(完整版)材料分析方法_俞建长_试卷2
材料分析方法-俞建长-试卷1
材料现代分析方法试题1（参考答案）一、基本概念题（共10题，每题5分）1．X射线的本质是什么？是谁首先发现了X射线，谁揭示了X射线的本质？答：X射线的本质是一种横电磁波？伦琴首先发现了X射线，劳厄揭示了X射线的本质？2．下列哪些晶面属于[11]晶带？（1）、（1）、（231）、（211）、（101）、（01）、（13），（0），（12），（12），（01），（212），为什么？答：（0）（1）、（211）、（12）、（01）、（01）晶面属于[11]晶带，因为它们符合晶带定律：hu+kv+lw=0。
3．多重性因子的物理意义是什么？某立方晶系晶体，其{100}的多重性因子是多少？如该晶体转变为四方晶系，这个晶面族的多重性因子会发生什么变化？为什么？答：多重性因子的物理意义是等同晶面个数对衍射强度的影响因数叫作多重性因子。
某立方晶系晶体，其{100}的多重性因子是6？如该晶体转变为四方晶系多重性因子是4；这个晶面族的多重性因子会随对称性不同而改变。
4．在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力？它们的衍射谱有什么特点？答：在一块冷轧钢板中可能存在三种内应力，它们是：第一类内应力是在物体较大范围内或许多晶粒范围内存在并保持平衡的应力。
称之为宏观应力。
它能使衍射线产生位移。
第二类应力是在一个或少数晶粒范围内存在并保持平衡的内应力。
它一般能使衍射峰宽化。
第三类应力是在若干原子范围存在并保持平衡的内应力。
它能使衍射线减弱。
5．透射电镜主要由几大系统构成? 各系统之间关系如何?答：四大系统:电子光学系统,真空系统,供电控制系统,附加仪器系统。
其中电子光学系统是其核心。
其他系统为辅助系统。
6．透射电镜中有哪些主要光阑? 分别安装在什么位置? 其作用如何?答：主要有三种光阑：①聚光镜光阑。
在双聚光镜系统中,该光阑装在第二聚光镜下方。
作用:限制照明孔径角。
②物镜光阑。
安装在物镜后焦面。
作用: 提高像衬度；减小孔径角，从而减小像差；进行暗场成像。
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（ ）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. 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0.286nm ，用铁靶K α（λK α=0.194nm ）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。
现代材料分析方法试题及答案
《现代材料分析方法》期末试卷 1一、单项选择题（每题 2 分，共10 分）1．成分和价键分析手段包括【b 】（a）WDS、能谱仪（EDS）和XRD （b）WDS、EDS 和XPS（c）TEM、WDS 和XPS （d）XRD、FTIR 和Raman2．分子结构分析手段包括【 a 】（a）拉曼光谱（Raman）、核磁共振（NMR）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）（b）NMR、FTIR 和WDS（c）SEM、TEM 和STEM（扫描透射电镜）（d）XRD、FTIR 和Raman3．表面形貌分析的手段包括【 d 】（a）X 射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）(b) SEM 和透射电镜（TEM）(c) 波谱仪（WDS）和X 射线光电子谱仪（XPS）(d) 扫描隧道显微镜（STM）和SEM4．透射电镜的两种主要功能：【b 】（a）表面形貌和晶体结构（b）内部组织和晶体结构（c）表面形貌和成分价键（d）内部组织和成分价键5．下列谱图所代表的化合物中含有的基团包括：【 c 】（a）–C-H、–OH 和–NH2 (b) –C-H、和–NH2,(c) –C-H、和-C=C- (d) –C-H、和CO二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题 2 分，共10 分）1．透射电镜图像的衬度与样品成分无关。
（×）2．扫描电镜的二次电子像的分辨率比背散射电子像更高。
（√）3．透镜的数值孔径与折射率有关。
（√）4．放大倍数是判断显微镜性能的根本指标。
（×）5．在样品台转动的工作模式下，X射线衍射仪探头转动的角速度是样品转动角速度的二倍。
（√）三、简答题（每题 5 分，共25 分）1. 扫描电镜的分辨率和哪些因素有关？为什么?和所用的信号种类和束斑尺寸有关，因为不同信号的扩展效应不同，例如二次电子产生的区域比背散射电子小。
束斑尺寸越小，产生信号的区域也小，分辨率就高。
2．原子力显微镜的利用的是哪两种力，又是如何探测形貌的？范德华力和毛细力。
材料现代分析方法试题库完整
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。
材料现代分析方法习题及答案优选全文
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产生X射线需具备什么条件？答：实验证实:在高真空中, 凡高速运动的电子碰到任何障碍物时, 均能产生X射线, 对于其他带电的基本粒子也有类似现象发生。
电子式X射线管中产生X射线的条件可归纳为：1, 以某种方式得到一定量的自由电子；2, 在高真空中, 在高压电场的作用下迫使这些电子作定向高速运动；3, 在电子运动路径上设障碍物以急剧改变电子的运动速度。
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。
（1）因此在不考虑能量损失的情况下:（2）CuKa能激发CuKa荧光辐射；（能量相同）（3）CuKß能激发CuKa荧光辐射；（Kß>Ka）（4）CuKa能激发CuLa荧光辐射；（Ka>la）F的物理意义。
材料分析方法题目(完整版)
6．精确测定点阵参数校正或消除误差常用的有哪三种方法？
7．试总结衍射花样的背底来源，并提出一些防止和减少背底的措施。
习题六
1．在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力？它的衍射谱有什么特点？
2．宏观应力对X射线衍射花样的影响是什么？衍射仪法测定宏观应力的方法有哪些？
习题七
1.电子波有何特征？与可见光有何异同？
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。
3.电磁透镜的像差是怎样产生的，如何来消除和减少像差？
4.说明影响光学显微镜和电磁透镜分辨率的关键因素是什么？如何提高电磁透镜的分辨率？
5.电磁透镜景深和焦长主要受哪些因素影响？说明电磁透镜的景深大、焦长长、是什么因素影响的结果？假设电磁透镜没有像差，也没有衍射Airy斑，即分辨率极高，此时它的景深和焦长如何？
9.说明孪晶与层错的衬度特征，并用各自的衬度形成原理加以解释。
10.要观察钢中基体和析出相的组织形态，同时要分析其晶体结构和共格界面的位向关系，如何制备样品?以怎样的电镜操作方式和步骤来进行具体分析?
11.动力学理论和运动学有什么区别?为什么说运动学理论是动力学在一定条件下的特例?
第十一章
1、电子束入射固体样品表面会激发哪些信号?它们有哪些特点和用途?
5．特征X射线产生的机理是什么？
6．滤波的目的是什么？
7．物质对X射线的吸收主要是由什么引起？
习题二
1.下面是某立方晶系物质的几个晶面，试将它们的面间距从大到小按次序重新排列：（），（100），（200），（），（121），（111），（），（220），（130），（030），（），（110），（）。
材料分析方法_俞建长_试卷4
材料现代分析方法试题 4材料学院材料科学与工程专业年级班级材料现代分析方法课程期末考试题（ 120分钟）200— 200 学年第学期（）卷考生姓名学号考试时间得分题号分数主考教师：阅卷教师：材料现代分析方法试题 4（参考答案）一、基本概念题（共 10题，每题 5分）1．实验中选择 X射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe为主要成分的样品，试选择合适的 X射线管和合适的滤波片答：实验中选择 X射线管的原则是为避免或减少产生荧光辐射，应当避免使用比样品中主元素的原子序数大 2~6（尤其是 2）的材料作靶材的 X射线管。
选择滤波片的原则是 X射线分析中，在 X射线管与样品之间一个滤波片，1 以滤掉 K线。
滤波片的材料依靶的材料而定，一般采用比靶材的原子序数小β或 2 的材料。
以分析以铁为主的样品，应该选用 Co或 Fe靶的 X射线管，同时选用 Fe和 Mn 为滤波片。
2．试述获取衍射花样的三种基本方法及其用途？答：获取衍射花样的三种基本方法是劳埃法、旋转晶体法和粉末法。
劳埃法主要用于分析晶体的对称性和进行晶体定向；旋转晶体法主要用于研究晶体结构；粉末法主要用于物相分析。
3．原子散射因数的物理意义是什么？某元素的原子散射因数与其原子序数有何关系？答：原子散射因数 f 是以一个电子散射波 的振幅为度量单位 的一个原子散射波 的振幅。
也称原子散射波振幅。
它表示一个原子在某一方向上散射波 的振幅是一 个电子在相同条件下散射波振幅 的 f 倍。
它反映了原子将 X 射线向某一个方向散 射时 的散射效率。
原子散射因数与其原子序数有何关系， Z 越大，f 越大。
因此，重原子对 X 射 线散射 的能力比轻原子要强。
4．用单色 X 射线照射圆柱多晶体试样，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：用单色 X 射线照射圆柱多晶体试样，其衍射线在空间将形成一组锥心角不等 的圆锥组成 的图案；为摄取德拜图相，应当采用带状 的照相底片去记录。
材料分析方法_俞建长_试卷6
材料现代分析方法试题6材料学院材料科学与工程专业年级班级材料现代分析方法课程200—200学年第学期（）卷期末考试题（ 120 分钟）考生姓名学号考试时间主考教师：阅卷教师：.材料现代分析方法试题6（参考答案）一、基本概念题（共10题，每题5分）1．试述获取衍射花样的三种基本方法及其用途？答：获取衍射花样的三种基本方法是劳埃法、旋转晶体法和粉末法。
劳埃法主要用于分析晶体的对称性和进行晶体定向；旋转晶体法主要用于研究晶体结构；粉末法主要用于物相分析。
2．试述布拉格公式2dHKLsinθ=λ中各参数的含义，以及该公式有哪些应用？θ角表示掠过角或布拉格角，即入射X射线或衍射线答：d HKL表示HKL晶面的面网间距，与面网间的夹角，λ表示入射X射线的波长。
该公式有二个方面用途：（1）已知晶体的d值。
通过测量θ，求特征X射线的λ，并通过λ判断产生特征X射线的元素。
这主要应用于X射线荧光光谱仪和电子探针中。
（2）已知入射X射线的波长，通过测量θ，求晶面间距。
并通过晶面间距，测定晶体结构或进行物相分析。
3．试述罗伦兹三种几何因子各表示什么？答：洛伦兹因数第一种几何因子是表示样品中参与衍射的晶粒大小对衍射强度的影响。
，第二种几何因子是表示样品中参与衍射的晶粒的数目对衍射强度的影响，第三种几何因子是表示样品中衍射线位置对衍射强度的影响。
4．在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力？它们的衍射谱有什么特点？答：在一块冷轧钢板中可能存在三种内应力，它们是：第一类内应力是在物体较大范围内或许多晶粒范围内存在并保持平衡的应力。
称之为宏观应力。
它能使衍射线产生位移。
第二类应力是在一个或少数晶粒范围内存在并保持平衡的内应力。
它一般能使衍射峰宽化。
第三类应力是在若干原子范围存在并保持平衡的内应力。
它能使衍射线减弱。
5．设[uvw]是(hkl)的法线，用正、倒空间的变换矩阵写出它们之间的指数互换关系。
答：[uvw]＝〔G〕[u＊v＊w＊]其中，6．给出简单立方、面心立方、体心立方以及密排六方晶体结构电子衍射发生消光的晶面指数规律。
材料现代分析方法 练习含答案
材料现代分析方法目录第一篇总论习题 (3)一、填空题 (3)二、名词解释 (3)第二篇衍射分析习题 (4)一、选择题 (4)二、填空题 (4)三、判断题 (5)四、名词解释 (5)五、简答题 (6)第三篇电子显微分析习题 (8)一、选择题 (8)二、填空题 (9)二、判断题 (9)三、名词解释 (9)四、简答题 (10)第四篇光谱、电子能谱分析习题 (11)第十一章原子光谱分析法 (11)原子发射光谱（AES）习题 (11)一、选择题 (11)二、填空题 (12)三、简答题 (13)原子吸收光谱（AAS）习题 (15)一选择题 (15)二填空题 (15)三简答题 (16)原子荧光法AFS习题 (18)一选择题 (18)二填空题 (18)三名词解释： (19)四简答题： (19)第十二章分子光谱分析法 (20)紫外-可见光吸收光谱法（UV-Vis）习题 (20)一选择题 (20)二填空题 (21)三简单题 (21)分子荧光光谱法 (23)一名词解释 (23)红外吸收光谱法 (23)一选择题 (23)二填空题 (24)三简答题 (24)四计算题 (25)第十三章电子能谱分析法 (26)一简答题 (26)第五篇其它分析方法习题 (28)第十七章热分析法 (28)一选择题 (28)二填空题 (29)三判断题 (29)四名词解释 (29)五简答题 (30)第十八章核磁共振谱法 (31)一选择题 (31)二填空题 (34)三判断题 (35)四各词解释 (35)五简答题 (36)六结构解析题 (37)第一篇总论习题一、填空题1．电磁辐射也可称为电磁波，它在空间的传播遵循波动方程；电磁辐射具有波粒二象性，电磁辐射波动性的表现有：反射、折射、干涉、衍射、偏振；描述电磁辐射波动性的主要物理参数有：波长或者波数、频率相位。
2．电磁辐射具有微粒性，即由光子所组成的光子流。
电磁辐射的微粒性的表现主要是光电效应；描述电磁辐射微粒性的主要物理参数有光子能量和光子动量等。
材料分析方法_俞建长_试卷5
材料现代分析方法试题5（参考答案）一、基本概念题（共10题，每题5分）1．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=0.043A2．证明（）、（）、（）、（01）、（12）晶面属于[111]晶带。
答：根据晶带定律公式Hu+Kv+Lw=0计算（）晶面：1×1+1×+0×1=1—1+0=0（）晶面：1×1+1×+1×1=1—2+1=0（）晶面：×1+2×1+1×1=（—3）+2+1=0（01）晶面：0×1+×1+1×1=0+（—1）+1=0（12）晶面：1×1+×1+1×2=1+（—3）+2=0因此，经上五个晶面属于[111]晶带。
3．当X射线在原子例上发射时，相邻原子散射线在某个方向上的波程差若不为波长的整数倍，则此方向上必然不存在放射，为什么？答：因为X射线在原子上发射的强度非常弱，需通过波程差为波长的整数倍而产生干涉加强后才可能有反射线存在，而干涉加强的条件之一必须存在波程差，且波程差需等于其波长的整数倍，不为波长的整数倍方向上必然不存在反射。
4．某一粉末相上背射区线条与透射区线条比较起来，其θ较高抑或较低？相应的d较大还是较小？答：背射区线条与透射区线条比较θ较高，d较小。
产生衍射线必须符合布拉格方程2dsinθ=λ，对于背射区属于2θ高角度区，根据d=λ/2sinθ，θ越大d越小。
5．已知Cu3Au为面心立方结构，可以以有序和无序两种结构存在，请画出其有序和无序结构[001]晶带的电子衍射花样，并标定出其指数。
答：如图所示：6．（1）试说明电子束入射固体样品表面激发的主要信号、主要特点和用途。
（2）扫描电镜的分辨率受哪些因素影响? 给出典型信号成像的分辨率，并说明原因。
（3）二次电子（SE）信号主要用于分析样品表面形貌，说明其衬度形成原理。
智慧树知到《材料分析方法》章节测试答案
智慧树知到《材料分析方法》章节测试答案绪论1、材料研究方法分为（）A:组织形貌分析B:物相分析C:成分价键分析D:分子结构分析正确答案：组织形貌分析,物相分析,成分价键分析,分子结构分析2、材料科学的主要研究内容包括（）A:材料的成分结构B:材料的制备与加工C:材料的性能D:材料应用正确答案：材料的成分结构,材料的制备与加工,材料的性能3、下列哪些内容不属于材料表面与界面分析（）A:晶界组成、厚度B:晶粒大小、形态C:气体的吸附D:表面结构正确答案：晶粒大小、形态4、下列哪些内容属于材料微区分析（）A:晶格畸变B:位错C:晶粒取向D:裂纹大小正确答案：晶格畸变,位错,晶粒取向,裂纹大小5、下列哪些内容不属于材料成分结构分析（）A:物相组成B:晶界组成、厚度C:杂质含量D:晶粒大小、形态正确答案：晶界组成、厚度,晶粒大小、形态第一章1、扫描电子显微镜的分辨率已经达到了（）A:0.1 nmB:1.0 nmC:10 nmD:100 nm正确答案： 1.0 nm2、利用量子隧穿效应进行分析的仪器是A:原子力显微镜B:扫描隧道显微镜C:扫描探针显微镜D:扫描电子显微镜正确答案：扫描隧道显微镜3、能够对样品形貌和物相结构进行分析的是透射电子显微镜。
A:对B:错正确答案：对4、扫描隧道显微镜的分辨率可以到达原子尺度级别。
A:对B:错正确答案：对5、图像的衬度是（）A:任意两点存在的明暗程度差异B:任意两点探测到的光强差异C:任意两点探测到的信号强度差异D:任意两点探测到的电子信号强度差异正确答案：任意两点存在的明暗程度差异,任意两点探测到的信号强度差异6、对材料进行组织形貌分析包含哪些内容（）A:材料的外观形貌B:晶粒的大小C:材料的表面、界面结构信息D:位错、点缺陷正确答案：材料的外观形貌,晶粒的大小,材料的表面、界面结构信息,位错、点缺陷7、光学显微镜的最高分辨率为（）A:1 μmB:0.5 μmC:0.2 μmD:0.1 μm正确答案： 0.2 μm8、下列说法错误的是（）A:可见光波长为450~750 nm，比可见光波长短的光源有紫外线、X射线和γ射线B:可供照明的紫外线波长为200~250 nm，可以作为显微镜的照明源C:X射线波长为0.05~10 nm，可以作为显微镜的照明源D:X射线不能直接被聚焦，不可以作为显微镜的照明源正确答案： X射线波长为0.05~10 nm，可以作为显微镜的照明源9、 1924年，（）提出运动的电子、质子、中子等实物粒子都具有波动性质A:布施B:狄拉克C:薛定谔D:德布罗意正确答案：德布罗意10、电子束入射到样品表面后，会产生下列哪些信号（）A:二次电子B:背散射电子C:特征X射线D:俄歇电子正确答案：二次电子,背散射电子,特征X射线,俄歇电子第二章1、第一台光学显微镜是由哪位科学家发明的（）A:胡克B:詹森父子C:伽利略D:惠更斯正确答案：詹森父子2、德国科学家恩斯特·阿贝有哪些贡献（）A:阐明了光学显微镜的成像原理B:解释了数值孔径等问题C:阐明了放大理论D:发明了油浸物镜正确答案：阐明了光学显微镜的成像原理,解释了数值孔径等问题,阐明了放大理论,发明了油浸物镜3、光学显微镜包括（）A:目镜B:物镜C:反光镜D:聚光镜正确答案：目镜,物镜,反光镜,聚光镜4、下列关于光波的衍射，错误的描述是（）A:光是电磁波，具有波动性质B:遇到尺寸与光波波长相比或更小的障碍物时，光线将沿直线传播C:障碍物线度越小，衍射现象越明显D:遇到尺寸与光波波长相比或更小的障碍物时，光线将偏离直线传播正确答案：遇到尺寸与光波波长相比或更小的障碍物时，光线将沿直线传播5、下列说法正确的是（）A:衍射现象可以用子波相干叠加的原理解释B:由于衍射效应，样品上每个物点通过透镜成像后会形成一个埃利斑C:两个埃利斑靠得越近，越容易被分辨D:埃利斑半径与光源波长成反比，与透镜数值孔径成正比正确答案：衍射现象可以用子波相干叠加的原理解释,由于衍射效应，样品上每个物点通过透镜成像后会形成一个埃利斑6、在狭缝衍射实验中，下列说法错误的是（）A:狭缝中间每一点可以看成一个点光源，发射子波B:子波之间相互干涉，在屏幕上形成衍射花样C:整个狭缝内发出的光波在中间点的波程差半波长，形成中央亮斑D:在第一级衍射极大值处，狭缝上下边缘发出的光波波程差为1波长正确答案：整个狭缝内发出的光波在中间点的波程差半波长，形成中央亮斑7、下列关于阿贝成像原理的描述，正确的是（）A:不同物点的同级衍射波在后焦面的干涉，形成衍射谱B:同一物点的各级衍射波在像面的干涉，形成物像C:物像由透射光和衍射光互相干涉而形成D:参与成像的衍射斑点越多，物像与物体的相似性越好。
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。
材料分析方法答案
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。
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。
材料分析方法试题及答案
材料分析方法试题及答案材料分析是一门重要的学科，在各个领域都有着广泛的应用。
本文将提供一些材料分析方法的试题以及对应的答案，以便读者更好地理解和掌握这一领域的知识。
试题一：1. 请简要说明材料分析的定义和意义。
2. 举例说明材料分析在实际应用中的重要性。
3. 简要介绍几种常见的材料分析方法。
答案一：1. 材料分析是通过使用科学的方法和工具对材料的组成、结构、性质进行研究和分析的过程。
它的意义在于帮助人们更好地理解材料的特性和性能，并为材料的设计和应用提供科学依据。
2. 材料分析在实际应用中起到了至关重要的作用。
例如，材料分析可以帮助科学家研究材料的特性，以及在制造过程中如何控制这些特性，从而改善产品的质量和性能。
此外，材料分析还可以用于检测产品中的有害物质，对环境和人体健康进行保护。
3. 常见的材料分析方法包括以下几种：a. 谱学分析方法：如红外光谱分析、质谱分析等，通过测量物质的光谱特性来确定其组成和结构。
b. 表面分析方法：如扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM），用于观察和分析材料表面的形貌和结构。
c. X射线衍射分析：利用X射线的衍射现象，研究材料的晶体结构和晶格参数。
d. 热分析方法：包括差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）等，用于研究材料的热性能和热稳定性。
e. 电化学分析方法：如电化学阻抗谱（EIS）、电化学循环伏安法（CV）等，用于研究材料在电化学反应中的行为和性能。
试题二：1. 请简要介绍红外光谱分析的原理和应用。
2. 简要解释红外光谱图中的峰的意义。
3. 通过红外光谱分析，可以得到哪些信息？答案二：1. 红外光谱分析是一种利用物质对红外辐射吸收的特性来研究物质组成和结构的方法。
原理是当红外光通过物质时，物质中的化学键根据其振动模式吸收红外光的不同频率，从而产生特定的红外光谱图。
红外光谱分析广泛应用于有机物和无机物的研究领域。
2. 在红外光谱图中，峰的位置和强度反映了物质分子中不同的化学键和官能团。
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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材料现代分析方法试题 2材料学院材料科学与工程专业年级班级材料现代分析方法课程200 —200 学年第学期（）卷期末考试题（ 120 分钟）考生姓名学号考试时间主考教师：阅卷教师：材料现代分析方法试题 2（参考答案）一、基本概念题（共 10 题，每题 5 分）1.实验中选择X 射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe 为主要成分的样品，试选择合适的X 射线管和合适的滤波片？答：实验中选择X 射线管的原则是为避免或减少产生荧光辐射，应当避免使用比样品中主元素的原子序数大2~6（尤其是2）的材料作靶材的X 射线管。
选择滤波片的原则是X 射线分析中，在X 射线管与样品之间一个滤波片，线。
滤波片的材料依靶的材料而定，一般采用比靶材的原子序数小1 以滤掉Kβ或2 的材料。
分析以铁为主的样品，应该选用 Co 或Fe 靶的X 射线管，它们的分别相应选择 Fe 和Mn 为滤波片。
2.下面是某立方晶系物质的几个晶面，试将它们的面间距从大到小按次序重新排列：（12 ），（100），（200），（11），（121），（111），（10），（220），（130），（030），（2 1），（110）。
答：它们的面间距从大到小按次序是：（100）、（110）、（111）、（200）、（10）、（121）、（220）、（2 1）、（030）、（130）、（11）、（12 ）。
3.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？答：衍射线在空间的方位主要取决于晶体的面网间距，或者晶胞的大小。
衍射线的强度主要取决于晶体中原子的种类和它们在晶胞中的相对位置。
4.罗伦兹因数是表示什么对衍射强度的影响？其表达式是综合了哪几方面考虑而得出的？答：罗仑兹因数是三种几何因子对衍射强度的影响，第一种几何因子表示衍射的晶粒大小对衍射强度的影响，罗仑兹第二种几何因子表示晶粒数目对衍射强度的影响，罗仑兹第三种几何因子表示衍射线位置对衍射强度的影响。
5.磁透镜的像差是怎样产生的?如何来消除和减少像差?答：像差分为球差,像散,色差.球差是磁透镜中心区和边沿区对电子的折射能力不同引起的. 增大透镜的激磁电流可减小球差.像散是由于电磁透镜的周向磁场不非旋转对称引起的.可以通过引入一强度和方位都可以调节的矫正磁场来进行补偿.色差是电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的. 稳定加速电压和透镜电流可减小色差.6.别从原理、衍射特点及应用方面比较X 射线衍射和透射电镜中的电子衍射在材料结构分析中的异同点。
答：原理: X 射线照射晶体，电子受迫振动产生相干散射；同一原子内各电子散射波相互干涉形成原子散射波；晶体内原子呈周期排列，因而各原子散射波间也存在固定的位相关系而产生干涉作用，在某些方向上发生相长干涉，即形成衍射。
特点: 1）电子波的波长比 X 射线短得多2）电子衍射产生斑点大致分布在一个二维倒易截面内3）电子衍射中略偏离布拉格条件的电子束也能发生衍射4）电子衍射束的强度较大，拍摄衍射花样时间短。
应用：硬 X 射线适用于金属部件的无损探伤及金属物相分析，软 X 射线可用于非金属的分析。
透射电镜主要用于形貌分析和电子衍射分析（确定微区的晶体结构或晶体学性质）7.子束入射固体样品表面会激发哪些信号?它们有哪些特点和用途?答：主要有六种：1)背散射电子:能量高；来自样品表面几百 nm 深度范围；其产额随原子序数增大而增多.用作形貌分析、成分分析以及结构分析。
2)二次电子:能量较低；来自表层 5—10nm 深度范围；对样品表面化状态十分敏感。
不能进行成分分析.主要用于分析样品表面形貌。
3)吸收电子:其衬度恰好和 SE 或BE 信号调制图像衬度相反;与背散射电子的衬度互补。
吸收电子能产生原子序数衬度，即可用来进行定性的微区成分分析.4)透射电子：透射电子信号由微区的厚度、成分和晶体结构决定.可进行微区成分分析。
5)特征 X 射线: 用特征值进行成分分析，来自样品较深的区域6)俄歇电子:各元素的俄歇电子能量值很低；来自样品表面 1—2nm 范围。
它适合做表面分析。
8.为波谱仪和能谱仪？说明其工作的三种基本方式，并比较波谱仪和能谱仪的优缺点。
答：波谱仪：用来检测 X 射线的特征波长的仪器能谱仪：用来检测 X 射线的特征能量的仪器优点: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。
9.如何区分红外谱图中的醇与酚羟基的吸收峰？答：它们的吸收峰的峰位不同。
酚羟基在 3610cm-1和1200cm-1存在吸收峰，醇羟基则分别在 3620-3640 和1050-1150 cm-1范围内存在吸收；而且含酚羟基的物质存在苯环的特征吸收峰。
10.紫外光谱常用来鉴别哪几类有机物？答：普通紫外光谱用来鉴别具有共轭双键、电荷迁移跃迁和配位场跃迁的物质。
但紫外光谱常作为辅助的鉴别手段。
二、综合分析题（共 5 题，每题 10 分）1.试比较衍射仪法与德拜法的优缺点？答：与照相法相比，衍射仪法在一些方面具有明显不同的特点，也正好是它的优缺点。
（1）简便快速：衍射仪法都采用自动记录，不需底片安装、冲洗、晾干等手续。
可在强度分布曲线图上直接测量2θ和I 值，比在底片上测量方便得多。
衍射仪法扫描所需的时间短于照相曝光时间。
一个物相分析样品只需约15 分钟即可扫描完毕。
此外，衍射仪还可以根据需要有选择地扫描某个小范围，可大大缩短扫描时间。
（2）分辨能力强：由于测角仪圆半径一般为185mm 远大于德拜相机的半径（57.3/2mm），因而衍射法的分辨能力比照相法强得多。
双重线即能分开；而在德拜照如当用CuKa 辐射时，从2θ30o 左右开始，Kα双重线不能分开。
相中2θ小于90°时Kα（3）直接获得强度数据：不仅可以得出相对强度，还可测定绝对强度。
由照相底片上直接得到的是黑度，需要换算后才得出强度，而且不可能获得绝对强度值。
（4）低角度区的2θ测量范围大：测角仪在接近2θ= 0°附近的禁区范围要比照相机的盲区小。
一般测角仪的禁区范围约为2θ＜3°（如果使用小角散射测角仪则更可小到2θ＝0.5～0.6°），而直径57．3mm 的德拜相机的盲区，辐射时，衍射仪可以测得面网间距d 最一般为2θ＞8°。
这相当于使用CuKα大达3nmA 的反射（用小角散射测角仪可达1000nm），而一般德拜相机只能记录d 值在1nm 以内的反射。
（5）样品用量大：衍射仪法所需的样品数量比常用的德拜照相法要多得多。
后者一般有5～10mg 样品就足够了，最少甚至可以少到不足lmg。
在衍射仪法中，如果要求能够产生最大的衍射强度，一般约需有0.5g 以上的样品；即使采用薄层样品，样品需要量也在100mg 左右。
（6）设备较复杂，成本高。
显然，与照相法相比，衍射仪有较多的优点，突出的是简便快速和精确度高，而且随着电子计算机配合衍射仪自动处理结果的技术日益普及，这方面的优点将更为突出。
所以衍射仪技术目前已为国内外所广泛使用。
但是它并不能完全取代照相法。
特别是它所需样品的数量很少，这是一般的衍射仪法远不能及的。
2.试述X 射线衍射单物相定性基本原理及其分析步骤？答：X 射线物相分析的基本原理是每一种结晶物质都有自己独特的晶体结构，即特定点阵类型、晶胞大小、原子的数目和原子在晶胞中的排列等。
因此，从布拉格公式和强度公式知道，当X 射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，衍射花样的特征可以用各个反射晶面的晶面间距值 d 和反射线的强度I 来表征。
其中晶面网间距值d 与晶胞的形状和大小有关，相对强度I 则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。
通过与物相衍射分析标准数据比较鉴定物相。
单相物质定性分析的基本步骤是：（1）计算或查找出衍射图谱上每根峰的d 值与I 值；（2）利用I 值最大的三根强线的对应d 值查找索引，找出基本符合的物相名称及卡片号；（3）将实测的d、I 值与卡片上的数据一一对照，若基本符合，就可定为该物相。
3.扫描电镜的分辨率受哪些因素影响?用不同的信号成像时，其分辨率有何不同? 所谓扫描电镜的分辨率是指用何种信号成像时的分辨率?答：影响因素:电子束束斑大小,检测信号类型,检测部位原子序数.SE 和HE 信号的分辨率最高, BE 其次,X 射线的最低.扫描电镜的分辨率是指用 SE 和 HE 信号成像时的分辨率.4.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。
5.分别指出谱图中标记的各吸收峰所对应的基团?答：3250 –含氢键的O-H. 伸缩振动，2820 –可能是醛的C-H，1690 –对应C=O 但存在共轭，3120 和1200—分别是芳香族C-H 和酚C-O 吸收带，1600 & 1500 对应芳香核，780 和720 对应取代基定位峰。