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第一章 X射线物理学基础
一、名词解释
1、特征X射线 2、连续X射线 3、吸收限(λk) 4、光电效应 5、俄歇电子 6、质量吸收系数 7、相干散射 8、非相干散射 9、荧光X射线 10、X射线强度 11、AES
二、填空
1、产生X射线的基本条件 、 、 。 2、X射线的强度是指 内通过垂直于X射线方向的单位面积上的 。 3、探测X射线的工具是: 。 4、影响X射线强度的因素是: 。 5、检测X射线的方法主要有: 。 6、X射线谱是 的关系。 7、吸收限的应用主要是 、 、 。 8、当X射线的 或吸收体的 愈大时X射线愈容易被吸收。
9、一束X射线通过物质时,它的能量可分为三部分: 、 和 。 10、X射线与物质相互作,产生两种散射现象,即 和 。 11、物质对X射线的吸收主要是由 引起的。
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三、判断
1、入射X射线光子与外层电子或自由电子碰撞时产生相干散射。 2、由X射线产生X射线的过程叫做光电效应。
3、X射线与物质作用,有足够能量的X射线光子激发原子K层的电子,外层电子跃迁填补,多余的能量使L2、L3、M、N等层的电子逸出,这个过程叫做光电效应。 4、由X射线产生X射线的过程叫俄歇效应。 5、连续谱中,随V增大,短波极限值增大。
6、当X射线的波长愈短,或者穿过原子序数愈小的物质时,其吸收就愈大。 7、具有短波极限值的X射线强度最大。 8、具有短波极限值的X射线能量最大。
9、X射线成分分析的理论基础是同种原子发出相同波长的连续X射线。
10、当高速电子的能量全部转换为X射线光子的能量时产生λ0,此时强度最大,能量最高。 11、当高速电子的能量全部转换为X射线光子的能量时产生λ0,此时强度最大。
四、简答及计算:
1、 什么是莫赛莱定律,莫赛莱定律的物理意义是什么? 2、 简述特征X射线产生的机理。 3、 简述衍射定性物相鉴定的程序。 4、 X射线定量分析的基础是什么? 5、 X射线物相分析有哪些特点?
6、 试计算空气对CrKα辐射的质量吸收系数和线吸收系数。假定空气中含有80%(重量)的氮和20%(重量)的氧,空气密度ρ=0.0013g/cm3。
7、 吸收限的实际应用有哪些?若Cu靶产生Kα=1.5418埃, Kβ=1.3922埃X射线,选择具有多大的吸收限波长(λk)的材料作滤波片才能得到单色Kα?图示说明。
8、 Ni片作Cu靶X射线的滤波片,已知:Ni的ρ=8.9g/cm3,Ni对CuKβ的μm=275cm2/g, 若原始X射线的强度为I0(Kα2)/ I0(Kα1)=0.5, I0(Kβ)/ I0(Kα1)=0.2,现用0.025mm 厚的Ni片滤波,问滤波后I(Kβ)/ I(Kα)=?
9、用Zr片做Mo靶X射线的滤波片,已知Zrρ=6.5g/cm3,Zr对Mo Kβ的μm=79㎝2/g,Zr对MoKα1/600?
的μ
m=15.9
㎝2/g,计算Zr片多厚(x)才能使I(Kβ)∶I(Kα)由原来的1/6变为
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第二章 X射线衍射的几何条件
一、填空题
1、以[uvw]为轴的 满足衍射条件的 所产生的衍射斑点所组成的电子衍射花样,就是入射电子束方向 样品晶体的[uvw]方向而产生衍射所得到的。这幅花样就是倒易截面(uvw)*上阵点排列图像的 。
二、判断题
1、凡是符合布拉格方程的晶面族都能产生衍射线。( )
2、满足布拉格方程时,各晶面的散射线相互干涉加强形成衍射线。( )
3、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线。
三、问答及计算
1、 什么是倒易点阵,倒易点阵的两个基本性质是什么? 2、 写出布拉格方程并简述布拉格方程的物理意义。
3、 用CuKα照铝的多晶试样(立方晶系,面心点阵,点阵常数4.05埃),试问(440)晶面组是
否能衍射X射线?假如要获得(440)晶面组的衍射线有什么办法?这样得到的衍射线的θ值为多少?
4、 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)反射线的程差是多少?相邻
两个(HKL)反射线的程差又是多少?
5、 α-Fe属立方晶系,点阵参数a=0.2866nm。如用CrKaX射线(λ=0.2291)照射,试求(110),
(200),及(211)可发生的衍射的掠射角。
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第三章 X射线衍射线束的强度
一、名词解释:
1、相对强度 2、衍射线强度 3、多重性因子(P) 4、结构因子F 5、系统消光
二、填空题:
1、影响衍射线强度的因子是: 、 、 、 、 。
2、影响粉末多晶衍射线相对强度的因子是: 。 3、晶体中 晶面称为等同晶面。
4、根据布拉格方程,在多晶衍射中,等同晶面的衍射线将分布在 ,因为这些晶面对应的衍射角都相等。
5、结构因子只与 有关,而不受 的形状和大小影响。
三、判断题:
1、晶胞的形状和大小改变时,可能引起系统消光。( )
2、由于原子热运动使点阵中原子排列的周期性受到部分破坏,因此晶体的衍射条件也受到部分的坏,从而使衍射强度增加。( ) 3、角因子与θ角成直线的关系。( )
四、问答及计算
1、 罗伦兹因数是表示什么对衍射强度的影响?其表达式是综合了哪几个方面考虑而得出的? 2、 多重性因数的物理意义是什么?
3、 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
重性因数会发生什么变化?为什么?
4、 CsCl属简单立方点阵,其中Cs+坐标为(0 0 0),Cl-坐标为(1/2 1/2 1/2)。Cs原子散射振
幅为fCs,Cl原子散射振幅为fCl,求Fhkl2,并讨论衍射线的有无及其对衍射线强度的影响。 5、 结构因子表达式反映出晶体中的哪些内容?某晶体MeO3(立方)各原子占据的坐标位置为: 【Me】:(111)【O】:(1/2,1/2,0),(1/2,0,1/2),(0,1/2, 1/2)已知f Me+=10,f O-=8,(1)试讨论系统消光规律;
+
-
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(2)若仅考虑F2,根据以上系统消光规律,写出下面晶面的衍射强度的强弱:(100),(110),
(111),(200),(210),(311),(222),(123);
(3)若考虑多重性因子P和F2两项,写出下列晶面的衍射强度的大小顺序:(110),(200),
(220),(100)。
6、试推导体心点阵晶胞的系统消光规律。 7、试推导简单点阵晶胞的系统消光规律。
8、试推导底心点阵晶胞(原子坐标为0、0、0、1/2、1/2、0)的系统消光规律。 9、试推导面心点阵晶胞的系统消光规律。
10、总结简单点阵、体心点阵和面心点阵衍射线的系统消光规律
11、多晶体衍射的积分强度表示什么?今有一张用CuKa摄得的钨(体心立方)的德拜相,试计算出头4根衍射线的相对积分强度(不计算A(θ)和e-2M,以最强线的强度为100)。头4根线的值如下:
线条 θ/(o) 1 2 3 4
20.2 29.2 36.7 43.6
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