材料分析4

材料分析

习题七

1、电子波有何特征?与可见光有何异同?

答：电子波的特征：电子波长与其加速电压平方根成反比，加速电压越高，电子波长越短。电子波与可见光相同之处：兼有波动性和微粒性，即所谓波、粒二象性。不同之处：电子波长比可见光小5个数量级。

2、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，也没有衍射埃利斑，即分辨率极高，此时它的景深和焦长如何?

答：景深是受孔径半角α影响；焦长主要受孔径半角的影响（在放大倍数和分辨率本领一定时）。电磁透镜的景深大，焦长长时孔径半角小的结果。Df=2Δr o/α，Dl=2Δr o M2/α.此时，他的景深大，焦距长，M-为透镜放大倍数。

习题八

透射电镜主要由几大系统构成?各系统之间关系如何?答：透射电镜主要由电子光学系统，电源与控制系统及真空系统构成。电子显微镜工作时，整个电子通道都是必须置于真空系统之内的；电子光学系统是透射电镜的核心，包括照明系统，成像系统和观察系统；电源与控制系统对整个透射电镜提供能源，并控制操作过程。

补充（镜筒的三大系统）镜体(镜筒）系统又分为照明系统、成像系统和观察记录系统。照明系统为成像系统提供照明，成像系统成像后由记录系统记载下来成为图片输出。

1、照明系统的作用是什么?它应满足什么要求?

答：其作用：提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度高、束斑小、束流稳定的照明源。为满足明场和暗场成像需要，照明束可在2°～3°度范围内倾斜。

2、透射电镜中有哪些主要光阑?在什么位置?其作用如何?

答：透射电镜有三种主要光阑：①聚光镜光阑、②物镜光阑、③选区光阑。

①聚光镜光阑，位置：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，位置：安装于物镜的后焦面。作用：a)提高像衬度;b) 减小孔径角，从而

减小像差;c) 进行暗场成像.

③选区光阑, 位置：物镜的像平面位置。作用：对样品进行微小区域分析。

习题九

1、分析电子衍射与x射线衍射有何异同?

答：相同点：

1）都是以满足布拉格方程作为产生衍射的必要条件；

2）两种衍射技术所得到的衍射花样在几何特征上大致相同;

不同点：

1）电子波的波长比X射线短得多；

2）在进行电子衍射操作时采用薄晶样品，增加了倒易阵点和爱瓦尔德球相交截的机会，使衍射条件变宽；

3）因为电子波的波长短，采用爱瓦尔德球解时，反射球的半径很大，在衍射角较小的范围反射球可以近似地看成一个平面，从而也可以认为电子衍射产生的衍

射衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面内；

4）原子对电子的散射能力远高于它对X射线的散射能力，故电子衍射束的强度较大，摄取衍射花样时瀑光时间仅需数秒钟。

2、倒易点阵与正点阵之间关系如何?倒易点阵与晶体的电子衍射斑点之间有何对应关系?

答：答：倒易点阵是与正点阵相对应的量纲为长度倒数的一个三维空间（倒易空间）点阵，通过倒易点阵可以把晶体的电子衍射斑点直接解释成晶体相应晶面的衍射结果，可以认为电子衍射斑点就是就是与晶体相对应的倒易点阵中某一截面上阵点排列的像。

关系：

1）倒易矢量g hkl垂直于正点阵中对应的（hkl）晶面，或平行于它的法向N hkl

2）倒易点阵中的一个点代表正点阵中的一组晶面

3）倒易矢量的长度等于正点阵中的相应晶面间距的倒数，即

g hkl =1/d hkl 。

4）对正交点阵有a *//a,b *//b,c *//c,a *=1/a,b *=1/b,c *=1/c 5）只有在立方点阵中，晶面法向和同指数的晶向市重合的，即倒易矢量g hkl 是与相应指数的晶向[hkl]平行

6）某一倒易基矢垂直于正交点阵中和自己

3、 何为零层倒易截面和晶带定理?说明同一晶带中各晶面及其倒易矢量与晶带轴之间的关系。

答：电子束沿晶带轴的反向入射时，通过原点的倒易平面只有一个，我们把这个二维平面叫做零层倒易截面，零层倒易面上的各倒易矢量都和晶带轴垂直，有hu+kv+lw=0为晶带定理。同一晶带中各晶面都平行于晶带轴，过零层倒易截面的倒易矢量均与晶带轴垂直。

6、说明多晶、单晶及非晶衍射花样的特征（及形成原理）。

答：（ⅰ）多晶体的衍射花样是一系列不同半径的同心圆。大量取向各异单晶体聚集体。（ⅱ）单晶体的衍射花样是由排列整齐的许多斑点组成。是严格满足布拉格方程方向上产生衍射，只有几个方向上产生衍射。（ⅲ）非晶体的衍射花样是一个慢散的中心斑。近程有序，远程无序的原子排列，在几个原子范围内有一定的序性，主要是指最近角各原子散射相对量。

7、单晶电子衍射花样的标定有哪几种方法？

答：有4种方法：（ⅰ）当已知晶体结构时，有根据面间距和面夹角的尝试校核法，根据衍射斑点的矢径比值或N 值序列的R 平方比值法；（ⅱ）当未知晶体结构时，可根据系列衍射斑点计算的面间距来查JCPDS(PDF)卡片的方法；(ⅲ)标准花样对照法；(ⅳ)根据衍射斑点特征平行四边形的查表法。

10.请导出电子衍射的基本公式，解释其物理意义

1/,1/hkl hkl g d k λ==

/R L d Lg λλ== R ∥hkl g

hkl hkl R Lg kg λ==