材料分析方法作业一
现代材料分析技术-作业1
现代材料分析技术――作业1：1 请计算加速电压为120 kV时的电子波长。
请问是否需要进行相对论修正？2 射电子显微镜的分辨率为何达不到λ/2 水平?3 求以色差为主时的最佳孔径半角和分辨率的表达式。
现代材料分析技术――作业2：1 对面心立方、体心立方、密排六方结构，请各给出五个发生结构消光的晶面。
2 现已拍摄到一张多晶电子衍射花样，经测量其衍射环半径依次为：9.7, 11.2,15.8, 18,6, 19.4, 22.4, 24.4, 25.1, 27.7, （1）试标定该多晶电子衍射花样，并作图和在图上予以标注。
（其中Lλ＝20.08 mmÅ）。
(2) 根据已获得的点阵常数值和标定结果，以它们为已知条件，试确定相机常数Lλ值。
3 已知一多晶金膜的电子衍射花样的第二环半径为：R2=16. 5 mm, 试求其第一环和第三环的半径值。
作业03：1 已知：点阵常数a=0.25 nm，R1＝R2＝12.8 mm, R3= 18.1mm，＜R1R2= 90°, ＜R1R3＝45°，Lλ＝32 mmÅ，且此晶体为简单立方，试标定该衍射花样。
2 已知：点阵常数a =0.292 nm，R1＝15.92 mm, R2＝19.0 mm，R3= 10.44 mm，＜R1R2= 33.5°, ＜R2R3＝56.5°，Lλ＝12.42 mmÅ，试标定该衍射花样。
并说明此晶体为bcc晶体。
3 已知：点阵常数a=0.3523 nm，R1＝20.1 mm, R2＝7.94 mm，R3= 20.66mm，＜R1R2= 82°, ＜R1R3＝158°，＜R2R3＝76°, Lλ＝16.2 mmÅ，试标定该衍射花样。
并说明此晶体为fcc晶体。
现代材料分析技术――教学参考书：● 1 “金属电子显微分析”，谈育煦，机械工业出版社.● 2 “材料电子显微分析”，魏全金，冶金工业出版社.● 3 “金属电子显微分析”，陈世朴，机械工业出版社.● 4 “透射电子显微学”，黄孝瑛，上海科技出版社.● 5 “金属物理分析方法” (二)，陈梦谪, 冶金工业出版社.● 6 “Prectical Electron Microscopy in Materials Science”，J. W. Edington, MacMillan Press.●7 “Transmission electron microscopy of materials”,G. Thomas, M. J. Goringe, John Wiley & Sons.。
材料研究方法作业答案
材料研究方法第二章思考题与习题一、判断题√1．紫外—可见吸收光谱是由于分子中价电子跃迁产生的。
×2．紫外—可见吸收光谱适合于所有有机化合物的分析。
×3．摩尔吸收系数的值随着入射波光长的增加而减少。
×4．分光光度法中所用的参比溶液总是采用不含待测物质和显色剂的空白溶液。
×5．人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围是200~400nm。
×6．分光光度法的测量误差随透射率变化而存在极大值。
√7．引起偏离朗伯—比尔定律的因素主要有化学因素和物理因素，当测量样品的浓度极大时，偏离朗伯—比尔定律的现象较明显。
√8．分光光度法既可用于单组分，也可用于多组分同时测定。
×9．符合朗伯—比尔定律的有色溶液稀释时，其最大吸收波长的波长位置向长波方向移动。
×10．有色物质的最大吸收波长仅与溶液本身的性质有关。
×11．在分光光度法中，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测定溶液浓度越大，吸光度也越大，测定的结果也越准确。
（）√12．有机化合物在紫外—可见区的吸收特性，取决于分子可能发生的电子跃迁类型，以及分子结构对这种跃迁的影响。
（）×13．不同波长的电磁波，具有不同的能量，其大小顺序为：微波＞红外光＞可见光＞紫外光＞X射线。
（）×14．在紫外光谱中，生色团指的是有颜色并在近紫外和可见区域有特征吸收的基团。
（）×15．区分一化合物究竟是醛还是酮的最好方法是紫外光谱分析。
（）×16．有色化合物溶液的摩尔吸光系数随其浓度的变化而改变。
（）×17．由共轭体系π→π*跃迁产生的吸收带称为K吸收带。
（）√18．红外光谱不仅包括振动能级的跃迁，也包括转动能级的跃迁，故又称为振转光谱。
（）√19．由于振动能级受分子中其他振动的影响，因此红外光谱中出现振动偶合谱带。
（）×20．确定某一化合物骨架结构的合理方法是红外光谱分析法。
材料分析方法习题
注： *的多少仅代表该题可能的难易程度。
第一章 X 射线物理学基础1、X 射线有什么性质，本质是什么？波长为多少？与可见光的区别。
（*）2、什么是X 射线管的管电压、管电流？它们通常采用什么单位？数值通常是多少？（*）3、X 射线管的焦点与表观焦点的区别与联系。
（*）4、X 射线有几种？产生不同X 射线的条件分别是什么？产生机理是怎样的？晶体的X 射线衍射分析中采用的是哪种X 射线？（*）5、特征X 射线，连续X 射线与X 射线衍射的关系。
（*）6、什么是同一线系的特征X 射线？不同线系的特征X 射线的波长有什么关系？同一线系的特征X 射线的波长又有什么关系？7、什么是临界激发电压？为什么存在临界激发电压？（**）8、什么是、射线？其强度与波长的关系。
什么是、射线其强度与波长的关系。
（**）αK βK 1αK 2αK 9、为什么我们通常只选用Cr 、Fe 、Co 、Ni 、Mo 、Cu 、W 等作阳极靶，产生特征X 射线的波长与阳极靶的原子序数有什么关系。
10、 什么是相干散射、非相干散射？它们各自还有什么名称？相干散射与X 射线衍射的关系。
（*）11、 短波限，吸收限，激发限如何计算？注意相互之间的区别与联系。
（**）12、 什么是X 射线的真吸收？比较X 射线的散射与各种效应。
（*）13、 什么是二次特征辐射？其与荧光辐射是同一概念吗？与特征辐射的区别是什么？（**）14、 什么是俄吸电子与俄吸效应，及与二次特征辐射的区别。
（**）15、 反冲电子、光电子和俄歇电子有何不同? （**）16、 在X 射线与物质相互作用的信号中，哪些对我们进行晶体分析有益？哪些有害？非相干散射和荧光辐射对X 射线衍射产生哪些不利影响？（**）17、 线吸收系数与质量吸收系数的意义。
并计算空气对CrK α的质量吸收系数和线吸收系数（假如空气中只有质量分数80%的氮和质量分数20%的氧，空气的密度为1.29×10-3g/cm 3）(**)18、 阳极靶与滤波片的选择原则是怎样的？（*）19、 推导出X 射线透过物质时的衰减定律,并指出各参数的物理意义。
2021教资考试《综合素质》材料分析范例及解答
2021教资考试《综合素质》材料分析范例及解答1.促进学生交往材料分析：这学期，我新接手了一个班级，一段时间下来，一个叫小林的同学引起了我的注意。
他平日里沉默寡言，总是穿着一身脏兮兮的校服，背着一个似乎从未洗过的书包。
他座位前后排的同学桌子拉的都离他很远，下课也没有人和他玩，他好像坐在一个孤岛上。
我曾试图与他交谈，但他几乎不与我互动。
后来，从教过他的王老师那里了解到，小林从小父母离异，双方都不愿抚养他，是他年迈多病的奶奶一直照顾着他。
王老师叹了口气，说道：“这孩子挺可怜的，可他自己也不争气，学习不上心，还不讲卫生，你看他的手、脸几星期都不洗一次，老师说了多少次，他还是那样。
班里同学也不喜欢他，不知道谁给他起了个外号‘臭鼬’就这么传开了。
咱们想帮他也是心有余而力不足啊！”听了王老师的一番话，我心里很不是滋味，作为小林的班主任，我必须帮他。
第二天，我在办公室放了一条新毛巾，等小林到校后，把他叫到办公室，把他的手、脸洗干净，把镜子放在他面前，夸了他一句“看，还挺帅的嘛！”他显得有点不好意思，我顺势鼓励他要保持讲卫生的好习惯。
此外，在课堂上我给他更多的关注，让他回答一些力所能及的问题，并及时给予鼓励和表扬。
课后，我找机会跟他聊天，当面批改他的作业，并对他的错题进行有针对性的讲解。
一段时间后，我发现小林的个人卫生习惯有所改进，学习也有所进步，可他似乎还是有意无意地躲着我，课间总是一个人坐在座位上发呆，既不跟同学玩也不跟老师聊天。
看得出来，他依然没有朋友，还是那么孤独。
请结合案例，作为班主任，你应如何对待和帮助班级中像小林这样的学生。
要求：有针对性，条理清晰，字数不超过300字。
【参考答案】假如我是班主任，我会采取以下做法：（1）作为班主任，我应了解和研究小林，找出小林离群索居的原因，也要找到不讲卫生的习惯形成的原因，然后有针对性的进行教育，做到有的放矢。
（2）做好后进生教育工作：做到关心爱护他，尊重该生人格，寻找他的“闪光点”培养并激发他的学习动机，寻找学习和合作的伙伴。
材料分析测试技术作业
第三章 X 射线衍射强度6.，用Cu K αX 射线得到W(bcc)的Debye —Scherrer 图形，最初的4根线条的位置如下：衍射线 θ1 20.3︒2 29.2︒3 36.7︒4 43.6︒请标出各X 射线的干涉指数（由式（2.19）和附录16确定），然后计算各衍射线的积分强度。
已知：2d sin θ=λ,d=ａ,λ=0.1542nm,ｗａ=0.31648nmW 为体心立方结构，F=2f Ｗ；θ１= 20.3︒,θ２= 29.2︒,θ３= 36.7︒θ４= 43.6︒，sin θ２=4aλ２２２２２（ｈ＋ｋ＋ｌ）解： sin 20.3 =0.15420.31648２２２２２（ｈ＋ｋ＋ｌ）４＊ {h k l}={1 1 0}sin 29.2２=0.15420.31648２２２２２（ｈ＋ｋ＋ｌ）４＊ {h k l}={2 0 0} sin 36.7２=0.15420.31648２２２２２（ｈ＋ｋ＋ｌ）４＊ {h k l}={2 1 1}sin 43.6２=0.15420.31648２２２２２（ｈ＋ｋ＋ｌ）４＊ {h k l}={2 2 0}1sin =2.25θλ 查附表3（p284）→1f =58.5, 21F =136892sin =3.16θλ查附表3（p284）→2f =51.73, 22F =107043sin =3.88θλ查附表3（p284）→3f =46.9 23F =87983sin =4.47θλ查附表3（p284）→4f =43.47 24F =7559由{h k l}查附录5（p285）:1P =12,2P =6,3P =24,4P =12,(注{2 1 1}包含（1 1 2），故可用（1 1 2）代替{2 1 1}) 根据θ查附录6（p285）:212111+cos 2=sin cos θθθ13.97，222221+cos 2=sin cos θθθ 6.135232331+cos 2=sin cos θθθ 3.777，242441+cos 2=sin cos θθθ 2.911根据公式:I 相对=22-221+cos 2=P ()()sin cos M I F A e θθθθ相对 取θ=20.3︒时，取1I 相对=10，(粗略计算可忽略-2()M A e θ)22-21121122-22222221+cos 2P ()()sin cos 10=1+cos 2P ()()sin cos MMF A e I F A e θθθθθθθθ相对，2I 相对=1.7222-21121122-23322331+cos 2P ()()sin cos 10=1+cos 2P ()()sin cos MMF A e I F A e θθθθθθθθ相对，3I 相对=3.4822-21121122-24422441+cos 2P ()()sin cos 10=1+cos 2P ()()sin cos MMF A e I F A e θθθθθθθθ相对，4I 相对=1.15最后将{h k l}、θ、sin θλ、w f 、2F 、P 、221+cos 2()sin cos θθθ、计算的强度等整理成如下表：。
材料结构分析作业参考
现代材料分析方法作业第一章作业X-射线的产生：高速运动的电子与物质碰撞时被突然减速或停止运动，其大部分动能（~99%）转变为热能使物体升温，而一小部分动能（~1%）则转变为光能以X射线形式向外界释放。
产生X-射线必须具备的基本条件：• 1. 产生自由电子（如加热钨丝发射热电子）• 2. 加速电子使其高速定向运动（在阴极、阳极间施加高压）• 3. 在电子运动路径上设置障碍物（阳极靶）使其减速X-射线的本质是一种电磁波，它具有波粒二象性波动性：X-射线以一定的频率和波长在空间传播，在传播过程中能发生干涉、衍射现象。
粒子性：X-射线是由大量以光速运动的粒子（光量子）组成的粒子流，具有一定的质量、动量和能量X-射线的波长范围为10~0.001nm；用于晶体结构分析的X-射线波长为0.25~0.05nm；用于材料探伤的X-射线波长为0.1~0.005nm。
一般波长短的X-射线称为硬X-射线(<0.1nm)，波长长的X-射线称为软X-射线(10~0.1nm)。
1、描述X射线连续谱中的短波限产生的原因和影响因素。
原因: 能量为eV的电子与阳极靶碰撞产生光子，因此光子的能量应小于或最多等于电子的能量。
因此光子能量有其频率上限（）或波长下限（短波限）。
式中：e —电子电荷，4.803×10-10静电单位，1.602×10-19库仑影响因素：管压V，阳极靶材2、叙述滤波片的选择原则及其作用。
滤波的选择原则是其K吸收限刚好位于入射X射线的Kα与Kβ之间，并且尽量靠近Kα。
这样入射X射线中能量较高的Kβ成分因能激发滤波片的K系荧光而被大部分吸收掉，而能量较低的Kα成分因不能激发滤波片的K系荧光被吸收的程度较小。
滤波片过厚，它对Kα的吸收也增加。
但是实践表明， Kα的强度被吸收到原来的1/2时， Kβ/Kα的强度比将由原来的1/5降至1/500左右。
滤波片的材料应根据X射线源阳极靶材决定，滤波片的厚度可由吸收定律计算。
【VIP专享】材料分析测试方法作业题
第1章 X 射线物理学基础(P11、12)1、名词解释：连续X 射线、特征X 射线、相干散射、非相干散射、光电效应、荧光辐射、荧光X 射线、俄歇效应、吸收限(激发限)2、（P11 第6题）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。
3、（P11 第10题）已知钼的＝0.71Å，铁的＝1.93 Å及钴的=1.79Å，试求光子的αλK αλK αλK 频率和能量。
4、（P11 第10题）已知钼的λK =0.619Å，试计算钼的K 激发电压。
已知钴的K 激发电压U K =7.71kV ，试求其λK 。
5、（P12 第13题）试计算含Wc=0.8％，W Cr ＝4％，Ww ＝18％的高速钢对Mo 辐射的αK 质量吸收系数。
6、（P12 第15题）什么厚度的镍滤波片可将Cu 辐射的强度降低至入射时的70％?如果αK 入射X 射线束中和强度之比是5:l ，滤波后的强度比是多少?已知αK βK ＝49.03cm 2／g ，=290cm 2／g 。
αμm βμm 第二章X 射线衍射原理（P30、31）1、当波长为λ的X 射线照射到晶体并出现衍射线时，相邻两个（hkl ）反射线的波程差是多少？相邻两个（HKL ）反射线的波程差又是多少？2、为什么倒易点阵中的倒易点能代表相应结构晶体中的同指数的一组平行晶面？3、写出厄瓦尔德图解法步骤，并用厄瓦尔德图解法证明布拉格方程。
4、α-Fe 属立方晶系，点阵参数a=0.2866nm 。
如用CrK αX 射线（λ=0.2291nm）照射，试求：（1）（110）、（200）及（211）可发生衍射的掠射角；（2）110衍射线对应的原子散射因子f 。
5、分别推导体心立方结构和面心立方结构晶胞的结构因子|F hkl |2。
6、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？7、影响多晶体衍射线强度的各因子的物理意义是什么？8（P30 第6题）今有一张用Cu K α辐射摄得的钨(体心立方)的粉末图样，试计算出头4根线条的相对积分强度(不计e -2M 和A(θ))。
2020教师资格考试【每日一测】材料分析题
2020教师资格考试【每日一测】材料分析题【一材料分析】在实际的教学中，有的教师对学生作业采用“漏一补十”“错一罚十”的做法，你怎样看待这一现象？请运用记忆的有关规律加以分析。
(4分)答案：案例中教师对学生作业采用“漏一补十”“错一罚十”的做法是错误的。
过多过量的惩罚会引起学生的反感，从而导致学习积极性下降。
从记忆的有关规律来看，首先，教师在给学生布置任务的时候要让学生明确识记的目的和任务。
识记的目的和任务是影响记忆效果的一个重要原因，目的任务越明确、具体，识记效果越好。
因此，要求学生识记前，应向学生提出明确具体的识记任务，让学生知道应当识记什么、识记到何种程度等。
同时，还应训练学生主动、自觉地提出学习和记忆的目的任务。
其次，充分利用无意识记的规律组织教学。
虽然在一般情况下有意识记比无意识记效果好些，但有意识记需要意志努力，时间一长，会使人疲倦。
而无意识记是一种很轻松的识记。
所以在教学中，教师的讲课必须要生动形象，难度适中，教学形式要新颖、多样化，使学生能凭无意识记记住更多的知识。
再次，使学生理解所识记的内容并把它系统化只有理解了的、系统化了的知识，才能长久地保持在记忆中，并在需要的时候提取出来。
因此，教学的主要任务就是通过教师的讲解，使学生利用思维去理解所学的内容，使之对其建立起多方面的联系。
教师还应把讲授的内容系统化，如果能把要识记的内容归结为公式、定理或归纳为几个方面，写成提纲，择要而记，就能有更好的识记效果。
最后，充分利用生动、具体的形象和表象进行教学一般地说，具体、形象的东西比抽象、言语的东西更容易识记。
因此，在教学过程中，教师应尽量利用生动的形象和表象帮助学生记忆。
【二材料分析】一位小学数学教师教学生“千克的初步认识”时，在用教具——天平来称粉笔时，忘了拆下天平物盘下的胶垫，出现了第一次称一支粉笔为100克，第二次称一支粉笔为10克的情况，而该老师把两次测量的10倍之差，向学生解释为天平这种测量工具造成的误差。
材料微观分析作业题答案(一)
材料微观分析作业题答案(一)第一章1.衍射分析用的单色X射线采用的阳极靶材料的哪种标识X射线、滤波片材料的原子序数与阳极靶材料的原子序数关系如何？滤波片吸收限λk与阳极靶材料的标识X射线波长是什么关系？答：①采用Kα标识X射线。
②40Z<靶时，=-1Z Z片靶；40Z≥靶时，=-2Z Z片靶③kλ刚好位于辐射源的Kα和Kβ之间并尽可能靠近Kα2、X射线与物质相互作用时，产生哪两种散射？各有什么特点？哪种散射适用于X射线衍射分析？什么方向是晶体对X射线的衍射方向？答：相干散射、非相干散射。
相干散射：振动频率与入射X射线的相同，这些散射波之间符合振动方向相同、频率相同、位相差恒定的光的干涉条件。
适用于X射线衍射分析。
非相干散射：X射线波长增长并与原方向偏离2θ角，散布于空间各个方向的量子散射波与入射波的波长不相同，位相也不存在确定的关系。
入射波长越短，被照射物质元素越轻。
不能参与晶体对X射线的衍射。
3、X射线是怎么产生的？什么是标识X射线（特征X射线）谱？什么是连续X射线谱？两种谱的产生机理和特点。
答：①X射线的产生：X射线是由高速运动的带电粒子与某种物质相撞击后猝然减速，且与该物质中的内层电子相互作用产生的。
②若我们对X射线管施加不同的电压，在用适当的方法去测量由X射线管发出的X射线的波长和强度，便会得到X射线强度与波长的关系曲线，称之为X射线光谱。
·在管压很低，小于20kV时的曲线是连续变化的，故而称这种X射线谱为连续谱·当电压继续升高，大于某临界值时，突然在连续谱的某个波长处出现强度峰，峰窄而尖锐，改变管电流、管电压，这些谱线只改变强度而峰的位置所对应的波长不变，即波长只与原子序数有关，与电压无关，叫做特征X射线。
4、根据原子结构的模型，阐述封闭式热阴极X射线管中K系标识X射线的产生。
（画图说明）材料微观分析作业题答案(一)6、什么叫X射线光电效应？什么叫荧光X射线？俄歇电子？答：①X射线光电效应：入射X射线的光子与物质原子中电子相互碰撞时产生的物理效应，称为X射线的光电效应。
红外光谱材料分析与测试技术作业-PPT
例:水分子(非线性分子) 振动自由度数＝3 ×3 －6 ＝3
红外谱图上得峰数往往少于基本振动得数目。原因: (1)红外非活性振动:分子偶极距不发生变化 (2)峰得简并:振动频率完全相同,吸收带重合 (3)峰得掩盖:宽而强得吸收峰掩盖频率相近得窄
8、振动耦合效应与费米共振 振动耦合效应:当两个振动频率相同或相近得基团在分子中靠得很近时 ,她们得振动可能产生相互影响,使吸收峰裂分为两个,一个高于原来得 频率,一个低于原来得频率。 费米共振:当某一振动得倍频或组频位于另一强得基频附近时,由于相 互产生强烈得振动耦合作用,使原来很弱得泛频峰强化,或出现裂分双 峰,这种特殊得振动耦合称为费米共振。 9、互变异构 如果分子有互变异构现象发生,吸收峰将发生位移。
根据普朗克方程,发生振动能级跃迁需要能量得大小取 决于键两端原子得折合质量和键得力常数,即取决于分 子得结构特征。
结论: (1)化学键越强,K 越大,振动频率越高; (2)二原子μ越大,振动频率越低。
二分子得振动能级与吸收峰位置
分子得振动能级就是量子化得,相应能级得能量为: E振=(V+1/2)hν
V :振动量子数,其值可取0,1,2,3 …等整数 ν :化学键得振动频率
E1 = 1/2 hν E2 = 3/2 hν ……
△E=E2-E1= hν
……
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
分子振动能级就是量子化得,振动能级差得大小与分子得结 构密切相关。分子振动吸收能量等于其振动能级差得频率 得光。
二、分子外部因素对峰位得影响
外部因素包括:样品得物理状态、溶剂、仪器等。
1、样品得物理状态。 气态分子吸收峰尖锐,有时会出现转动能级跃迁引起得精细结构 小峰。 液态分子之间距离减小,作用力增强,谱带变宽,精细结构减弱或消 失,频率降低。 固态分子红移程度增大,振动耦合使谱带增多
现代材料分析作业及详解
查阅相关资料，完成本次作业一、辨析概念（1）吸收光谱、发射光谱与散射光谱；（2）线光谱、带光谱与连续光谱；（3）瑞利散射和拉曼散射；（4）辐射跃迁与非辐射跃迁；（5）共振线与灵敏线。
二、试比较下列名词术语（1）元素定性分析与物性定性分析；（2）元素定量分析与物性定量分析；（3）物相定性分析与化合物结构定性分析；（4）化合物结构定性分析与结构分析；（5）化合物定性分析与定量分析；（6）元素分析与组分分析；（7）微区结构分析与微区形貌观察。
三、简答1、何谓满带、禁带、价带、导带？2、辨析点阵与阵胞、点阵与晶体结构、阵胞与晶胞的关系。
3、电子与固体作用产生多种信号，哪些对应入射电子？哪些是由电子激发产生的？4、电子吸收与光子吸收有何不同？5、分子能级跃迁有哪些类型？紫外、可见光谱与红外光谱相比，各有何特点？四、思考1、一般来讲，材料现代分析各种方法的检测过程大体可分为哪几个步骤？各种不同分析方法的根本区别是什么？2、试比较X射线光电子能谱分析、紫外光电子能谱分析及俄歇电子能谱分析的应用特点。
3、分别在简单立方晶胞和面心立方晶胞中表标明（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？问什么？4、入射X射线比同样能量的入射电子在固体中穿入深度大的多，而俄歇电子与X 光电子的逸出深度相当。
这是为什么？5、试为下述分析工作选择你认为恰当的一种或几种分析方法：（1）钢液中Mn、S、P等元素的快速滴定定量分析；（2）区分FeO、Fe2O3和Fe3O4；（3）测定Ag的点阵常数；（4）黄金制品中含金量的无损检测；（5）某聚合物的价带结构分析；（6）某半导体的表面能带结构测定；（7）固体表面元素定性分析及定量分析；（8）砂金中含金量的检测；（9）某薄膜样品中极小弥散颗粒的物相鉴定；（10）淬火钢中孪晶马氏体与位错马氏体的形貌观察；（11）推断分子式为C8H10O的化合物之结构。
材料分析和测试作业
材料分析和测试作业作业尽量在10/28交，不想交的话，也可以在11/4交。
注：【1-10】表示晶列指数为一、负一、零的晶列。
（0-11）为晶面指数为零、负一、一的晶面，其余的类似。
不要写在纸上的时候写错了。
1、在立方点阵中画出下面的点阵面和节点方向（010），（0-11），（113）【1-10】【201】【101】。
2、将下面几个干涉面（属立方晶系）按面间距的大小排列，（123），（100），（-200），（31-1），（1-21），（210），（110），（-221），（030），（130）。
3、证明（110），（121），（312）属于【111】晶带。
4、晶面（110），（311），（132）是否属于同一晶带？若是，晶带轴是什么？再指出属于这个晶带的其他几个晶面。
5、当X射线在原子列上反射时，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，则此方向必然不存在反射，为什么?6、当波长为a的X射线在晶体上发生衍射时，相邻两个(hkl)晶面衍射线的波程差是多少？相邻两个HKL干涉面的波程差又是多少？7、对于晶粒直径分别为100nm,75nm,50nm,25nm粉末衍射图形，请计算由于晶粒细化引起的衍射线条宽化幅度B（设θ=45度，λ=0.15nm）。
对于晶粒直径为25nm的粉末，计算衍射角为，10度，45度，80度时的B值。
（B=（Kλ）/(D cosθ），K=0.89,D是晶粒直径，θ是衍射角，λ是X 射线波长)。
8、用波长为0.154184nm的X射线辐射在20摄氏度下得到的Cu、Pb的衍射图形中，最大衍射角的衍射线条受原子热振动的影响，其衍射强度将减少百分之几？9、有如下晶体结构的元素：(a)晶胞A：单胞中有2个原子，位于000,1/2 1/2 0，a=0.2nm，c=0.3nm,底心正方晶体，(b)晶胞B：单胞中只有一个原子，位于000，正方晶体。
推导出各单胞简化的结构因子，求用波长为0.154184nm的X射线得到的粉末图形中最初四条衍射线（F不为0）的位置。
材料分析测试方法作业题
材料分析测试方法作业题第一章x射线物理学基础（第11、12页）1、名词解释：连续x射线、特征x射线、相干散射、非相干散射、光电效应、荧光辐射、荧光x射线、俄歇效应、吸收限(激发限)2.（第11页问题6）计算电子与目标碰撞时的速度和动能，以及管电压为50kV时发射的能量连续谱的短波限和光子的最大动能。
3.（P11问题10）已知钼？k？＝0.71?，铁k？＝1.93? 钴呢？k？=1.79?，试着找出光子的频率和能量。
4、（p11第10题）已知钼的λk=0.619?，试计算钼的k激发电压。
已知钴的k激发电压uk=7.71kv，试求其λk。
5.（第12页问题13）尝试计算含WC=0.8%、WCR=4%、WW=18%的高速钢对Mok的影响？辐射的质量吸收系数。
6、（p12第15题）什么厚度的镍滤波片可将cuk?辐射的强度降低至入射时的70％?如果入KK呢？强度比为5:1。
过滤后的强度比是多少？知道吗？m？＝49.03cm2／gm=290cm2／g。
第二章X射线衍射原理（p30、31）1.当X射线照射晶体并衍射时，波长为λ时，两条相邻（hkl）反射射线之间的波径差是多少？两条相邻（hkl）反射光线之间的波径差是多少？2、为什么倒易点阵中的倒易点能代表相应结构晶体中的同指数的一组平行晶面？3.编写erwald图解法的步骤，并用erwald图解法证明Bragg方程。
4、α-fe属立方晶系，点阵参数a=0.2866nm。
如用crkαx射线（λ=0.2291nm）照射，试求：（1）（110）、（200）及（211）可发生衍射的掠射角；（2）110衍射线对应的原子散射因子f。
5.分别推导了BCC和FCC晶胞的结构因子| fhkl | 2。
6、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？7.影响多晶体衍射强度的因素的物理意义是什么？8（p30第6题）今有一张用cukα辐射摄得的钨(体心立方)的粉末图样，试计算出头4根线条的相对积分强度(不计e-2m和a(θ))。
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。
现代材料测试技术作业
现代材料测试技术作业第一章X射线衍射分析一、填空题1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种。
2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即、、。
3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要求是、、。
4、利用吸收限两边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六种，它们分别是、、、、、。
6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、、。
7、特征X射线产生的根本原因是。
8、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、和字顺索引。
9、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分、、三种。
10、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：和11、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。
12、用于X射线衍射仪的探测器主要有、、、，其中和应用较为普遍。
13、X射线在近代科学和工艺上的应用主要有、、三个方面14、X射线管阳极靶发射出的X射线谱分为两类、。
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；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。
二、名词解释X-射线的吸收、连续x射线谱、特征x射线谱、相干散射、非相干散射、荧光辐射、光电效应、俄歇电子、质量吸收系数、吸收限、X-射线的衰减三、问答与计算1、某晶体粉末样品的XRD数据如下，请按Hanawalt法和Fink法分别列出其所有可能的检索组。
2、产生特征X射线的根本原因是什么3、简述特征X-射线谱的特点。
4、推导布拉格公式，画出示意图。
5、回答X射线连续光谱产生的机理。
6、简述以阴极射线的方式获得X射线所必须具备的条件。
7、简述连续X射线谱的特征8. x射线衍射仪对x光源的要求、光源单色化的方法9. 测角仪的调整要求10. 测角仪的工作原理以及各狭缝作用11. 哈纳瓦特与芬克索引的规则12. 定性物相分析的注意事项电子显微分析部分（第2、3、4章）一、填空题1、电子显微分析是利用聚焦电子束与试样物质相互作用产生的各种物理信号，分析试样物质的、和。
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作业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与质量,=h mv若电子速度较低,则它的质量与静止质量相似;若电子速度具有极高,则必须经过相对论校正。
·电子波与光波异同:不同:不能通过玻璃透镜会聚成像。
但就是轴对称的非均匀电场与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与质量,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。
补充:光学显微镜的分辨本领取决于照明光源的波长。
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。
电子运动的轨迹就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3、电磁透镜的像差就是怎样产生的,如何消除与减少像差？像差有几何像差(球差、像散等)与色差球差就是由于电磁透镜的中心区域与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与缩小成像时的孔径半角来实现像散就是由透镜磁场的非旋转对称而引起的;透镜磁场不对称,可能就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。
像散可通过引入一个强度与方向都可以调节的矫正电磁消像散器来矫正色差就是由于入射电子波长(或能量)不同造成的;使用薄试样与小孔径光阑将散射角大的非弹性散射电子挡掉,也可以采取稳定加速电压的方法来有效减小色差。
4、说明影响光学显微镜与电磁透镜分辨率的关键因素就是什么？如何提高电磁透镜分辨率？光学显微镜的分辨本领取决于照明光源的波长;球差就是限制电磁透镜分辨本领r 变大,的主要因素;孔径半角α减小,球差减小,但从衍射效应来瞧,α减小使分辨本领下降,关键就是电磁透镜确定电磁透镜的最佳孔径半角,使衍射效应Airy斑与球差散焦斑尺寸大小相等,表明两者对透镜分辨本领影响效果一样。
5、电磁透镜景深与焦长主要受哪些因素影响？说明电磁透镜的景深大、焦长长,就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,此时它的景深与焦长如何？景深受分辨本领与孔径半角α的影响焦长受分辨本领、放大倍数与孔径半角的影响电磁透镜景深大、焦长长,就是孔径半角α影响的结果分辨率极高,景深与焦长将减小(趋于0)1.透镜电镜主要由几大系统构成？各系统之间关系如何？透射电镜由电子光学系统、电源与控制系统、真空系统三部分组成。
电子光学系统就是核心,其它两个部分为辅助部分,三大系统相互联系,缺一不可。
2.照明系统的作用就是什么？它应满足什么要求？作用:提供一个亮度高,照明孔径角小,平行度好,束流稳定的照明电子束。
为满足明场与暗场成像需要,照明束可在2º~3º范围内倾斜。
3.成像系统的主要构成及其特点就是什么？构成:成像系统主要由物镜、中间镜与投影镜组成。
1）物镜。
特点:⑴就是强激磁短焦距的透镜(ƒ=1~3mm),透射电子显微镜分辨本领的高低主要取决于物镜;⑵放大倍数较高,一般在100~300倍;⑶最高分辨率可达0、1nm左右。
物镜的背焦面上有物镜光阑(4)在电子显微镜进行图像分析时,物镜与样品之间的距离总就是固定不变的。
2）中间镜。
特点:⑴弱激磁长焦距;⑵可变倍率,可在0~20倍调节(其放大倍数大于1,放大物镜像;放大倍数小于1时,缩小物镜像)。
主要利用中间镜的可变倍率来控制电镜的放大倍率数。
3）投影镜。
特点:(1)强激磁短焦距透镜;孔径角很小,因此景深与焦长都非常大。
作用就是把中间镜放大(或者缩小)的像(或者衍射花样)进一步放大,并投在荧光屏上。
4.分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜(像平面与物平面)之间的相对位置关系,并画出光路图。
(要知道)成像操作:如果把中间镜的物平面与物镜的像平面重合,则在荧光屏上得到一幅放大像,这就就是成像操作(要知道)衍射操作:如果把中间镜的物平面与物镜的背焦面重合,则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样,这就就是衍射操作光路图如下:图透射电镜成像系统的两种基本操作(a)将衍射谱投影到荧光屏(b)将显微像投影到荧光屏5.透射电镜中有哪些主要光阑,在什么位置？其作用如何？透射电镜中有聚光镜光阑、物镜光阑、选区光阑三类主要光阑。
1)聚光镜光阑——第二聚光镜下方,限制照明孔径角。
2)物镜光阑(衬度光阑)——常安放在物镜的后焦面上,作用就是①减小物镜孔径角,以减小像差,获得衬度较大的、质量较高的显微图像;②在物镜的后焦面上套取衍射束的斑点(副焦点)成像——获得暗场像。
3)选区光阑(场限光阑或视场光阑)——常安放在物镜的像平面上。
主要作用:用于选区衍射,也就就是选择样品上的一个微小的区域进行晶体结构分析,限制电子束只能通过光阑孔限定的微区成像。
6.点分辨率与晶格分辨率有何不同？同一电镜的这两种分辨率哪个高？为什么？1)点分辨率:透射电镜刚能分清的两个独立颗粒的间隙或中心距离。
在非相干照明条件下,点分辨率就是振幅衬度。
2)晶格分辨率:当电子束射入样品后,通过样品的透射束与衍射束间存在位相差。
由于透射与衍射束间的位相不同,它们间通过动力学干涉在相平面上形成能反映晶面间距大小与晶面方向的条纹像,即晶格条纹像晶格分辨率与点分辨率就是不同的,点分辨率就就是实际分辨率,晶格分辨率的晶格条纹像就是因位相差引起的干涉条纹,实际就是晶面间距的比例图像。
晶格分辨率更高。
1.复型样品在透镜电镜下的衬度就是如何形成的？衬度就是指在荧光屏或照片底片上,眼睛能观察到的光强度或感光度的差别。
1)所谓小孔径角成像就是指在物镜背焦平面上沿径向插入一个小孔径的物镜光阑,挡住散射角大于α的电子,只允许散射角小于α的电子通过物镜光阑参与成像,而图像的衬度就取决于透过物镜光阑投影到荧光屏或照相底片上不同区域的电子强度差别。
2)质厚衬度原理就是建立在非晶体样品中原子对入射电子的散射与衍射电子显微镜小孔径角成像基础上的成像原理,就是就是解释非晶态样品电子显微图像衬度的理论依据。
补充:(掌握)质厚衬度原理:非晶(复型)样品电子显微图像衬度就是由于样品不同微区间存在原子序数或厚度的差异而形成的,即质厚衬度。
它就是建立在非晶样品中原子对电子的散射与透射电子显微镜小孔径成像的基础上的。
质厚衬度的成像原理见下图。
2、说明如何用透射电镜观察超细粉末的尺寸与形态？如何制备样品？关键工作就是粉末样品的制备,样品制备的关键就是如何将超细粉的颗粒分散开来,各自独立而不团聚。
制备样品:方法主要包括胶粉混合法与支持膜分散粉末法。
P1331、分析电子衍射与X衍射有何异同？相同:①原理相似,以满足(或基本满足)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也大致相似。
不同:①电子波波长比X射线短得多,在同样满足布拉格条件时,它的衍射角θ很小,π约为-210rad,X射线衍射角最大可接近2②进行电子衍射操作时采用薄晶样品,薄样品的倒易阵点会沿着样品厚度方向延伸成杆状,因此,增加了倒易阵点与埃瓦尔德球相交截的机会,结果使略为偏离布拉格条件的电子束也能发生衍射。
③因为电子波波长短,可以认为电子衍射产生的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(约高出四个数量级),故电子衍射束的强度较大,摄取衍射花样时曝光时间仅需数秒钟。
2.倒易点阵与正点阵之间的关系如何？倒易点阵与电子衍射斑点之间有何对应关系？·倒易点阵与正点阵之间的关系:①正倒点阵异名基矢点乘为0,同名基矢点乘为1,即******0a b a c b a b c c a c b ⋅=⋅=⋅=⋅=⋅=⋅=***1a a b b c c ⋅=⋅=⋅=②倒易矢量hkl g 垂直于正点阵中相应的(h,k,l)晶面,或平行于它的法向hkl N ;倒易点阵中的一个点代表的就是正点阵中的一组晶面。
③倒易矢量的长度等于正点阵中相应晶面间距的倒数,即1/hkl hkl g d =④对正交点阵,有*//a a ,*//b b ,*//c c ,*1a a =,*1b b =,*1c c= ⑤只有在立方点阵中,晶面法向与同指数的晶向就是重合(平行)的。
即倒易矢量hkl g 就是与相应的指数的晶[hkl]平行的。
·倒易点阵与电子衍射斑点之间的对应关系:电子衍射斑点就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。
3、用爱瓦尔德图解法证明布拉格定律以O 为中心,1λ为半径作一个球,入射波矢量为k r ,1k λ=。
此时若有倒易阵点G(指数为hkl)正好落在爱瓦尔德球的球面上,则相应的晶面组(hkl)与入射束方向比满足布拉格条件,而衍射束方向即OG u u u r ,或者写成波矢量为'k u u r ,其长度也为1λ。
根据倒易矢量的定义,*O G g =u u u u r r ,于就是得到'k k g -=u u r r r由O 向*O G 作垂线,垂足为D,因为g r //hkl N ,所以OD 就就是正空间中(hkl)晶面的方位,若它与入射束方向的夹角为θ,则有**sin O D OO θ=,sin 2g k θ=,1g d =,1k λ=⇒2sin d θλ= 4、何为零层倒易截面与晶带定理？说明同一晶带中各种晶面及其倒易矢量与晶带轴之间的关系。
·零层倒易截面:由于晶体的倒易点阵就是三位点阵,如果电子束沿晶带轴[uvw]的反向入射时,通过原点*O 的倒易平面只有一个,我们把这个二维平面叫做零层倒易面。
·晶带定理:因为零层倒易面上的各倒易矢量都与晶带轴[]r uvw =垂直,故有0hkl g r ⋅=u u u r r ,即0hu kv lw ++=。
这就就是晶带定理。