X射线衍射学；C.X射线光谱学；D.其它2. M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（）A.Kα；B. Kβ；C. Kγ；D. Lα。
3. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（）A．Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。
4. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（）A.短波限λ0；B. 激发限λk；C. 吸收限；D. 特征X射线5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后，L层电子回迁K层，多余能量将另一个L层电子打出核外，这整个过程将产生（）（多选题）A.光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C）二、正误题1. 随X射线管的电压升高，λ0和λk都随之减小。
（）2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。
（）3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。
（）4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。
（）5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。
（）三、填空题1. 当X 射线管电压超过临界电压就可以产生 X 射线和 X 射线。
2. X 射线与物质相互作用可以产生 、 、 、 、 、 、 、 。
3. 经过厚度为H 的物质后，X 射线的强度为 。
4. X 射线的本质既是 也是 ，具有 性。
5. 短波长的X 射线称 ，常用于 ；长波长的X 射线称 ，常用于 。
习题1. X 射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？2. 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？ （1）用CuK αX 射线激发CuK α荧光辐射； （2）用CuK βX 射线激发CuK α荧光辐射； （3）用CuK αX 射线激发CuL α荧光辐射。
3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”？4. X 射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理量描述它？5. 产生X 射线需具备什么条件？6. Ⅹ射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？7. 计算当管电压为50 kv 时，电子在与靶碰撞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动能。
材料分析测试技术左演声课后答案
第一章 电磁辐射与材料结构一、教材习题1-1 计算下列电磁辐射的有关参数：（1）波数为3030cm -1的芳烃红外吸收峰的波长（μm ）； 答：已知波数ν=3030cm -1 根据波数ν与波长λ的关系)μm (10000)cm (1λν=-可得： 波长μm 3.3μm 3030100001≈==νλ（2）5m 波长射频辐射的频率（MHz ）； 解：波长λ与频率ν的关系为λνc =已知波长λ=5m ，光速c ≈3×108m/s ，1s -1=1Hz 则频率MHz 6010605/103168=⨯=⨯=-s ms m ν （3）588.995nm 钠线相应的光子能量（eV ）。
答：光子的能量计算公式为λνch h E ==已知波长λ=588.995nm=5.88995⨯10-7m ，普朗克常数h ＝6.626×10-34J ⋅s ，光速c ≈3×108m/s ，1eV=1.602×10-19J则光子的能量（eV ）计算如下：1-3 某原子的一个光谱项为45F J ，试用能级示意图表示其光谱支项与塞曼能级。
答：对于光谱项45F J ，n =4，L =3，M =5；S =2(M =2S +1=5)，则J =5，4，3，2，1，当J =5，M J =0，±1，±2，···±5；……J =1，M J =0，±1。
光谱项为45F J 的能级示意图如下图：1-4 辨析原子轨道磁矩、电子自旋磁矩与原子核磁矩的概念。
答：原子轨道磁矩是指原子中电子绕核旋转的轨道运动产生的磁矩；电子自旋磁矩是指电子自旋运动产生的磁矩；原子核磁矩是指原子中的原子核自旋运动产生的磁矩。
1-5 下列原子核中，哪些核没有自旋角动量？12C 6、19F 9、31P 15、16O 8、1H 1、14N 7。
答：12C6和16O8没有自旋角动量。
材料分析方法课后答案(更新至第十章)
材料分析方法课后练习题参考答案2015-1-4BY：二专业の学渣材料科学与工程学院3.讨论下列各组概念的关系答案之一(1）同一物质的吸收谱和发射谱；答：λk吸收〈λkβ发射〈λkα发射(2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。
答：λkβ发射（靶）〈λk吸收(滤波片)〈λkα发射（靶）。
任何材料对X射线的吸收都有一个Kα线和Kβ线。
如Ni 的吸收限为0.14869 nm。
也就是说它对0.14869nm波长及稍短波长的X射线有强烈的吸收。
而对比0.14869稍长的X射线吸收很小。
Cu靶X射线:Kα=0.15418nm Kβ=0.13922nm。
(3）X射线管靶材的发射谱与被照射试样的吸收谱。
答：Z靶≤Z样品+1 或Z靶>>Z样品X射线管靶材的发射谱稍大于被照射试样的吸收谱，或X射线管靶材的发射谱大大小于被照射试样的吸收谱。
在进行衍射分析时，总希望试样对X射线应尽可能少被吸收，获得高的衍射强度和低的背底。
答案之二1）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。
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/λVk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv)λ0=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6.626×10-34e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。
材料分析测试方法课后答案
材料分析测试⽅法课后答案第⼀章⼀、选择题1.⽤来进⾏晶体结构分析的X射线学分⽀是（）A.X射线透射学；B.X射线衍射学；C.X射线光谱学；D.其它2. M层电⼦回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（）A.Kα；B. Kβ；C. Kγ；D. Lα。
3. 当X射线发⽣装置是Cu靶，滤波⽚应选（）A．Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。
4. 当电⼦把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（）A.短波限λ0；B. 激发限λk；C. 吸收限；D. 特征X射线5.当X射线将某物质原⼦的K层电⼦打出去后，L层电⼦回迁K层，多余能量将另⼀个L层电⼦打出核外，这整个过程将产⽣（）（多选题）A.光电⼦；B. ⼆次荧光；C. 俄歇电⼦；D. （A+C）⼆、正误题1. 随X射线管的电压升⾼，λ0和λk都随之减⼩。
（）2. 激发限与吸收限是⼀回事，只是从不同⾓度看问题。
（）3. 经滤波后的X射线是相对的单⾊光。
（）4. 产⽣特征X射线的前提是原⼦内层电⼦被打出核外，原⼦处于激发状态。
（）5. 选择滤波⽚只要根据吸收曲线选择材料，⽽不需要考虑厚度。
（）三、填空题1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产⽣X射线和X射线。
2. X射线与物质相互作⽤可以产⽣、、、、、、、。
3. 经过厚度为H的物质后，X射线的强度为。
4. X射线的本质既是也是，具有性。
5. 短波长的X射线称，常⽤于；长波长的X射线称，常⽤于。
习题1.X射线学有⼏个分⽀？每个分⽀的研究对象是什么？2. 分析下列荧光辐射产⽣的可能性，为什么？（1）⽤CuK αX 射线激发CuK α荧光辐射；（2）⽤CuK βX 射线激发CuK α荧光辐射；（3）⽤CuK αX 射线激发CuL α荧光辐射。
3. 什么叫“相⼲散射”、“⾮相⼲散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”？4. X 射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？⽤哪些物理量描述它？5. 产⽣X 射线需具备什么条件？6. Ⅹ射线具有波粒⼆象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？7. 计算当管电压为50 kv 时，电⼦在与靶碰撞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动能。
材料分析测试技术习题与答案
材料分析测试技术习题与答案第⼀章⼀、选择题1. ⽤来进⾏晶体结构分析的X 射线学分⽀是（）A.X 射线透射学；B.X 射线衍射学；C.X 射线光谱学；D. 其它2. M 层电⼦回迁到K 层后，多余的能量放出的特征X 射线称（）A.Kα；B. K β；C. K γ；D. L α。
3. 当 X 射线发⽣装置是Cu 靶，滤波⽚应选（）A． Cu； B. Fe； C. Ni ； D. Mo 。
4.当电⼦把所有能量都转换为X 射线时，该X 射线波长称（）A.短波限λ 0；B. 激发限λ k；C. 吸收限；D. 特征 X 射线5. 当 X 射线将某物质原⼦的K 层电⼦打出去后，L 层电⼦回迁K 层，多余能量将另⼀个L 层电⼦打出核外，这整个过程将产⽣（）（多选题）A.光电⼦；B. ⼆次荧光；C. 俄歇电⼦；D. （ A+C）⼆、正误题1.随 X 射线管的电压升⾼，λ0和λk都随之减⼩。
（）2.激发限与吸收限是⼀回事，只是从不同⾓度看问题。
（）3.经滤波后的 X 射线是相对的单⾊光。
（）4.产⽣特征 X 射线的前提是原⼦内层电⼦被打出核外，原⼦处于激发状态。
（）5.选择滤波⽚只要根据吸收曲线选择材料，⽽不需要考虑厚度。
（）三、填空题1. 当 X 射线管电压超过临界电压就可以产⽣ X 射线和X 射线。
2. X 射线与物质相互作⽤可以产⽣、、、、、、、。
3. 经过厚度为 H 的物质后， X 射线的强度为。
4. X 射线的本质既是也是，具有性。
5. 短波长的 X 射线称，常⽤于，常⽤于。
习题1. X 射线学有⼏个分⽀？每个分⽀的研究对象是什么？2. 分析下列荧光辐射产⽣的可能性，为什么？（ 1）⽤ CuK α X 射线激发 CuK α荧光辐射；（ 2）⽤ CuK β X 射线激发 CuK α荧光辐射；（ 3）⽤ CuK α X 射线激发 CuL α荧光辐射。
3. 什么叫“相⼲散射”、“⾮相⼲散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”？4. X 射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？⽤哪些物理量描述它？5. 产⽣ X 射线需具备什么条件？6. Ⅹ射线具有波粒⼆象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？7. 计算当管电压为 50 kv 时，电⼦在与靶碰撞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动能。
材料分析测试技术习题及答案分析
材料分析测试技术习题及答案分析第一章一、选择题1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是( )A.X射线透射学;B.X射线衍射学;C.X射线光谱学;D.其它 2. M层电子回迁到K 层后，多余的能量放出的特征X射线称( ) A. Kα;B. Kβ;C. Kγ;D. Lα。
3. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选( )A( Cu;B. Fe;C. Ni;D. Mo。
4. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称( ) A. 短波限λ0;B. 激发限λk;C. 吸收限;D. 特征X射线5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后，L层电子回迁K层，多余能量将另一个L层电子打出核外，这整个过程将产生( ) (多选题) A. 光电子;B. 二次荧光;C. 俄歇电子;D. (A+C)二、正误题1. 随X射线管的电压升高，λ和λ都随之减小。
( ) 0k2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。
( )3. 经滤波后的X 射线是相对的单色光。
( )4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。
( )5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。
( )三、填空题1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生 X射线和 X射线。
2. X射线与物质相互作用可以产生、、、、、、、。
3. 经过厚度为H的物质后，X射线的强度为。
4. X射线的本质既是也是，具有性。
5. 短波长的X射线称，常用于 ;长波长的X射线称，常用于。
习题1. X射线学有几个分支,每个分支的研究对象是什么,2. 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么,(1)用CuKX射线激发CuK荧光辐射; αα)用CuKX射线激发CuK荧光辐射; (2βα(3)用CuKX射线激发CuL荧光辐射。
αα3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”,4. X射线的本质是什么,它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在,用哪些物理量描述它,5. 产生X射线需具备什么条件,6. ?射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中,7. 计算当管电压为50 kv时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短hc波限和光子的最大动能。
材料分析方法课后习题答案
第十四章1、波谱仪和能谱仪各有什么优缺点?优点:1）能谱仪探测X射线的效率高。
2）在同一时间对分析点内所有元素X射线光子的能量进行测定和计数，在几分钟内可得到定性分析结果，而波谱仪只能逐个测量每种元素特征波长。
3）结构简单，稳定性和重现性都很好4）不必聚焦，对样品表面无特殊要求，适于粗糙表面分析。
缺点：1）分辨率低。
2）能谱仪只能分析原子序数大于11的元素；而波谱仪可测定原子序数从4到92间的所有元素。
3）能谱仪的Si(Li)探头必须保持在低温态，因此必须时时用液氮冷却。
分析钢中碳化物成分可用能谱仪；分析基体中碳含量可用波谱仪。
2、举例说明电子探针的三种工作方式（点、线、面）在显微成分分析中的应用。
答：(1)、定点分析：将电子束固定在要分析的微区上用波谱仪分析时，改变分光晶体和探测器的位置，即可得到分析点的X射线谱线；用能谱仪分析时，几分钟内即可直接从荧光屏（或计算机）上得到微区内全部元素的谱线。
(2)、线分析：将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征X射线信号（波长或能量）的位置把电子束沿着指定的方向作直线轨迹扫描，便可得到这一元素沿直线的浓度分布情况。
改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。
(3)、面分析：电子束在样品表面作光栅扫描，将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征X射线信号（波长或能量）的位置，此时，在荧光屏上得到该元素的面分布图像。
改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。
也是用X射线调制图像的方法。
3、要在观察断口形貌的同时，分析断口上粒状夹杂物的化学成分，选用什么仪器？用怎样的操作方式进行具体分析？答：（1）若观察断口形貌，用扫描电子显微镜来观察：而要分析夹杂物的化学成分，得选用能谱仪来分析其化学成分。
(2)A、用扫描电镜的断口分析观察其断口形貌：a、沿晶断口分析：靠近二次电子检测器的断裂面亮度大，背面则暗，故短裤呈冰糖块状或呈石块状。
沿晶断口属于脆性断裂，断口上午塑性变形迹象。
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第一章 电磁辐射与材料结构
一、教材习题
1-1 计算下列电磁辐射的有关参数：
（1）波数为3030cm -1的芳烃红外吸收峰的波长（μm ）； 答：已知波数ν=3030cm -1 根据波数ν与波长λ的关系)μm (10000)cm (1λν=
-可得： 波长μm 3.3μm 3030
100001≈==νλ
（2）5m 波长射频辐射的频率（MHz ）； 解：波长λ与频率ν的关系为λνc =
已知波长λ=5m ，光速c ≈3×108m/s ，1s -1=1Hz 则频率MHz 6010605/103168=⨯=⨯=-s m
s m ν （3）588.995nm 钠线相应的光子能量（eV ）。
答：光子的能量计算公式为λνc
h h E ==
已知波长λ=588.995nm=5.88995⨯10-7m ，普朗克常数h ＝6.626×10-34J ⋅s ，光速c ≈3×108m/s ，1eV=1.602×10-19J
则光子的能量（eV ）计算如下：
1-3 某原子的一个光谱项为45F J ，试用能级示意图表示其光谱支项与塞曼能级。
答：对于光谱项45F J ，n =4，L =3，M =5；S =2(M =2S +1=5)，则J =5，4，3，2，1，
当J =5，M J =0，±1，±2，···±5；……J =1，M J =0，±1。
光谱项为45F J 的能级示意图如下图：
1-4 辨析原子轨道磁矩、电子自旋磁矩与原子核磁矩的概念。
答：原子轨道磁矩是指原子中电子绕核旋转的轨道运动产生的磁矩；电子自旋磁
矩是指电子自旋运动产生的磁矩；原子核磁矩是指原子中的原子核自旋运动产生的磁矩。
1-5 下列原子核中，哪些核没有自旋角动量？
12C 6、19F 9、31P 15、16O 8、1H 1、14N 7。
答：12C6和16O8没有自旋角动量。
1-8分别在简单立方晶胞和面心立方晶胞中标明（001）、（002）和（003）面，并据此回答：干涉指数表示的晶面上是否一定有原子分布？为什么？
答：简单立方晶胞的（001）、（002）和（003）面如下图左、中、右所示：（001）（002）（003）
如上图所示，晶面指数（001）表示的所有晶面上都有原子分布，而干涉指数（002）表示的晶面中C面无原子分布，干涉指数（003）表示的晶面中C面和D面无原子分布。
面心立方晶胞的（001）、（002）和（003）面如下图左、中、右所示：（001）（002）（003）如上图所示，晶面指数（001）和干涉指数（002）表示的所有晶面都有原子分布，而干涉指数（003）表示的晶面中C面和D面无原子分布。
所以，干涉指数表示的晶面上不一定有原子分布。
1-9已知某点阵∣a∣=3Å，∣b∣=2Å，γ=60︒，c∥a×b，试用图解法求r*110与r*210。
答：已知∣a∣=3Å，∣b∣=2Å，γ=60︒，c∥a×b，所以这个点阵是一个简单单斜点阵。
根据倒易矢量与相应正点阵晶面之间的关系可知，所求倒易矢量的方向分别为正点阵中（110）和（210）晶面的法向，倒易矢量模长分别为晶面间距d110和d210的倒数。
因为c∥a×b，即c垂直于a、b所在平面，所以可用a、b所在平面的二维坐标系表述该三维点阵，（110）和（210）晶面变成两组平行直线，平行直线间距分别就是d110和d210。
因此，只要根据条件画出（110）和（210）晶面，就可求出r*110与r*210。
r*110与r*210是矢量，其模长∣r*110∣与∣r*210∣分别是d110和d210的倒数，作图只能量出d110和d210，∣r*110∣与∣r*210∣需要计算。
以a作为x轴的基矢，以b为y轴的基矢，则x轴的单位长度为3Å，y轴的单位长度为2Å。
作图时，2cm代表1Å，所做示意图见下图。
1-10下列哪些晶面属于]
1[晶带？
11
(),
231
(),132(),111(。
211
101
)331(),
01
1(),
(),
答：根据晶带定律（方程），可判断)101(),211(),132(属于]111[晶带。
二、补充习题
1、试求加速电压为1、10、100kV 时，电子的波长各是多少？考虑相对论修正
后又各是多少？
解：根据电子的波长λ（单位nm ）与加速电压V （单位V ）的关系V 225.1≈
λ 1kV=1000V 时，)nm (0387.01000
225.1=≈λ 10kV=10000V 时，)nm (0123.010000
225.1=≈λ 100kV=100000V 时，)nm (00387.010*******.1=≈
λ 经相对论修正后，2610225
.1V V ⨯+≈-λ
1kV 时，)nm (0387.0)
1000(101000225
.126=⨯+≈-λ 10kV 时，)(0122.0)
10000(1010000225.126nm =⨯+≈-λ 100kV 时，)nm (00370.0)100000(10100000225.126=⨯+≈-λ
由计算可知，当加速电压较大时，电子的波长需经相对论校正。
第三章 粒子（束）与材料的相互作用
一、教材习题
3-1 电子与固体作用产生多种粒子信号（教材图3-3），哪些对应入射电子？哪
些是由电子激发产生的？
图3-3 入射电子束与固体作用产生的发射现象
答：图中I 0表示入射电子；背散射电子流I R 、吸收电流I A 和透射电子流I T 对应
入射电子；二次电子流I S 、X 射线辐射强度I X 、表面元素发射总强度I E 是由电子激发产生的。