第二章电磁辐射与材料的相互作用

合集下载

电磁辐射的特性,与物质的相互作用有哪些？

电磁辐射的特性，与物质的相互作用有哪些？
答：特征：波动性，微粒性。

作用：①吸收：物质分子吸收光子能量
②发射：物质分子收到辐射能，光能，电能热能等跃迁到激发态，再有激发态返回基态并以辐射能释放能量。

③散射：物质分子与光子发生弹性碰撞，方向改变，能量不变；
④拉曼散射：物质分子与光子发生非弹性碰撞，方向改变，能量交换；
⑤折射，反射：光辐射从一种介质1进入另一种介质2，一部分以一定角度回到介1，成为反射；另一部分以一定的角度折射进去介质2 。

第二章-光谱分析法概论

E hν hc hcν λ
E单位：电子伏（eV）或焦耳（J） h －普朗克常数，h＝6.626×10-34 J·s-1； C为光速。
例：波长为200nm的电磁波，其能量是多少电子伏特（eV）？解：
电磁波谱
13
二、电磁辐射与物质相互作用
电磁辐射与物质的相互作用是复杂的物理现象。涉及能量变化：吸收、发射；不涉及能量变化：反射、散射、折射、衍射。
第二章光谱分析法概论
1
本章主要内容：
一、电磁辐射及其与物质的相互作用二、光学分析法的分类三、光谱分析仪器
概述
光学分析法是基于电磁辐射与物质相互作用后，电磁辐射发生某些变化或被作用物质的某些性质发生改变而产生各种信号，利用这些信号对物质的性质、组成及结构进行分析的一种方法。
光学分析法的原理主要包含三个过程：（1）能源提供能量；（2）能量与被测物质相互作用；（3）产生被检测的信号。
3
第一节电磁辐射及其与物质的相互作用
4
电磁辐射的性质：波粒二象性
1.波动性
电磁辐射的传播以及反射、折射、散射、衍射及干涉等现象表现出电磁辐射具有波的性质。
图2-1 电磁波的传播
6
波动性参数描述
（1）周期 T 相邻两个波峰或波谷通过某一固定点所需要的时间间隔称为周期。单位:s(秒)。
（2）频率ν 单位时间内电磁波振动的次数称为频率。单位：Hz或周/秒。 ν ＝1/T
范围的谱带。
2.组成：
单色器
入射狭缝色散元件准直镜
棱镜光栅
分光系统
出射狭缝
滤光器
47
（1）狭缝狭缝为光的进出口，狭缝宽窄直接影响分光质量。狭缝过宽，单色光不纯，将使吸光度变大；过窄，则通光量变小，灵敏度降低。因此狭缝宽度要适当。

2 章光学分析法导论

当棱镜位于最小偏向角位置时
式中, m为棱镜数目; b为棱镜底边长; dn/dλ为棱镜材料的色散率。由上式可以看出,理论分辨率的大小与棱镜材料、形状、个数及所选波长有关，长波的分辨率要比短波的分辨率小，棱镜分离后的光谱属于非均排光谱。
2. 光栅光栅是由大量等宽、等距离、相互平行的狭缝(或反射面)构成的光学元件。从工作原理上分：透射光栅反射光栅
非光谱法－折射、散射、干涉、衍射、偏振和圆二色等
光学分析法光谱法
X射线荧光分析法
光致发光发射光谱法
原子荧光
分子荧光
分子磷光
原子发射光谱法
非辐射发光
紫外-可见原子吸收光谱法吸收光谱法红外光谱法核磁共振波谱法
化学发光法
２－3 光谱法仪器
光谱仪通常由五个部分组成：光源、单色器、试样池、检测器、读数器件。 2-3-1光源依据方法不同，采用不同的光源。光源有连续光源和线光源等。 1.连续光源：在较宽波长范围内发射强度平稳的具有连续光谱的光源。如氢灯、氘灯、钨丝灯。 2.线光源：提供特定波长的光源。如空心阴极灯、金属蒸气灯、激光。
I
K=-1
0
一级光谱
(3) 当K 与的乘积相同时
k1 1=k2 2=k3 3=‥‥‥ 出现光谱重叠如： K=1×800nm=2×400nm =3×267nm=4×200nm
0
一级光谱二级光谱
三级光谱
光谱重叠消除
• 滤光片 • 感光板 • 谱级分离器
（2）光栅的光学特性常用色散率、分辨率和集光本领（闪耀特性）来表示。色散率——表示不同波长的光谱线色散开的能力。
1J (焦耳) 1Cal (卡) 1erg (尔格) 1eV

电磁辐射电磁波和物质的相互作用

电磁辐射电磁波和物质的相互作用电磁波是由电场和磁场通过空间传播而形成的一种能量传递现象。

电磁辐射是指电磁波在空间中传播的过程。

电磁辐射在生活中无处不在，如无线通信、电视、手机、微波炉等都离不开电磁辐射。

但是，电磁辐射对人体和物质会产生一定的影响。

本文将探讨电磁辐射电磁波和物质相互作用的相关内容。

一、电磁波的特性及分类电磁波是由电磁场的震动所引起的能量传播现象。

根据频率的不同，电磁波可分为多个不同的类型，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

这些电磁波具有不同的特性，其对物质的相互作用也有所不同。

二、电磁辐射对物质的影响1. 热效应：高频电磁辐射会引起物质的加热效应。

例如，微波炉利用微波辐射来加热食物。

这是因为微波辐射的频率和水分子的振动频率相近，导致水分子受到激发而产生热量。

同样，太阳辐射也会引起物质的加热效应，影响气候和生态环境。

2. 光电效应：某些物质对可见光及紫外线辐射有光电效应的作用。

例如，光电效应是指当金属表面受到紫外线辐射时，电子从金属表面被激发出来形成光电流。

这一效应在光电池和照相机等设备中有广泛的应用。

3. 化学效应：一些物质对电磁辐射具有敏感性，可以引发化学反应。

例如，紫外线能够使皮肤产生黑色素，导致晒黑。

此外，紫外线还能够杀灭细菌，被广泛应用于消毒和杀菌处理。

三、电磁辐射对人体的影响电磁辐射对人体有一定的影响，特别是长期暴露在高强度电磁辐射下会对健康产生潜在风险。

常见的电磁辐射包括电视、手机、微波炉、电磁炉等。

它们所产生的电磁波会与人体的细胞和组织相互作用，可能引起一些健康问题。

高强度电磁辐射可能对生物的遗传物质DNA产生损伤，导致遗传变异和基因突变。

此外，长期接触电磁辐射还可能引起细胞增殖异常，导致肿瘤的发生。

然而，目前对于电磁辐射对人体健康的潜在影响仍存在争议，科学界也在不断进行研究以进一步了解电磁辐射对人体的影响机制。

四、减少电磁辐射的方法为了减少电磁辐射对人体产生的潜在影响，我们可以采取一些措施来降低电磁辐射的暴露程度。

电磁辐射及其对物质的相互作用

电磁辐射及其对物质的相互作用电磁辐射，作为一种广泛存在于自然界中的物理现象，对物质的相互作用具有重要意义。

它的研究领域广泛，涉及到物理学、生物学、医学等多个学科。

本文将从不同角度探讨电磁辐射对物质的相互作用，包括其对生物组织、环境和物质结构的影响。

首先，电磁辐射对生物组织的影响是人们十分关注的一个方面。

近年来，随着无线通信技术的快速发展，人们在日常生活中接触到的电磁辐射不断增加。

因此，对电磁辐射产生的潜在危害进行研究成为一项重要任务。

研究表明，长期接触大功率电磁波辐射可能对人体健康产生一定的影响，如导致电离辐射所致的细胞DNA损伤、免疫功能下降等。

此外，电磁辐射还可能对生物体的生理活动产生干扰，例如改变人体内生物电流的传导。

因此，充分了解电磁辐射对生物组织的影响，对于保护人体健康具有重要意义。

其次，电磁辐射也对环境产生一定的影响。

空间中的电磁辐射来自于太阳和星际射电信号等多个源头。

这些电磁辐射不仅对地球的大气、水环境产生一定的影响，还会对动植物的生长和繁殖产生一定的影响。

例如，太阳辐射中的紫外线能够杀死水中的微生物，起到一定的消毒作用。

同时，电磁辐射还能够影响动物的迁徙、繁殖行为以及作物的生长发育。

因此，电磁辐射对环境的影响需要引起我们的重视和研究。

此外，电磁辐射还对物质的结构和性质产生一定的影响。

在材料科学领域，电磁辐射被广泛应用于材料合成和改性。

例如，电磁辐射可以通过改变材料中的结构和化学键来调控其性质。

在医学领域，电磁辐射在诊断和治疗方面也有重要应用。

例如，X射线被广泛应用于医学影像学，而电磁波的热效应则被用于肿瘤的治疗。

这些应用既体现了电磁辐射与物质相互作用的机制，也促进了材料科学和医学的发展。

总之，电磁辐射作为一种自然现象，对物质的相互作用具有重要意义。

它对生物组织、环境和物质结构产生着广泛而复杂的影响。

为了更好地探究电磁辐射与物质之间的相互作用，在今后的研究中，我们需要更深入地了解电磁辐射的性质和机制，同时也需要加强对电磁辐射对人体健康和环境的影响进行系统研究。

分子结构分析概论

5.3 分子光谱分类
5.3.1 分子吸收光谱
拉曼光谱和红外光谱一样，都是研究分子的转动和振动能级结构的，但是两者的原理和起因并不相同。
拉曼光谱是建立在拉曼散射效应基础上，利用拉曼位移研究物质结构的方法；红外光谱是直接观察样品分子对辐射能量的吸收情况。拉曼光谱是分子对单色光的散射引起---拉曼效应，因而它是间接观察分子振动能级的跃迁。
5.3 分子光谱分类
5.3.1 分子吸收光谱
拉曼光谱和红外光谱一样，都是研究分子的转动和振动能级结构的，但是两者的原理和起因并不相同。
拉曼光谱是建立在拉曼散射效应基础上，利用拉曼位移研究物质结构的方法；红外光谱是直接观察样品分子对辐射能量的吸收情况。拉曼光谱是分子对单色光的散射引起---拉曼效应，因而它是间接观察分子振动能级的跃迁。
谱
波谱
内层电外层电子分子振分子转核能级跃
子跃迁跃迁动跃迁动跃迁
迁
紫外、可见吸收光谱 Ultraviolet-Visible absorption spectrum，UV、VIS
材料吸收10~800nm波长的光子引起分子中外层电子能级跃迁（1~20eV之间）时产生的吸收光谱，也称为电子光谱。
2. 发射光谱辐射的发射：物质吸收能量后产生电磁辐
射的现象。实质：物质从高能级向低能量跃迁，损失
的能量以电磁辐射形式释放。发射光谱：物质发射辐射的强度对或
的分布。
5.1 电磁辐射与材料的相互作用
3. 散射光谱
电磁辐射与物质发生相互作用，部分偏离原入射方向而分散传播的现象。
1）分子散射
入射线与尺寸大小远小于其波长的分子或分子聚集体相互作用而产生的散射。
第五章分子结构分析概论

材料分析测试方法试题及答案

第一章电磁辐射与材料结构一、名词、术语、概念波数，分子振动，伸缩振动，变形振动（或弯曲振动、变角振动），干涉指数，晶带，原子轨道磁矩，电子自旋磁矩，原子核磁矩。

二、填空1、电磁波谱可分为3个部分：①长波部分，包括( )与( )，有时习惯上称此部分为( )。

②中间部分，包括( )、( )和( )，统称为( )。

③短波部分，包括( )和( )（以及宇宙射线），此部分可称( )。

答案：无线电波（射频波），微波，波谱，红外线，可见光，紫外线，光学光谱，X射线，射线，射线谱。

2、原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为( )跃迁或( )跃迁。

答案：电子，能级。

3、电子由高能级向低能级的跃迁可分为两种方式：跃迁过程中多余的能量即跃迁前后能量差以电磁辐射的方式放出，称之为( )跃迁；若多余的能量转化为热能等形式，则称之为( )跃迁。

答案：辐射，无辐射。

4、分子的运动很复杂，一般可近似认为分子总能量（E）由分子中各( )，( )及( )组成。

答案：电子能量，振动能量，转动能量。

5、分子振动可分为( )振动与( )振动两类。

答案：伸缩，变形（或叫弯曲，变角）。

6、分子的伸缩振动可分为( )和( )。

答案：对称伸缩振动，不对称伸缩振动（或叫反对称伸缩振动）。

7、平面多原子（三原子及以上）分子的弯曲振动一般可分为( )和( )。

答案：面内弯曲振动，面外弯曲振动。

8、干涉指数是对晶面( )与晶面( )的标识，而晶面指数只标识晶面的（）。

答案：空间方位，间距，空间方位。

9、晶面间距分别为d110／2，d110/3的晶面，其干涉指数分别为( )和( )。

答案：220，330。

10、倒易矢量r*HKL的基本性质：r*HKL垂直于正点阵中相应的（HKL）晶面，其长度r*HKL等于(HKL)之晶面间距d HKL的( )。

答案：倒数（或1/d HKL）。

11、萤石（CaF2）的（220）面的晶面间距d220=0.193nm，其倒易矢量r*220（）于正点阵中的（220）面，长度r*220=（）。

电磁辐射与材料的相互作用

02
二、辐射的散射
1.分子散射
分子散射：是入射线与线度（即尺寸大小）远小于其波长的分子或分子聚集体相互作用而产生的散射．
包括
瑞利散射：是指入射线光子与分子发生弹性碰撞作用，仅光子运动方向改变而没有能量变化的散射．瑞利散射线与入射线同波长．
拉曼散射：是指入射线(单色光)光子与分子发生非弹性碰撞作用，在光子运动方向改变的同时有能量增加或损失的散射．拉曼散射线与入射线波长稍有不同，波长短于入射线者称为反斯托克斯线，反之则称为斯托克斯线．
在管压很低时，小于20kv的曲线是连续变化的，故称之连续X射线谱，即连续谱。
根据经典物理学的理论，一个带负电荷的电子作加速运动时，电子周围的电磁场将发生急剧变化，此时必然要产生一个电磁波，或至少一个电磁脉冲。
01
由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不可能相同，因而得到的电磁波将具有连续的各种波长，形成连续X射线谱。
1
2
特征X射线的产生：
3．特征X射线谱
特征X射线的产生机理与靶物质的原子结构有关。
原子壳层按其能量大小分为数层，通常用K、L、M、N等字母代表它们的名称。
但当管电压达到或超过某一临界值时，则阴极发出的电子在电场加速下，可以将靶物质原子深层的电子击到能量较高的外部壳层或击出原子外，使原子电离。
阴极电子将自已的能量给予受激发的原子，而使它的能量增高，原子处于激发状态。
01
跃迁定则(光谱选律)
1， △n=0或任意正整数； 2， △ L= 1跃迁只允许在S项和P项， P项和S项或D项之间，D项和P项或F项之间，等； 3， △ S=0，即单重项只能跃迁到单重项，三重项只能跃迁到三重项，等； 4， △ J=0， 1。但当J=0时J=0的跃迁是禁阻的。 n=1,2,3，线系, 线系, 线系； L→K层K； K1 、 K2 M→K层K ； K1 、 K2 N→K层K ； K 1 、 K 2 M→ L 层L ； L1 、 L2 N→L层L ； L 1 、 L 2 N→M层M； M1 、 M2

第二章辐射防护基础知识(三)——射线与物质相互作用

种现象称为射程歧离。
– 产生这种现象的原因——
每两次碰撞间粒子穿过的距离以及每次碰撞使带电粒子失去的能量不完全相同，因而相同能量的粒子的射程不是一个定值。由于每个粒子都必须经过多次的碰撞，因此，各个粒子的射程间的相互差别并不很大。重带电子粒子的射程涨落一般都很小。
3. 阻止本领
带电粒子使物质原子电离或激发而损失的能量称为电离能量损失。把带电粒子在物质中单位路程上的电离损失称为电离能量损失率，又称为阻止本领。常用符号
R = 3.2 × 10
4
A
ρ
Raiv
式中，A和ρ分别表示吸收物质原子的质量数和密度（单位为g/cm3），R的单位为cm。
2.几个重要概念 2.几个重要概念
射程和路径的区别
带电粒子的射程和路程
2.几个重要概念 2.几个重要概念
3）射程歧离
– 一组单能粒子射程的平均值称为平均射程。 – 相同能量的粒子在同一种物质中的射程并不完全相同，这
原电离—— 次级电离——由原电离产生的电子如果具有足够的动
能，它也能使原子电离
1. 作用类型 1）电离（ionization)—— 电离（电离
δ电子——α粒子与物质原子壳层电子直接碰撞时，可以产生高能电子的电离，出射的电子 δ电子可以使物质原子再电离或激发
带电粒子通过物质
物质中原子被电离，物质中原子被电离，在粒子通过的路径上形成许多离子对：许多离子对：正离子和自由电子
3. 非弹性散射
非弹性碰撞——
– 当快速电子通过物质时，它与物质原子的壳层电子发生
碰撞，而体系功能不守恒，入射电子将自己的一部分能量给于原子壳层电子，使原子发生电离或激发
– 电子——电子碰撞：实质上是静电相互作用。

第2章辐射与物质的相互作用

22
辐射阻止本领
1 dE ρ dl rad
mc2 << E << 137mc2Z-1/3 时：
1 dE K1 E + mc2 Z (Z + 1) 2 E + mc2 4 = × 4 ln − MeV ⋅ cm2 ⋅ g −1 ρ dl rad 2πMa mc2 137 mc2 3
(
)
(
)
E >> 137mc2Z-1/3 时：
K 1 E + mc 2 Z (Z + ζ ) 1 dE 183 2 × 4 ln 1 / 3 + = 2 mc Z 137 9 ρ dl rad 2π M a
(说明略)
(
)
MeV ⋅ cm 2 ⋅ g −1
23
总质量阻止本领＝碰撞阻止本领＋辐射阻止本领
S =S +S ρ ρ col ρ rad
8
1. 电离、激发和碰撞阻止本领
库仑相互作用带电粒子轨道电子
电离
激发
9
碰撞阻止本领 (S/ρ)col
线碰撞阻止本领
dE dl col
44
第 I 阶段：
原子的光电效应截面：（每个原子） hν<<m0c2时， σ τ ∝ Z 5 h1 ν hν>>m0c2时，
στ ∝ Z 5
7 2
单位：cm2
Z－介质的原子序数
1 hν
光电效应的几率与原子序数 Z5成正比；光电效应的几率与光子能量hν或hν3.5成反比；低能光子与高原子序数物质作用，光电效应占优势；光电效应主要发生在K层及L层电子。

成像理论第二章02

• 当X光子进入生物组织后，与电子相互作用，形成高速电子和散射线。 • 高速电子在通过组织时，与沿途原子相互作用，使其电离或激发，所以这些都产生化学变化和生物损伤。 • 有些高速电子还可以发生辐射性碰撞而产生轫致辐射，这些轫致辐射与散射线又像原射线一样继续与物质的原子作用，重复上述过程。 • 通常一个入射X线光子的全部能量都转移给电子，平均需30次左右的相互作用
• 原子序数、光子能量与三种基本作用的关系 • 在0.01～10MeV这个常见范围，几乎所有效应都是由光电效应、康普顿效应、电子对效应这三个基本过程产生
四、其他作用
• 1、相干散射 • 射线与物质相互作用而发生干涉的散射过程称为相干散射。 • 否则就是非相干散射，康普顿效应是非相干散射 • 相干散射：瑞利散射、核的弹性散射、德布罗克散射 • 当入射光子在低能范围0.5～200keV时，瑞利散射概率不可忽视，因此相干散射主要是指瑞利散射
二、康普顿效应
• 1、康普顿效应又称康普顿散射，是射线光子能量被部分吸收而产生散射线的过程。
• 具有能量为hv的入射光子与原子的轨道电子相互作用时，光子交给轨道电子一部分能量后，其频率发生改变并与入射方向成φ角射出（散射光子），获得足够能量的轨道电子则脱离原子束缚与光子入射方向成θ的方向射出（反冲电子），这个作用过程成为康普顿效应
光电效应示意图
爱因斯坦光电方程
放出光电子的原子变为正离子，原子处于不稳定的激发态，其电子空位很快被外层电子跃入填充，同时放出特征X 线光子。有时特征X线在离开原子前，又将外层电子击脱，该电子称俄歇电子
E hv EB
• 光电效应实质：物质吸收X线使其产生电离过程 • 此过程中产生次级粒子：（1）负离子（光电子、俄歇电子）（2）正离子（失去电子的原子）（3）特征辐射 • 2、光电效应发生概率——三方面因素限制 • （1）物质原子序数Z的影响——光电效应的概 4 率与Z的四次方成正比：光电效应概率 Z

仪器分析-第2章光学分析法导论

·用远红外光照射有机分子，分子在转动能级间跃迁产生转动光谱。其波长位于远红外和微波区，亦称远红外吸收光谱和微波。
·电子能级变化时，必然伴随着振动能级的变化，振动能级的变化又伴随转动能级的变化，因此，分子光谱不是线状光谱，而是带状光谱。
λ =1 / σ
c：光速 (2.9979×1010 cm ·s-1)；λ：波长(cm)； ν：频率(Hz或s-1)；σ：波数(cm-1) ； E ：能量(ev或J)； h：普朗克常数6.6256 ×10-34J ·s或４.136 ×10-15ev.s
二、电磁波谱
电磁辐射按照波长(或频率、波数、能量)大小的顺序排列.
如：钠原子的光谱项符号 32S1/2；
表示钠原子的电子处于n=3，M =2(S = 1/2)，L =0，
J = 1/2 的能级状态（基态能级）；
接下一页
电子的多重态
h +
单重态（自旋配对）
电子跃迁
激发单重态（自旋配对）
h +
单重态
电子跃迁和自旋翻转
（自旋配对）
三重态（自旋平行）
返回
3. △J = 0、±1 但当J=0时，△J =0跃迁是禁戒的。 4. △S = 0 即单重态只跃迁到单重态，三重态只跃迁到三重
态。不同多重态之间的跃迁是禁阻的。
符合以上条件的跃迁，跃迁概率大，谱线较强．不符合光谱选择定则的跃迁叫禁戒跃迁，禁阻跃迁强度很弱。若两光谱项之间为禁戒跃迁，处于较高能级的原子具有较长的寿命，原子的这种状态称为亚稳态。
吸收光谱法
原紫红核子外外磁吸可可共收见见振
光谱分析法
分子光谱法
发射光谱法
原原分分 X 化
子
子

辐射防护第2章--相互作用

15
描述辐射场的量和单位
例题：一个60Co点源，其活度为3.7×107Bq，γ射线能量分别为1.17MeV和1.33MeV。求在离点源1m处γ光子的注量率和能量注量率
16
描述辐射场的量和单位
放射性活度A（activity）：，放射性元素或同位素每秒衰变的原子数
（不是原子核数或发出的粒子数）
应用上述关系，在电离辐射仪器仪表刻度时，若已知放射源活度和放射源与探测器之间的距离，可以得到探测器所在位置的粒子注量率与仪器计数率的关系，即刻度系数；在放射性测量中，若已知粒子注量率和放射源与探测器之间距离，可以推算放射源的活度
18
描述辐射场的量和单位
• 判断题：通过单位截面积的粒子数等于粒子注量 • 两层错误： • 第一层错误. 例题的情况下，选取的截面积垂直于粒子的入射方向。
以分为γ辐射场，中子辐射场，β辐射场等。（如果存在两种或两种以上的辐射源，称为混合场，例如：中子-γ混合场，β-γ混合场等） • 辐射场的特征如何去描述？
ICRU（国际辐射单位与测量委员会）定义一些物理
量来描述辐射场，在辐射防护中，常用粒子数、辐射能、粒子注量、注量率、能注量和能注量率等来描述辐射场的特征
14
描述辐射场的量和单位
举例：当致电离粒子与活细胞发生相互作用时，活细胞可以视为一个小球体，不管致电离粒子从什么方向击中活细胞，都可能使活细胞发生损伤。可见，辐射作用于活细胞上产生的效应与粒子的入射方向无关。
ICRU在定义注量和能量注量等来定量描述辐射
场的特征时，关心入射粒子的粒子数和入射粒子的总能量，而不关心粒子的入射方向。
（2）电离损失与重带电粒子的能量（速度）成反比；

材料分析测试方法试题及答案

材料分析测试方法试题及答案第一章电磁辐射与材料结构一、名词、术语、概念波数，分子振动，伸缩振动，变形振动（或弯曲振动、变角振动），干涉指数，晶带，原子轨道磁矩，电子自旋磁矩，原子核磁矩。

二、填空1、电磁波谱可分为3个部分：①长波部分，包括()与()，有时习惯上称此部分为()。

②中间部分，包括()、()和()，统称为()。

③短波部分，包括()和()（以及宇宙射线），此部分可称()。

答案：无线电波（射频波），微波，波谱，红外线，可见光，紫外线，光学光谱，某射线，射线，射线谱。

2、原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为()跃迁或()跃迁。

答案：电子，能级。

3、电子由高能级向低能级的跃迁可分为两种方式：跃迁过程中多余的能量即跃迁前后能量差以电磁辐射的方式放出，称之为()跃迁；若多余的能量转化为热能等形式，则称之为()跃迁。

答案：辐射，无辐射。

4、分子的运动很复杂，一般可近似认为分子总能量（E）由分子中各()，()及()组成。

答案：电子能量，振动能量，转动能量。

5、分子振动可分为()振动与()振动两类。

答案：伸缩，变形（或叫弯曲，变角）。

6、分子的伸缩振动可分为()和()。

答案：对称伸缩振动，不对称伸缩振动（或叫反对称伸缩振动）。

7、平面多原子（三原子及以上）分子的弯曲振动一般可分为()和()。

答案：面内弯曲振动，面外弯曲振动。

8、干涉指数是对晶面()与晶面()的标识，而晶面指数只标识晶面的（）。

答案：空间方位，间距，空间方位。

9、晶面间距分别为d110／2，d110/3的晶面，其干涉指数分别为()和()。

答案：220，330。

10、倒易矢量r某HKL的基本性质：r某HKL垂直于正点阵中相应的（HKL）晶面，其长度r某HKL等于(HKL)之晶面间距dHKL的()。

答案：倒数（或1/dHKL）。

11、萤石（CaF2）的（220）面的晶面间距d220=0.193nm，其倒易矢量r某220（）于正点阵中的（220）面，长度r某220=（）。

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 msm 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λνchh 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：eVeV J ms m s J E 107.210602.110375.3 10375.31088995.5/10310626.61919197834≈⨯⨯=⨯=⨯⨯⨯⋅⨯=-----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。

电磁辐射与材料表面的反射性质

电磁辐射与材料表面的反射性质电磁辐射是我们日常生活中无法回避的一个现象。

从太阳光到无线电波，电磁辐射在我们周围无处不在。

然而，我们对电磁辐射及其与材料表面的反射性质了解有限。

本文将探讨电磁辐射与材料表面的交互作用以及这种交互作用对我们日常生活的影响。

首先，我们来了解什么是电磁辐射。

简单来说，电磁辐射是由带电粒子或电荷产生的能量传递过程。

它以波的形式传播，包括无线电波、紫外线、可见光、X射线等。

这些不同波长的电磁辐射在与材料表面相互作用时会有不同的效果。

材料的表面反射性质是指材料对电磁辐射的反射能力。

不同材料对不同波长的电磁辐射有不同的反射性质。

例如，镜子对可见光有很高的反射率，而对红外线或紫外线的反射率较低。

这就是为什么我们可以在镜子中看到自己的倒影，因为镜子对可见光有很高的反射能力。

材料的表面反射性质与其物理性质有关。

例如，金属具有良好的导电性，因此金属表面对电磁辐射有较高的反射性能。

相反，绝缘材料对电磁辐射具有较低的反射性能。

这也是为什么天线通常由金属制成的原因，因为金属表面可以有效地反射无线电波，提高信号传输的效果。

除了反射外，电磁辐射还可以被材料吸收或穿透。

材料对电磁辐射的吸收取决于其能量与材料的相互作用。

举个例子，太阳光中的紫外线可以被大气层中的臭氧层吸收，从而保护地球表面免受高能紫外线的伤害。

另一方面，X射线可以穿透人体，因为它们的能量足够高，能够穿透身体组织。

除了这些基本的反射、吸收和穿透外，材料的表面性质还可以影响电磁辐射的散射。

散射是指电磁波在与物体表面相互作用时改变方向的现象。

这种散射现象也称为瑞利散射或米色散射，是由于电磁波与材料微观结构的相互作用而产生的。

散射对我们的日常生活有着重要的影响。

例如，在太阳正在下山时，我们可以看到红色的太阳。

这是因为太阳光经过大气层的散射，将蓝光散射到更广泛的区域，而红光相对于蓝光来说则更容易在大气中传播，所以我们看到的太阳是红色的。

除了自然界的散射现象外，人为造成的散射也在我们的日常生活中扮演着重要的角色。