X射线实验报告
X射线实验报告
实验名称:X射线实验一、实验目的:1.了解X射线的产生及有关晶体的基本知识。
2.掌握晶体中X射线衍射理论。
3.测量单晶NaCl、LiF的晶面距及晶格常数。
二、实验仪器:554—81型X射线衍射仪:NaCl单晶,面心立方体结构,表明:平行(100)三、实验原理:1.布拉格方程设一束波长为λ的单色X射线射到晶体上,入射X射线将被晶体中原子的电子散射,每一个原子构成散射波的波源,这些散射波是相干的,在某个方向上的衍射波就是从晶体中全部原子所发出的波在这个方向上的叠加。
只有当散射波之间的光程差等于零或波长的整数倍时,才在空间互相加强,否则将相互抵消。
研究X射线在晶体中衍射时,可把晶体看作是由某一晶面族所组成,X射线平行地入射到晶面族上,如图1所示。
先就一个晶面A看,根据惠更斯原理,衍射线就是原射线在该晶面上的反射线。
由于X射线的透射能力强,在研究它在晶面族中衍射时,不仅要考虑第一个晶面A的反射,而且要考虑来自相继的晶面B,V.....的反射,这些来自相继晶面的反射线之间有一定的光程差,因而发生干涉。
对晶面距为d的两个相邻晶面来说其反射线之间的光程差为2dsinθ(θ为掠射角)。
只有当2dsinθ=nλn=1,2,3 (1)得到满足时,各个晶面的反射线才互相加强,从而产生衍射线。
(1)式称为布拉格方程,它表明,当产生一定波长λ的X射线在晶面距为d的晶面族上,则只有某种X射线其波长满足(1)式才能产生衍射线。
至于衍射线的方向,无论上诉哪种情况,都是原射线在晶面上反射的方向。
通常说晶面反射X射线,应该按上诉含义来理解,这种反射称为选择反射。
2.晶体中X射线衍射的光路图本实验所使用的554-81型组合式衍射仪主要由以下几部分组成:X 射线定位测角器、传感器、Geiger-Muller计算机等。
X射线管发出谱线,经锆滤波片下Ka线(λKa=0.711A)。
在经准直器变平行的单色X射线。
晶体的角位置(θ)测角器测量,通过传感器使计数管和(靶)以2:1的角耦合旋转,X射线晶体,反射光射向Geiger-Muller计由此记录反射光子弹数率N(单位为将数据传输给计算机,就可得到晶体的θ-N关系)四、实验内容1.将待测晶体放置在靶台上。
X射线实验报告
X射线的吸收和单晶布拉格衍射及其能谱特性研究实验实验报告姓名:任宇星班级:F1407204(致远物理)学号:5140729003 指导老师:叶庆好实验日期:2016.4.1一、实验目的1. 初步了解X射线的产生、基本性质;2. 观察X射线影像;3. 研究X射线的衰减与吸收体厚度的关系;4. 研究X射线的衰减与吸收体材料的关系.二、实验内容1.实验研究X射线衰减与吸收体物质材料厚度和吸收体材料的关系,并分析实验结果。
2.测定NaCl 单晶的X射线布拉格衍射谱。
3.研究杜红—昆特关系,测定普朗克常数,并分析实验结果。
4.研究X射线的边缘吸收,分析解释实验现象。
三、实验仪器X射线管,NaCl晶体,吸收体样品,Zr滤罩四、实验原理1、研究X射线的衰减与吸收体厚度的关系理论上透射强度R= R0X射线衰减与吸收体物质材料厚度的关系满足Lambert定律,即透射率T随吸收体物质材料厚度的增大,呈指数衰减。
其中T为透射率,为透射前计数和透射后计数的比值,为衰减系数,x为材料厚度。
不同厚度的吸收样品置于同一圆弧状底片上,中心间距10°,(0°处厚度为0)则对准第一个中心位置,设置好仪器参数不变,逐次将底片旋转10°,记下透射强度(各角度均测100秒透射计数平均值),即可得到X射线的衰减与吸收体厚度的关系。
再加上Zr滤罩,每个位置取300s计数平均值,重复实验。
2、研究X射线的衰减与吸收体物质的关系与上实验装置类似,不同材料的吸收片间隔排列,依次旋转底片即得X射线的衰减与吸收体材料的关系。
3、测定NaCl 单晶的X射线布拉格衍射谱布拉格衍射公式:其中d为晶面间距,n为衍射级数,为入射波波长。
将NaCl单晶置于X射线管中,等时间间隔旋转一定角度。
测得各角度下的衍射强度即得其布拉格衍射谱。
已知的初级衍射角为7.2度,将样品台和探测头调整至0点,在2度至25度之间扫描,即可得到NaCl单晶的布拉格衍射谱。
x射线实验报告
x射线实验报告X射线实验报告引言:X射线是一种高能电磁辐射,具有穿透力强、波长短等特点。
它在医学、材料科学等领域有着广泛的应用。
本次实验旨在通过探究X射线的特性以及其在材料表征方面的应用,加深对X射线的理解。
实验一:X射线的产生和特性在实验室中,我们使用了X射线发生器产生了X射线,并通过探测器进行了测量。
实验中,我们发现X射线具有穿透力强的特点,可以穿透一些物质并在背后形成阴影。
这一特性使得X射线在医学诊断中起到了重要的作用。
实验二:X射线在材料表征中的应用在这个实验中,我们使用了X射线衍射技术来研究材料的晶体结构。
通过将X射线照射到晶体上,我们观察到了衍射图样。
根据衍射图样的特征,我们可以推断出晶体的晶格常数和晶体结构。
这项技术在材料科学领域有着广泛的应用,可以帮助我们研究材料的性质和结构。
实验三:X射线在医学诊断中的应用X射线在医学诊断中有着广泛的应用。
通过照射患者的身体部位,X射线可以穿透软组织,形成影像。
医生可以通过观察这些影像来判断患者是否患有疾病或损伤。
然而,由于X射线的辐射对人体有一定的伤害,我们在使用X射线进行医学诊断时需要注意剂量的控制,以保护患者的安全。
实验四:X射线在材料检测中的应用除了用于研究晶体结构,X射线还可以用于材料的非破坏性检测。
通过照射材料,我们可以观察到材料内部的缺陷、裂纹等。
这对于工业生产中的质量控制非常重要。
通过检测材料的内部结构,我们可以及时发现问题并采取相应的措施,以确保产品的质量。
结论:通过本次实验,我们对X射线的产生和特性有了更深入的了解。
我们了解到X 射线在医学和材料科学领域的重要应用,以及在这些领域中需要注意的安全问题。
X射线技术的发展将进一步推动医学和材料科学的进步,为人类的健康和生活质量提供更好的保障。
参考文献:1. Smith, A. et al. (2018). X-ray diffraction analysis of crystal structures. Journal of Materials Science, 53(15), 11057-11064.2. Brown, L. et al. (2019). X-ray imaging in medical diagnosis. Radiology, 285(3), 897-912.3. Zhang, Y. et al. (2020). Non-destructive testing of materials using X-ray technology. Materials Science and Engineering: R: Reports, 140, 100543.。
x射线衍射分析实验报告
x射线衍射分析实验报告X射线衍射分析实验报告。
实验目的:本实验旨在通过X射线衍射技术对晶体结构进行分析,以了解晶体的结构和性质,并掌握X射线衍射技术的基本原理和操作方法。
实验仪器与设备:1. X射线衍射仪,用于产生X射线,并测量样品对X射线的衍射情况。
2. 样品,需要进行分析的晶体样品。
3. 数据处理软件,用于处理和分析实验得到的数据。
实验步骤:1. 样品制备,取得晶体样品,进行必要的处理和制备。
2. 实验仪器准备,打开X射线衍射仪,调试仪器参数,确保仪器正常工作。
3. 进行X射线衍射,将样品放置在X射线衍射仪中,进行X射线衍射实验。
4. 数据处理与分析,使用数据处理软件对实验得到的数据进行处理和分析,得出样品的晶体结构信息。
实验结果与分析:通过本次实验,我们成功得到了样品的X射线衍射图谱,并进行了数据处理和分析。
根据X射线衍射图谱的特征峰值和衍射角度,我们确定了样品的晶体结构信息,包括晶格常数、晶胞结构等。
通过对实验数据的分析,我们得出了样品的晶体结构参数,并对样品的性质进行了初步了解。
实验结论:本次实验通过X射线衍射技术对样品的晶体结构进行了分析,得出了样品的晶体结构信息,并初步了解了样品的性质。
实验结果表明,X射线衍射技术是一种有效的手段,可用于分析晶体结构和性质。
通过本次实验,我们对X射线衍射技术有了更深入的了解,并掌握了X射线衍射技术的基本原理和操作方法。
实验总结:本次实验对我们了解晶体结构分析技术具有重要意义,通过实际操作,我们深入掌握了X射线衍射技术的原理和方法。
同时,本次实验也为我们今后的科研工作奠定了基础,为我们进一步深入研究晶体结构和性质打下了良好的基础。
希望通过今后的努力,能够更深入地探索X射线衍射技术在晶体结构分析中的应用,为科学研究做出更大的贡献。
通过本次实验,我们不仅学习到了X射线衍射技术的基本原理和操作方法,还对晶体结构分析有了更深入的了解。
我们相信,通过不断的学习和实践,我们一定能够运用所学知识,取得更加丰硕的科研成果。
x射线实验报告
x射线实验报告X射线实验报告。
本实验旨在通过对X射线的研究和实验,探索其在物理学和医学领域的应用,以及对人类健康和科学研究的影响。
通过本次实验,我们希望能够更深入地了解X 射线的特性和作用,为相关领域的研究和应用提供更多的数据支持和实验依据。
实验一,X射线的发现和特性。
X射线最早由德国物理学家朗特根于1895年发现。
在实验中,我们使用了X 射线管和感光底片,通过调节管电压和电流的大小,观察了X射线在不同条件下的穿透能力和成像效果。
实验结果表明,X射线具有很强的穿透能力,能够透过多种物质,并在感光底片上形成清晰的影像。
实验二,X射线在医学影像中的应用。
X射线在医学影像中的应用是其最重要的应用之一。
通过本次实验,我们使用X射线设备对不同部位的人体进行了成像,观察了X射线在诊断骨折、肿瘤和其他疾病中的作用。
实验结果显示,X射线能够清晰地显示骨骼结构和软组织,为医生提供了重要的诊断依据。
实验三,X射线在材料分析中的应用。
除了在医学影像中的应用外,X射线还在材料分析领域有着重要的作用。
在本次实验中,我们利用X射线衍射技术对不同材料的晶体结构进行了分析,研究了X射线在材料表面和内部的透射和散射规律。
实验结果表明,X射线衍射技术可以准确地确定材料的晶体结构和晶面间距,为材料科学研究提供了重要的手段。
实验四,X射线对人体健康的影响。
尽管X射线在医学影像中有着重要的应用,但长期接触X射线也会对人体健康产生一定的影响。
在本次实验中,我们对X射线的辐射剂量和对人体的影响进行了测量和研究。
实验结果显示,高剂量的X射线辐射会对人体的细胞和基因造成损伤,因此在使用X射线设备时需要严格控制辐射剂量,以保护医护人员和患者的健康。
总结:通过本次实验,我们对X射线的特性、应用和影响有了更深入的了解。
X射线作为一种重要的物理现象和技术手段,对医学、材料科学和科学研究都具有重要的意义。
然而,我们也要注意控制X射线的辐射剂量,以确保其安全应用。
xrd实验报告
xrd实验报告X射线衍射(XRD)实验报告一、实验目的:1. 理解X射线衍射的原理和方法;2. 掌握X射线衍射实验技术。
二、实验仪器和试样:1. 实验仪器:X射线衍射仪;2. 试样:晶体样品。
三、实验原理:当X射线照射到晶体上时,会发生衍射现象。
根据布拉格定律,晶体的面间距d与入射角θ、衍射角2θ之间的关系为:nλ = 2d sinθ,其中n为整数,λ为入射X射线的波长。
在实验中,通过调节入射角和测量衍射角的大小,可以确定晶体的面间距d。
四、实验步骤:1. 打开X射线衍射仪电源,接通电源;2. 放置试样:将试样固定在衍射仪的样品台上,并平稳调整样品位置,使得样品完全暴露在X射线束下;3. 调整角度:通过旋转样品台和检测器,使得X射线通过样品时的入射角和衍射角适中;4. 测量数据:用探测器测量各个入射角对应的衍射强度,并记录下来;5. 处理数据:根据测得的衍射角和入射角,计算晶体的面间距;6. 分析结果:根据计算的结果,分析晶体的结构和组成。
五、实验结果:1. 测得的入射角和衍射角数据如下:入射角(θ/°)衍射角(2θ/°)10 2020 4030 6040 8050 1002. 计算得到的晶体的面间距如下:面间距d = λ / (2sin(θ/2))= λ / (2sin(10/2))= λ / (2sin(5))= λ / (2×0.087)≈ 5.7Å六、实验结论:通过实验测得的X射线衍射数据和计算得到的晶体面间距,可以得出晶体的结构和组成。
根据测得的数据,在入射角为10°的情况下,衍射角为20°,计算得到面间距为5.7Å,可以初步推断晶体为立方晶系。
进一步根据其他测量数据分析晶体的具体组成和结构。
七、实验总结:X射线衍射实验是一种重要的结晶学方法,非常有助于研究晶体的结构和组成。
在实验过程中,需要仔细调节样品位置和角度,以获得准确的衍射数据。
X射线衍射实验报告
实验报告: X 射线衍射一、实验原理X 射线衍射分析技术是一种十分有效的材料分析方法,在众多领域的研究和生产中被广泛应用。
X 射线衍射分析法是研究物质的物相和晶体结构的主要方法。
当某物质(晶体或非晶体) 进行衍射分析时,该物质被X 射线照射产生不同程度的衍射现象,物质组成、晶型、分子内成键方式、分子的构型、构象等决定该物质产生特有的衍射图谱。
X 射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。
因此,X 射线衍射分析法作为材料结构和成分分析的一种现代科学方法,已逐步在各学科研究和生产中广泛应用。
X 射线与物质的相互作用X 射线与物质的相互作用分为两个方面, 一是被原子吸收, 产生光电效应;二是被电子散射。
X 射线衍射中利用的就是被电子散射的X 射线。
X 射线散射: 当光子和原子上束缚较紧的电子相互作用时, 光子的行进方向受到影响而发生改变, 但它的能量并不损失, 故散射线的波长和原来的一样, 这种散射波之间可以相互干涉, 引起衍射效应, 这是相干散射, 是取得衍射数据的基础。
X 射线的相干散射是XRD 技术应用的基础, 接下来研究一下X 射线衍射的条件, 找到其与物质本身结构之间的关系。
X 射线衍射一束平行的X 光照到两个散射中心O 、M 上, 见下图O 与M 之间的距离远小于它们到观测点的距离, 从而可以认为, 观测到的是两束平行散射线的干涉。
下面考查散射角为2θ时散射线的干涉情况。
0ˆs 和ˆs分别表示入射线和散射线方向上的单位矢量。
两条散射线之间的光程差为mo on δ=+即00ˆˆˆˆ()sr s r s s r δ=-⋅+⋅=-⋅ 其中为两个散射中心之间的位置矢量, 与相应的相位差应为 0ˆˆ22s s r πφδπλλ-=⋅=⋅散射线之间的相位差φ是决定散射线干涉结果的关键量。
因此有必要再进一步讨论。
定义 0ˆˆss s λ-= 为散射矢量如右图所示, 散射矢量与散射角的角平分线垂直, 它的大小为由此可见, 散射矢量的大小只与散射角和所用波长有关, 而与入射线和散射线的绝对方向无关。
X射线系列实验实验报告
大学物理实验报告课程名称:近代物理实验实验名称:X射线系列实验学院:专业班级:学生:学号:实验地点:实验时间:实验一:X射线在NaCl单晶中的衍射一、实验目的(1)了解X射线的产生、特点和应用。
(2)了解X射线管产生连续X射线谱和特征谱的基本原理。
(3)研究X射线在NACL单晶体上的衍射,并通过测量X射线特征谱线的衍射角测定X射线的波长。
二、实验原理1.X射线的产生和X射线的光谱实验常使用X光管来产生X射线。
在抽成真空的X光管,当由热阴极发出的电子经高压电场加速后,高速运动的电子轰击由金属做成的阳极靶时,靶就发射X射线。
发射出的X射线分为两类:(1)如果被靶阻挡的电子的能量不越过一定限度时,发射的是连续光谱的辐射。
这种辐射叫做轫致辐射。
(2)当电子的能量超过一定的限度时,可以发射一种不连续的、只有几条特殊的谱线组成的线状光谱,这种发射线状光谱的辐射叫做特征辐射。
连续光谱的性质和靶材料无关,而特征光谱和靶材料有关,不同的材料有不同的特征光谱,这就是为什么称之为“特征”的原因。
(1)连续光谱。
连续光谱又称为“白色”X射线,包含了从短波限λm开始的全部波长,其强度随波长变化连续地改变。
从短波限开始随着波长的增加强度迅速达到一个极大值,之后逐渐减弱,趋向于零(图1-1)。
连续光谱的短波限λm 只决定于X射线管的工作高压。
图1-1 X射线管产生的X射线的波长谱(2)特征光谱。
阴极射线的电子流轰击到靶面,如果能量足够高,靶一些原子的层电子会被轰出,使原子处于能级较高的激发态。
图2-1-2b表示的是原子的基态和K,L,M,N等激发态的能级图,K层电子被轰出称为K激发态,L层电子被轰出称为L激发态,依次类推。
原子的激发态是不稳定的,层轨道上的空位将被离核更远的轨道上的电子所补充,从而使原子能级降低,多余的能量便以光量子的形式辐射出来。
图1-2(a)描述了上述激发机理。
处于K激发态的原子,当不同外层(L,M,N,层)的电子向K层跃迁时放出的能量各不相同,产生的一系列辐射统称为K系辐射。
XRD实验报告
一、实验名称X 射线衍射(XRD)实验二、实验目的1. 了解X 射线衍射的工作原理和仪器结构;2. 掌握X 射线衍射仪的操作步骤和注意事项;三、实验原理X 射线是一种波长很短(约20~0.06Å)的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照像乳胶感光、气体电离。
在用电子束轰击金属“靶”产生的X 射线中,包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X 射线,称为特征 (或者标识) X 射线。
X 射线在晶体中产生的衍射现象,是由于晶体中各个原子中电子对X 射线产生相干散射和相互干涉叠加或者抵消而得到的结果。
晶体可被用作X 光的光栅,这些很大数目的粒子 (原子、离子或者份子) 所产生的相干散射将会发生光的干涉作用,从而使得散射的X 射线的强度增强或者减弱。
由于大量粒子散射波的叠加,互相干涉而产生最大强度的光束称为X 射线的衍射线。
当一束单色X 射线入射到晶体时,由于晶体是由原子规则罗列成的晶胞组成,这些规则罗列的原子间距离与入射X 射线波长有相同数量级,故由不同原子散射的X 射线相互干涉,在某些特殊方向上产生强X 射线衍射,衍射线在空间分布的方位和强度,与晶体结构密切相关。
这就是X 射线衍射的基本原理。
晶体对X 射线衍射示意图衍射线空间方位与晶体结构的关系可用布拉格方程表示:2d sin9 = n入其中d 是晶体的晶面间距,θ为X 射线的衍射角,λ为X 射线的波长,n 为衍射级数。
应用已知波长的X 射线来测量θ角,从而计算出晶面间距d,这是用于X 射线结构分析;另一个是应用已知d 的晶体来测量θ角,从而计算出特征X 射线的波长,进而可在已有资料查出试样中所含的元素。
四、实验仪器1. 仪器名称:D8 FOCUS 粉末衍射仪;2. 仪器厂家:德国Bruker 公司;3. 仪器照片:3. X 射线靶枪材质:铜(λ=0. 15406nm)五、实验步骤1. 开机:打开电脑→开启低压开关→开冷却水 (两个开关,先开侧面开关再开正面开关) →开启高压开关(左扳45°,顶灯亮后即将松开) →打开软件D8 tool →online states →点击online refresh ON/OFF。
XRD实验报告范文
XRD实验报告范文
X射线衍射(XRD)是一种常用的材料表征技术,通过衍射峰的位置
和强度,可以确定材料的晶体结构、晶胞参数、晶粒尺寸等信息。
本实验
使用X射线衍射技术对样品进行表征,得到了有关其结构特征的重要信息。
以下是X射线衍射实验的详细报告。
1.实验目的
通过X射线衍射技术对样品进行表征,了解其结构特征,包括晶体结构、晶胞参数和晶粒尺寸等信息。
2.实验仪器和试剂
实验仪器:X射线衍射仪
试剂:待测样品
3.实验步骤
1)将待测样品制备成粉末状,并均匀散布在样品台上;
2)将样品台放入X射线衍射仪中,调整好仪器参数;
3)开始扫描样品,记录X射线衍射图谱;
4)分析图谱,确定样品的晶体结构、晶胞参数和晶粒尺寸等信息。
4.实验结果与分析
通过X射线衍射实验,我们得到了样品的X射线衍射图谱,图中展示
了多个衍射峰的位置和强度。
通过分析图谱,我们确定了样品的晶体结构
为立方晶系,并计算得到了晶胞参数a=5 Å。
此外,通过衍射峰的宽度可以估计出样品的平均晶粒尺寸为100 nm。
5.结论
通过X射线衍射实验,我们成功地对样品进行了结构表征,获得了关于其晶体结构、晶胞参数和晶粒尺寸等重要信息。
这些结果对于进一步研究和应用样品具有重要的指导意义。
总结:X射线衍射技术是一种非常重要的材料表征手段,可以提供材料的结构信息,为材料的研究和开发提供重要支持。
本实验通过X射线衍射技术成功地对样品进行了结构表征,为后续的研究工作奠定了基础。
希望通过这次实验,同学们对X射线衍射技术有了更深入的了解,并能够运用它来解决实际问题。
x光实验报告
x光实验报告X光实验报告引言:X光是一种电磁辐射,具有较强的穿透能力和照射物体的能力。
它在医学、科学研究和工业领域中有着广泛的应用。
本实验旨在通过对X光的实验研究,了解其性质和应用。
实验一:X光的发现与性质X光的发现归功于德国物理学家威廉·康拉德·伦琴(Wilhelm Conrad Roentgen)。
他在1895年的实验中,意外地发现了一种能够穿透物体并在荧光屏上产生明亮影像的射线。
他将这种射线称为X光,因为其性质尚未被完全了解。
X光是由高速运动的电子通过高压电场加速而产生的。
它具有波粒二象性,既可以表现为粒子,也可以表现为波动。
X光的波长通常在0.01纳米至10纳米之间,相对于可见光而言,波长更短,能量更高。
实验二:X光的产生和探测X光的产生主要依靠X射线管。
X射线管由一个阴极和一个阳极组成,两者之间加有高压电场。
当电子从阴极发射出来,经过加速后撞击到阳极上,产生了X光辐射。
这种辐射可以穿透物体并在荧光屏上产生影像。
为了探测和测量X光的强度,我们使用了一台X光探测器。
该探测器由一个闪烁晶体和一个光电倍增管组成。
当X光通过晶体时,晶体中的原子被激发,释放出光子。
这些光子被光电倍增管吸收,产生电子。
通过测量电子的数量,我们可以确定X光的强度。
实验三:X光在医学中的应用X光在医学中有着广泛的应用。
通过X射线摄影,医生可以观察人体内部的骨骼结构和组织器官,诊断疾病和损伤。
这种无创的检查方法,使得医生能够及时发现问题并采取相应的治疗措施。
然而,X光的辐射也会对人体产生一定的伤害。
长期暴露在高剂量的X光辐射下,可能会导致细胞突变和癌症的发生。
因此,在进行X射线检查时,医生和患者都应该采取必要的防护措施,减少辐射对人体的危害。
实验四:X光在材料科学中的应用除了医学领域,X光在材料科学中也有着重要的应用。
通过X射线衍射技术,科学家可以研究材料的晶体结构和微观性质。
这种非破坏性的测试方法,能够帮助我们了解材料的组成和性能,为新材料的研发提供重要的依据。
x射线衍射分析实验报告
x射线衍射分析实验报告X射线衍射分析实验报告。
实验目的,通过X射线衍射分析,了解晶体结构的性质和特点,掌握X射线衍射仪器的使用方法,提高实验操作能力。
实验仪器,X射线衍射仪、标本夹、标本台、X射线管、样品旋转台等。
实验原理,X射线衍射是一种通过晶体对入射X射线的衍射现象来研究晶体结构的方法。
当入射X射线照射到晶体上时,晶体中的原子会对X射线进行衍射,形成衍射图样。
通过分析衍射图样的特点,可以推断晶体的晶格结构和晶面间距。
实验步骤:1. 将待测样品放置在X射线衍射仪的标本夹上,固定好。
2. 调整X射线管的位置和角度,使得X射线能够正常照射到样品上。
3. 启动X射线衍射仪,进行衍射图样的采集。
4. 对采集到的衍射图样进行分析,推断样品的晶格结构和晶面间距。
实验结果分析:通过X射线衍射实验,我们成功获取了样品的衍射图样,并进行了分析。
根据衍射图样的特点,我们推断出样品的晶格结构为立方晶系,晶面间距为2.5 Å。
这与样品的实际晶体结构相符,说明X射线衍射分析是一种有效的手段,可以准确地研究晶体结构。
实验总结:通过本次实验,我们深入了解了X射线衍射分析的原理和方法,掌握了X射线衍射仪器的使用技巧。
实验结果表明,X射线衍射分析是一种可靠的手段,可以用于研究晶体结构。
在以后的科研工作中,我们将进一步运用X射线衍射分析技术,深入研究材料的晶体结构和性质,为材料科学领域的发展做出贡献。
结语:通过本次实验,我们对X射线衍射分析有了更深入的了解,也提高了实验操作能力。
希望通过不断的实践和学习,能够更好地运用X射线衍射分析技术,为科学研究做出更多的贡献。
以上就是本次X射线衍射分析实验的实验报告,谢谢阅读。
X射线衍射实验报告
X射线衍射实验报告第一篇:X射线衍射实验报告X射线衍射实验报告一、实验目的(1)掌握X射线衍射仪的工作原理、操作方法;(2)掌握X射线衍射实验的样品制备方法;(3)掌握运用X射线衍射分析软件进行物相分析的原理和实验方法;(4)熟悉PDF卡片的查找方法和物相检索方法。
二、实验仪器X射线衍射仪,PDF卡。
X射线衍射仪,主要由X射线发生器、X射线测角仪、辐射探测器、辐射探测电路、计算机系统等组成。
(1)X射线发生器X射线管工作时阴极接负高压,阳极接地。
灯丝附近装有控制栅,使灯丝发出的热电子在电场的作用下聚焦轰击到靶面上。
阳极靶面上受电子束轰击的焦点便成为X射线源,向四周发射X射线。
在阳极一端的金属管壁上一般开有四个射线出射窗口。
转靶X射线管采用机械泵+分子泵二级真空泵系统保持管内真空度,阳极以极快的速度转动,使电子轰击面不断改变,即不断改变发热点,从而达到提高功率的目的,如下图1。
图1 X射线管(2)测角仪测角仪圆中心是样品台,样品台可以绕中心轴转动,平板状粉末多晶样品安放在样品台上,样品台可围绕垂直于图面的中心轴旋转;测角仪圆周上安装有X射线辐射探测器,探测器亦可以绕中心轴线转动;工作时,一般情况下试样台与探测器保持固定的转动关系(即θ-2θ连动),在特殊情况下也可分别转动;有的仪器中样品台不动,而X射线发生器与探测器连动,如下图2。
图2 测角仪(3)PDF卡的组成如下3图所示图3 PDF卡三、实验原理1、X射线的产生实验中通常使用X光管来产生X射线。
在抽成真空的X光管内,当由热阴极发出的电子经高压电场加速后,高速运动的电子轰击由金属做成的阳极靶时,靶就发射X射线。
发射出的X射线分为两类:(1)如果被靶阻挡的电子的能量不越过一定限度时,发射的是连续光谱的辐射。
这种辐射叫做轫致辐射;(2)当电子的能量超过一定的限度时,可以发射一种不连续的、只有几条特殊的谱线组成的线状光谱,这种发射线状光谱的辐射叫做特征辐射。
x线实验报告
x线实验报告X 线实验报告一、实验目的了解X 线的产生原理、基本特性,熟悉X 线机的结构和操作方法,掌握 X 线摄影技术,并通过实验观察分析 X 线图像,加深对 X 线在医学诊断中应用的理解。
二、实验原理1、 X 线的产生X 线是在真空管内高速行进的电子流撞击靶面时产生的。
电子由阴极灯丝发射,经过高压电场加速后撞击阳极靶面,其能量的一部分以X 线的形式释放出来。
2、 X 线的特性X 线具有穿透性、荧光效应、感光效应和电离效应。
穿透性是 X 线能够穿透物体的能力,其穿透力与 X 线的能量、被穿透物体的密度和厚度等因素有关。
荧光效应是 X 线能使荧光物质发光的现象。
感光效应是 X 线能使胶片感光的作用。
电离效应是 X 线使物质产生电离的能力。
3、 X 线成像原理人体不同组织和器官的密度和厚度不同,对 X 线的吸收程度也不同。
当 X 线穿过人体时,在胶片上形成不同程度的感光,从而形成 X 线图像。
三、实验设备1、 X 线机包括控制台、高压发生器、X 线管、摄影床等。
2、暗盒、胶片3、铅防护用品4、各种实验用人体模型四、实验步骤1、开机前准备检查 X 线机各部件是否正常,确保电源、接地良好。
准备好暗盒、胶片,并将人体模型放置在摄影床上合适的位置。
2、开机与参数设置打开 X 线机电源,按照实验要求设置管电压、管电流、曝光时间等参数。
3、摄影操作根据实验目的,选择不同的摄影体位,如正位、侧位、斜位等。
操作人员穿戴好铅防护用品,在控制台控制下进行曝光。
4、胶片处理曝光后的胶片进行显影、定影、水洗等处理,使其形成清晰的 X 线图像。
5、图像观察与分析将处理好的胶片放在观片灯上观察,分析图像中人体模型各组织和器官的显示情况,评估摄影效果。
五、实验结果与分析1、不同管电压对 X 线穿透力的影响当管电压较低时,X 线的穿透力较弱,只能穿透较薄的组织,如肌肉、脂肪等,骨骼等高密度组织在胶片上显示为白色。
随着管电压的升高,X 线的穿透力增强,能够穿透更厚的组织,图像的对比度降低。
实验三 X射线实验报告范本
(2) 结构特征如下: ZnO: 氧化锌,六角晶系,空间群为 P63mc, Z=2, 利用 Jade 5 软件(采用最小二乘 法)计算的晶胞参数为:a=b=3.25042(16)Å, c=5.20756(27) Å PbO2: 二氧化铅,四方晶系,空间群为 P42/mnm, Z=2, 利用 Jade 5 软件(采用最小 二乘法)计算晶胞参数为:a=b=4.95869(68)Å, c=3.38864(52) Å (3) 用外推法计算的样品中***物相(立方晶系)的晶胞参数为***,比用 Jade 5 软 件计算晶胞参数大或小,
0.70073
1.6351
5.41631
0.72012
0.56509
1.3564
5.41649
0.80146
0.48395
1.2452
5.41649
0.93951
0.34832
1.1081
5.41662
0.97459
0.31529
1.081
5.41639
0.98454
0.30608
1.0738
5.41637
5.0
x10^3
60
70
80
90
100
Theta(°
图 2 Байду номын сангаасnPbO 样品指标化结果图
(三) 晶胞参数优化 利用 Jade 5.0 软件,采用最小二乘法对晶胞参数进行了优化,结果如下: 零点漂移:Zero=0.031(9)˚ PbO2: a=b=4.95869(68)Å, c=3.38864(52) Å ZnO: a=b=3.25042(16)Å, c=5.20756(27) Å
x射线衍射仪实验报告
x射线衍射仪实验报告X 射线衍射仪实验报告一、实验目的本次实验使用 X 射线衍射仪的目的是对未知样品进行物相分析,确定其晶体结构和成分,并通过测量衍射峰的位置、强度和宽度等参数,获取有关样品的微观结构信息。
二、实验原理X 射线衍射是利用 X 射线在晶体中的衍射现象来分析晶体结构的一种方法。
当 X 射线照射到晶体时,由于晶体中原子的周期性排列,会使 X 射线发生衍射。
衍射的方向和强度取决于晶体的结构和原子的位置。
根据布拉格方程:2d sinθ =nλ,其中 d 是晶面间距,θ 是衍射角,n 是衍射级数,λ 是 X 射线的波长。
通过测量衍射角θ,可以计算出晶面间距 d,进而确定晶体的结构。
三、实验仪器与材料1、 X 射线衍射仪(型号:_____)2、未知样品(编号:_____)3、计算机及相关分析软件四、实验步骤1、样品制备将未知样品研磨成粉末状,以保证样品的均匀性和足够的衍射表面积。
将粉末样品均匀地填充在样品槽中,并使用平板压平,确保样品表面平整。
2、仪器参数设置设置 X 射线的波长和管电流、管电压等参数。
选择合适的扫描范围和扫描速度。
3、样品测量将制备好的样品放入 X 射线衍射仪的样品室中。
启动仪器,进行衍射数据的采集。
4、数据处理与分析将采集到的衍射数据导入计算机中的分析软件。
对数据进行平滑、背景扣除等预处理操作。
通过与标准数据库中的衍射图谱进行比对,确定样品的物相组成。
计算晶体的晶格参数、晶粒尺寸等结构参数。
五、实验结果与分析1、衍射图谱获得的衍射图谱如图 1 所示。
图谱中显示了多个明显的衍射峰,峰的位置和强度分布反映了样品的晶体结构特征。
2、物相分析通过与标准数据库比对,确定样品中主要包含物相 A、物相 B 和少量的物相 C。
物相 A 的特征衍射峰出现在2θ 为_____、_____、_____等处;物相 B 的特征衍射峰出现在2θ 为_____、_____、_____等处;物相 C 的特征衍射峰较弱,出现在2θ 为_____等处。
x射线实验报告
x射线实验报告篇一:X射线实验报告X射线衍射物相分析天文与空间科学学院081211004陈升一、实验目的1、学习了解晶体的结构性质,了解了X射线衍射分析物相的原理。
2、利用德国的d8X射线衍射仪,获得了衍射图谱,用EVa软件处理数据,分析样品中所含的物质。
二、实验原理任何结晶物质均具有特定晶体结构(结构类型,晶胞大小及质点种类,数目,分布)和组成元素。
一种物质有自己独特的衍射谱相对应,多相物质的衍射谱为各个互不相干,独立存在物相衍射谱的简单叠加。
衍射方向是晶胞参数的函数(取决于晶体结构);衍射强度是结构因子函数(取决于晶胞中原子的种类、数目和排列方式)。
任何一个物相都有一套d-i特征值及衍射谱图。
因此,可以对多相共存的体系进行全分析。
凡是高速运动的电子流或其它高能射流(如γ射线,X射线,中子流等)被突然减速时均能产生X射线。
产生条件:电子流、高压、靶面、(真空室、冷却系统)X射线管的效率η,是指电子流能量中用于产生X射线的百分数即.X射线管的效率也仅有1﹪左右,99%的能量都转变为热能。
(与冷却系统有关)由阴极灯丝所发射的数量巨大电子以极高的速度撞向阳极靶,辐射电磁波即释放X射线。
这些电子撞向阳极靶上的条件和时间不同,产生电磁辐射也各不相同,而形成各种波长的连续X射线谱。
短波限:短波限只与管电压有关。
当X射线光管电压一定时,某一个电子的全部动能完全转化为一个X射线的光量子,此X射线光量子的能量最大,波长最短。
式中e——电子电荷,等于4.803×10-10静电单位;V——电子通过两极时的电压降(静电单位);h——普朗克常数连续谱线强度经验表达式iλ=cz·(1/λ2)(1/λ0-1/λ)式中c为常数,z为阳极靶材料的原子序数。
特征谱产生原理原子的壳层结构与电子的跃迁,放出光子能量:图-2入射X射线与物质的作用就其能量转换而言,一束X射线通过物质分为三部分:散射,吸收,透过物质沿原来的方向传播。
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X射线的吸收和单晶布拉格衍射及其能谱特性研究实验实验报告姓名:任宇星班级:F1407204(致远物理)学号:5140729003 指导老师:叶庆好实验日期:2016.4.1一、实验目的1. 初步了解X射线的产生、基本性质;2. 观察X射线影像;3. 研究X射线的衰减与吸收体厚度的关系;4. 研究X射线的衰减与吸收体材料的关系.二、实验内容1.实验研究X射线衰减与吸收体物质材料厚度和吸收体材料的关系,并分析实验结果。
2.测定NaCl 单晶的X射线布拉格衍射谱。
3.研究杜红—昆特关系,测定普朗克常数,并分析实验结果。
4.研究X射线的边缘吸收,分析解释实验现象。
三、实验仪器X射线管,NaCl晶体,吸收体样品,Zr滤罩四、实验原理1、研究X射线的衰减与吸收体厚度的关系理论上透射强度R= R0e−μxX射线衰减与吸收体物质材料厚度的关系满足Lambert定律,即透射率T随吸收体物质材料厚度的增大,呈指数衰减。
T=e−μx或 lnT=−μx其中T为透射率,为透射前计数和透射后计数的比值,μ为衰减系数,x为材料厚度。
不同厚度的吸收样品置于同一圆弧状底片上,中心间距10°,(0°处厚度为0)则对准第一个中心位置,设置好仪器参数不变,逐次将底片旋转10°,记下透射强度(各角度均测100秒透射计数平均值),即可得到X射线的衰减与吸收体厚度的关系。
再加上Zr滤罩,每个位置取300s计数平均值,重复实验。
2、研究X射线的衰减与吸收体物质的关系与上实验装置类似,不同材料的吸收片间隔排列,依次旋转底片即得X射线的衰减与吸收体材料的关系。
3、测定NaCl 单晶的X射线布拉格衍射谱布拉格衍射公式:nλ=2dsinθ其中d为晶面间距,n为衍射级数,λ为入射波波长。
将NaCl单晶置于X射线管中,等时间间隔旋转一定角度。
测得各角度下的衍射强度即得其布拉格衍射谱。
已知的初级衍射角为7.2度,将样品台和探测头调整至0点,在2度至25度之间扫描,即可得到NaCl单晶的布拉格衍射谱。
4、研究杜红—昆特关系,测定普朗克常数X光子能量关系:E max=eU=h νmax则:νmax=eU ℎλmin=cνmax=ℎce1U即最小波长和电压的倒数成正比。
故测得λmin即可计算普朗克常量h.用已有的程序进行计算波长的值:λ=2dsinθ其中d=282.01pm,由此可以得到R关于波长的曲线5、研究X射线的边缘吸收材料吸收X射线时,对某些波长的X光会出现透射率的突变:对应频率称边缘频率。
实验中,用同样的材料作为x射线发射管,发射出两个波长的射线,峰值分别为λα和λβ,两个波长满足关系:λα=ℎcE k−E Lλβ=ℎcE k−E M我们测定某特定材料的吸收系数。
设定U = 30.0 kV I = 1.00 mA,从4.2度到8.3度每0.1度取一个数据点,得到一条吸收。
加上Zr滤罩,重复实验,得到稍低的另一条曲线。
测量各峰值面积,代入下方公式计算λβ的辐射特征:五、实验数据及处理1、研究X射线的衰减与吸收体厚度的关系(U=22.0kV,I=0.20mA)无Zr有Zr实验软件所得曲线有Zr滤罩无Zr滤罩无Zr滤罩T-x、LnT-x关系如下图所示:根据Origin拟合,衰减系数为:(无Zr) μ=8.3869+0.1898/mm-1,u=2.26%(有Zr)μ=10.7164+0.2719/mm-1,u=2.54%可以看到与理论上呈指数衰减的规律吻合得较好。
2、研究X射线的衰减与吸收体材料的关系参数设置:0°、10°(C)、20°(Al):U=30.0kV,I=0.02mA,t=30s;30°(Zr)、40°(Fe)、50°(Ag)、60°(Cu):U=30.0kV,I= 1.00Ma,t=300s;背景:U=0 kV,I=1.0mA,t=300s样品转过角度β/°原子序数Z材料R/S-1吸收率T -lnT有Zr 无Zr 有Zr 无Zr 无Zr 有Zr0 0 无1999.07 897.83 1 1 0 010 6 C 1920.97 869.77 0.960932 0.968747 0.031752 0.039852 20 13 Al 1360.6 545.73 0.680616 0.607832 0.384756 0.497856 30 40 Zr 517.987 204.48 0.259114 0.227749 1.350487 1.479511 40 26 Fe 114.197 44.3 0.057125 0.049341 2.862512 3.008996 50 47 Ag 334.123 132.75 0.167139 0.147856 1.788928 1.911513 60 29 Cu 54.58 18.03 0.027303 0.020082 3.60077 3.907944 (背景所得吸收强度为:0.67)3、测定NaCl 单晶的X射线布拉格衍射谱调节仪器接受衍射的角度,依次从2°至25°,所得衍射谱如下:(U=35.0 kV,I=1mA)根据软件采集的数据表可以读出:衍射角级数n/°K-β谱线衍射角K-α谱线衍射角1 6.4 7.22 12.9 14.63 19.6 22.1理论上谱线波长分别为:λα=71.08pm,λβ=63.09pm则:实验中衍射角与nλ关系为:衍射角θSinθnλ6.4 0.1115 63.0912.9 0.2233 126.1819.6 0.3355 189.277.2 0.1253 71.0814.6 0.2521 142.1622.1 0.3762 213.24拟合得NaCl的晶格常数d=(282.7+0.8)pm,相对误差为0.3% 4、研究杜红—昆特关系,测定普朗克常数设定仪器参数为:测得曲线为:利用实验软件得到最小波长与电压倒数的关系为:斜率为k=1.20907pm•V可以看到结果很符合杜红—昆特关系,即最小波长和电压的倒数成正比。
代入C=2.9979╳108m/s,e=1.60222╳10-19C得h=e/C╳k=6.46╳10-34J·s,与理论值的相对误差为2.5%5、研究X射线的边缘吸收实验软件所得曲线为:可以看到Zr滤罩对X射线的辐射特征值V有明显的减小作用。
六、对实验现象的思考探究1、“探究X射线衰减率与吸收体厚度的关系”实验中,从实验曲线可以看到2.5mm 厚度的吸收体明显透射率偏大。
分析:1)注意到样品中2.5mm厚度的薄片位置与设定位置有偏差,角度偏大。
可能因此而使样品的边缘对透射产生了影响,或有少量辐射从样品间的缝隙逸出,使得接收器探测到的辐射偏大,故实验测得透射率偏大。
2)可能由于探测器的测量及计算机的信号感应存在误差。
2、吸收体厚度对X射线衰减率的影响1)X射线的衰减率与吸收体厚度成正相关。
2)同一种材料,衰减系数一定。
3、Zr滤罩对X射线衰减率的影响1)增加Zr滤罩后,衰减率明显增加,衰减系数亦增加。
2)吸收材料及滤罩材料不变,衰减系数不变。
3)增加Zr滤罩对衰减率的增加程度与吸收样品的材料无关。
4、X射线衰减率与吸收样品材料的原子序数Z的关系。
1)当Z小于40(Zr)时,衰减系数随Z的增大而快速增加2)当Z达到40时,衰减系数出现了突变,明显变小3)当Z超过40后,衰减系数亦随Z的增大逐渐增加,但速度较Z=40之前慢。
4)由此可以看出,X射线衰减率与吸收样品材料的原子序数Z的关系并不是单一的函数关系,但是大体上呈正相关,具体关系与该X射线的谱线波段与本身特征有关。
5、及探究X射线边缘吸收的谱线中,除了明显的谱线,下方存在明显的先增加后减小的连续谱。
分析:经过查阅资料,可以判断,这是韧致辐射所成谱线。
轫致辐射,又称刹车辐射,原指高速运动的电子骤然减速时发出的辐射,后泛指带电粒子与原子或原子核发生碰撞时突然减速发出的辐射。
轫致辐射的X射线谱往往是连续谱,这是由于在作为把子的原子核电磁场作用下,带电粒子的速度是连续变化的。
轫致辐射的强度与靶核电荷的平方成正比,与带电粒子质量的平方成反比。
因此重的粒子产生的轫致辐射往往远远小于电子的轫致辐射。
[1]因此,我们可以看到X射线边缘吸收的谱线中,各个波长都有一定强度的射线,呈一个连续谱。
至于其存在一个强度的极值,是因为材料内电子的速度分布也是可以看成呈一个连续的峰状分布的,故此连续谱亦有一个极值,又因为乘了衍射级数n,故极值有偏移,并非左右对称。
类似的,X射线边缘吸收的谱线中下方的连续谱,则是因为材料中电子速度方向的分布是连续的,且呈一个连续的峰状分布,故透射强度关于角度亦有一个连续的谱,且有极值。
6、“利用杜红—昆特关系测定普朗克常数”试验中,所测得的普朗克常数h比标准值小。
分析:1)谱线中所取直线斜率与实际有偏差。
2)实验软件取点并非严格连续,存在漏点,且信号存在不稳定度,使得结果有误差。
感谢:叶庆好老师参考资料:《X射线的吸收和单晶布拉格衍射及其能谱特性研究实验指导》[1]百度文库。