材料物理专业《材料分析测试方法A》作业

材料物理专业《材料分析测试方法A 》作业

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 ）；

（2）5m 波长射频辐射的频率（MHz ）；

（3）588.995nm 钠线相应的光子能量（eV ）。

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。 1-5 下列原子核中，哪些核没有自旋角动量？

12C 6、19F 9、31P 15、16O 8、1H 1、14N 7

。 1-8 分别在简单立方晶胞和面心立方晶胞中标明（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？为什么？

1-9 已知某点阵∣a ∣=3Å，∣b ∣=2Å，γ = 60︒，c ∥a ×b ，试用图解法求r *110与r *210。 1-10 下列哪些晶面属于]111[晶带？

)331(),011(),101(),211(),231(),132(),111(。

二、补充习题

1、试求加速电压为1、10、100kV 时，电子的波长各是多少？考虑相对论修正后又各是多少？

第二章 电磁辐射与材料的相互作用

一、教材习题

2-2 下列各光子能量（eV ）各在何种电磁波谱域内？各与何种跃迁所需能量相适应？

1.2×106~1.2×102、6.2~1.7、0.5~0.02、2×10-2~4×10-7。

2-3 下列哪种跃迁不能产生?

31S 0—31P 1、31S 0—31D 2、33P 2—33D 3、43S 1—43P 1。

2-5 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？ 2-6 以Mg K α（λ=9.89Å）辐射为激发源，由谱仪（功函数4eV ）测得某元素（固体样品）X 射线光电子动能为981.5eV ，求此元素的电子结合能。

2-7 用能级示意图比较X 射线光电子、特征X 射线与俄歇电子的概念。

二、补充习题

1、俄歇电子能谱图与光电子能谱图的表示方法有何不同？为什么？

2、简述X 射线与固体相互作用产生的主要信息及据此建立的主要分析方法。

第三章 粒子（束）与材料的相互作用

一、教材习题

3-1 电子与固体作用产生多种粒子信号（教材图3-3），哪些对应入射电子？哪些是由电子激发产生的？

图3-3 入射电子束与固体作用产生的发射现象

3-2 电子“吸收”与光子吸收有何不同？

3-3 入射X 射线比同样能量的入射电子在固体中穿入深度大得多，而俄歇电子与X 光电子

的逸出深度相当，这是为什么？

二、补充习题

1、简述电子与固体作用产生的信号及据此建立的主要分析方法。

第四章 材料分析测试方法概述

一、教材习题

4-11 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 等元素的快速定量分析；

（2）区别FeO 、Fe 2O 3和Fe 3O 4；

（3）测定Ag 的点阵常数；

（4）测定高纯Y 2O 3中稀土杂质元素质量分数；

（5）砂金中含金量的检测：

（6）黄金制品中含金量的无损检测；

（7）几种高聚物组成之混合物的定性分析与定量分析；

（8）推断分子式为C 8H 10O 的化合物之结构；

（9）某薄膜(样品)中极小弥散颗粒(直径远小于1μm)的物相鉴定；

（10）验证奥氏体(γ)转变为马氏体(α)的取向关系(即西山关系)：γα)111//()011(，

γα]110//[]001[。

（11）淬火钢中残留奥氏体质量分数的测定；

（12）镍-铬合金钢回火脆断口晶界上微量元素锑的分布（偏聚）的研究；

（13）淬火钢中孪晶马氏体与位错马氏体的形貌观察；

（14）固体表面元素定性分析及定量分析；

（15）某聚合物的价带结构分析；

（16）某半导体的表面能带结构测定。

二、补充习题（可在本门课程大部门内容讲完之后做）

1、假若你采用高温固相法合成一种新的尖晶石，最后你得到了一种白色固体。如果它是一

种新的尖晶石，你将如何测定它的结构、组成和纯度。

2、假若你采用水热法制备TiO 2纳米管，最后你得到了一种白色固体，你将如何观察它的形

貌？如何测定它的颗粒尺寸、大小、结构、组成和纯度。

3、假若你采用溶液插层等方法制备层状硅酸盐/聚合物纳米复合材料，最后你得到了一种块体材料，你将如何表征它的结构？

第五章 X 射线衍射分析原理

一、教材习题

5-2 “一束X 射线照射一个原子列（一维晶体），只有镜面反射方向上才有可能产生衍射”，

此种说法是否正确？

5-3 辨析概念：X 射线散射、衍射与反射。

5-4 某斜方晶体晶胞含有两个同类原子，坐标位置分别为：(43，43，1)和（41，41，21），该晶体属何种布拉菲点阵？写出该晶体(100)、(110)、(211)、(221)等晶面反射线的F 2值。

5-7 金刚石晶体属面心立方点阵，每个晶胞含8个原子，坐标为：（0，0，0）、（21，2

1，0）、（21，0，21）、（0，21，21）、（41，41，41）、（43，43，41）、（43，41，4

3）、（41，43，4

3），原子散射因子为f a ，求其系统消光规律（F 2最简表达式），并据此说明结构消光的概念。

5-8 “衍射线在空间的方位仅取决于晶胞的形状与大小，而与晶胞中的原子位置无关；衍射

线的强度则仅取决于晶胞中原子位置，而与晶胞形状及大小无关”，此种说法是否正确？ 5-9 Cu K α射线（nm K 154.0=αλ）照射Cu 样品。已知Cu 的点阵常数a =0.361nm ，试分

别用布拉格方程与厄瓦尔德图解法求其（200）反射的θ角。

二、补充习题

1、简述布拉格公式2d HKL sin θ=λ中各参数的含义，以及该公式有哪些应用？

2、简述影响X 射线衍射方向的因素。

3、简述影响X 射线衍射强度的因素。

4、多重性因子的物理意义是什么？某立方系晶体，其{100}的多重性因数是多少？如该晶体

转变成四方晶系，这个晶面族的多重性因子会发生什么变化？为什么？

第六章 X 射线衍射方法

教材习题：

6-1 Cu K α辐射（λ=0.154nm ）照射Ag （f ．c ．c ）样品，测得第一衍射峰位置2θ＝38︒，试

求Ag 的点阵常数。（注：面心立方f ．c ．c ）

6-2 试总结德拜法衍射花样的背底来源，并提出一些防止和减少背底的措施。

6-3 图题6-1为某样品德拜相（示意图），摄照时未经滤波。已知1、2为同一晶面衍射线，

3、4为另一晶面衍射线，试对此现象作出解释。

图题6-1