材料研究分析方法2-本科生
材料现代分析方法试题2(参考答案)
材料现代分析方法试题4（参考答案）一、基本概念题（共10题，每题5分）1．实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe为主要成分的样品，试选择合适的X射线管和合适的滤波片答：实验中选择X射线管的原则是为避免或减少产生荧光辐射，应当避免使用比样品中主元素的原子序数大2~6（尤其是2）的材料作靶材的X射线管。
选择滤波片的原则是X射线分析中，在X射线管与样品之间一个滤波片，以滤掉Kβ线。
滤波片的材料依靶的材料而定，一般采用比靶材的原子序数小1或2的材料。
以分析以铁为主的样品，应该选用Co或Fe靶的X射线管，同时选用Fe和Mn 为滤波片。
2．试述获取衍射花样的三种基本方法及其用途？答：获取衍射花样的三种基本方法是劳埃法、旋转晶体法和粉末法。
劳埃法主要用于分析晶体的对称性和进行晶体定向；旋转晶体法主要用于研究晶体结构；粉末法主要用于物相分析。
3．原子散射因数的物理意义是什么？某元素的原子散射因数与其原子序数有何关系？答：原子散射因数f 是以一个电子散射波的振幅为度量单位的一个原子散射波的振幅。
也称原子散射波振幅。
它表示一个原子在某一方向上散射波的振幅是一个电子在相同条件下散射波振幅的f倍。
它反映了原子将X射线向某一个方向散射时的散射效率。
原子散射因数与其原子序数有何关系，Z越大，f 越大。
因此，重原子对X射线散射的能力比轻原子要强。
4．用单色X射线照射圆柱多晶体试样，其衍射线在空间将形成什么图案？为摄取德拜图相，应当采用什么样的底片去记录？答：用单色X射线照射圆柱多晶体试样，其衍射线在空间将形成一组锥心角不等的圆锥组成的图案；为摄取德拜图相，应当采用带状的照相底片去记录。
5．什么是缺陷不可见判据? 如何用不可见判据来确定位错的布氏矢量? 答：缺陷不可见判据是指：0=⋅R g。
确定位错的布氏矢量可按如下步骤：找到两个操作发射g1和g2，其成像时位错均不可见，则必有g1·b ＝0，g2·b ＝0。
材料分析方法试题(1)
《材料科学研究方法》考试试卷（第一套）一、 1、基态 2、俄歇电子 3、物相分析 4、 色散 5、振动耦合 6、热重分析一．填空题（每空1分，选做20空，共20分，多答不加分）1. 对于X 射线管而言，在各种管电压下的连续X 射线谱都存在着一个最短的波长长值，称为 ，当管电压增大时，此值 。
2. 由点阵常数测量精确度与θ角的关系可知，在相同条件下，θ角越大，测量的精确度 。
3. 对称取代的S=S 、C ≡N 、C=S 等基团在红外光谱中只能产生很弱的吸收带（甚至无吸收带），而在 光谱中往往产生很强的吸收带。
4. 根据底片圆孔位置和开口位置的不同，德拜照相法的底片安装方法可以分为： 、 、 。
5. 两组相邻的不同基团上的H 核相互影响，使它们的共振峰产生了裂分，这种现象叫 。
6. 德拜法测定点阵常数，系统误差主要来源于相机的半径误差、底片的伸缩误差、样品的偏心误差和 。
7. 激发电压是指产生特征X 射线的最 电压。
8. 凡是与反射球面相交的倒易结点都满足衍射条件而产生衍射，这句话是对是错？ 。
9. 对于电子探针，检测特征X 射线的波长和强度是由X 射线谱仪来完成的。
常用的X 射线谱仪有两种：一种 ，另一种是 。
10. 对于红外吸收光谱，可将中红外区光谱大致分为两个区： 和 。
区域的谱带有比较明确的基团和频率对应关系。
11. 衍射仪的测量方法分哪两种： 和 。
12. DTA 曲线描述了样品与参比物之间的 随温度或时间的变化关系。
13. 在几大透镜中，透射电子显微镜分辨本领的高低主要取决于 。
14. 紫外吸收光谱是由分子中 跃迁引起的。
红外吸收光谱是由分子中跃迁引起的。
15. 有机化合物的价电子主要有三种，即 、 和 。
16. 核磁共振氢谱规定，标准样品四甲基硅δ TMS ＝ 。
17. 红外吸收光谱又称振-转光谱，可以分析晶体的结构，对非晶体却无能为力。
此种说法正确与否？18. 透射电子显微镜以 为成像信号，扫描电子显微镜主要以为成像信号。
材料分析实验报告
材料分析实验报告实验目的：1.通过XRD实验，了解材料的晶体结构和晶格参数。
2.学会使用XRD仪器进行样品测量和数据分析。
实验原理：XRD（X射线衍射）是一种通过照射样品表面的X射线，观察其衍射图谱来分析材料晶体结构和晶格参数的方法。
根据布拉格方程，晶体内的原子平面间距与入射X射线波长、衍射角度之间存在关系。
实验过程：1.样品制备：a.将待分析的材料粉末状样品放入研钵中，加入少量丙酮调制成均匀的浆糊状。
b.使用玻璃片或者石英片将浆糊均匀地涂覆在片上，形成薄膜样品。
c.放置在通风处，使样品完全干燥。
2.实验操作：a.将干燥的样品片安装在XRD仪器的样品台上。
b.设定入射X射线的波长和电流，并确定扫描范围和速度。
c.启动扫描，开始测量样品的衍射图谱。
d.根据实验结果，计算并分析晶体结构和晶格参数。
实验结果：[插入实验结果图谱]根据图谱，我们可以看到明显的衍射峰，表示样品中存在特定晶面的衍射。
通过峰的位置和强度，我们可以判断出样品的晶体结构和晶格参数。
实验结论：根据衍射峰的位置和强度，我们得出样品为立方晶体结构，晶胞参数为a=b=c=3.5Å。
实验总结：通过本次XRD实验，我们学会了使用XRD仪器进行材料分析。
对于具有明显衍射峰的样品，我们可以通过XRD测量来确定其晶体结构和晶格参数。
同时，我们也需要注意样品制备的过程，确保样品干燥和均匀涂覆在片上，以获得准确的实验结果。
通过实验，我们加深了对材料的了解，并为进一步研究和应用提供了基础。
材料分析方法-2(XRD)
诺贝尔奖之最
❖ 第一个诺贝尔奖获得者：伦琴1901年获物理奖 ❖ 最年轻的诺贝尔奖获得者：小布拉格1915年获
奖时仅25岁，是剑桥大学的学生 ❖ 唯一的父子同时获奖：布拉格父子共同荣获
3. X射线衍射的基本原理
衍射（Diffraction）：波遇到障碍物或小孔后通过散射 继续传播的现象
光的衍射：光在传播路径中，遇到不透 明或透明的障碍物或者小孔（窄缝）， 绕过障碍物，产生偏离直线传播的现象 称为光的衍射。如果采用单色平行光， 则衍射后将产生干涉结果。
衍射图样：衍射时产生的明暗条纹或光 环。
4. X射线衍射的实验方法
❖ 50年代以前的X射线衍射分析，绝大多数是利用 底片来记录衍射线的（即照相法）
❖ 近几十年来，用各种辐射探测器（即计数器）来 记录已日趋普遍。目前专用的X射线衍射已在各 个主要领域中取代了照相法。颜色已具有方便， 快速，准确等优点，它是近代以来晶体结构分析 的主要设备。
小晶体（晶粒）
由亚晶块组成
由N个晶胞组成
使得晶体中稍有位相 差的各个亚晶块有机 会满足衍射条件，在 θ±Δθ范围内发生衍 射，从而使衍射强度 并不集中于布拉格角θ 处，而是有一定的角 分布。
（2）实际X射线也并非严格单色（具有一个狭长 的波长范围），也不严格平行（或多或少有一定 发散度）。
因此，衡量晶体衍射强度 要用积分强度的概念。
多晶X射线的衍射强度
I = I0·K·|F|2
I0-单位截面积上入射的单色X射线功率 |F|-结构因子，取决于晶体的结构以及晶体所含原子的性质
K是一个综合因子，它与实验时的衍射几何条件，试样的形状、吸收性质，温 度以及一些物理常数有关。对于粉末衍射仪而言:
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。
材料研究方法与测试分析实验报告
实验一扫描电镜实验（SEM）一、实验目的1、了解扫描电子显微镜的原理、结构；2、运用扫描电子显微镜进行样品微观形貌观察。
二、实验原理扫描电镜（SEM）是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。
试样为块状或粉末颗粒，成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。
其中二次电子是最主要的成像信号。
由电子枪发射的电子，以其交叉斑作为电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面按一定时间、空间顺序作栅网式扫描。
聚焦电子束与试样相互作用，产生二次电子发射以及背散射电子等物理信号，二次电子发射量随试样表面形貌而变化。
二次电子信号被探测器收集转换成电讯号，经视频放大后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度，得到反映试样表面形貌的二次电子像。
扫描电镜由下列五部分组成，如图1（a）所示。
各部分主要作用简介如下：1.电子光学系统它由电子枪、电磁透镜、光阑、样品室等部件组成，如图1（b）所示。
为了获得较高的信号强度和扫描像，由电子枪发射的扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。
常用的电子枪有三种形式：普通热阴极三极电子枪、六硼化镧阴极电子枪和场发射电子枪，其性能如表1所示。
前两种属于热发射电子枪，后一种则属于冷发射电子枪，也叫场发射电子枪。
由表可以看出场发射电子枪的亮度最高、电子源直径最小，是高分辨本领扫描电镜的理想电子源。
电磁透镜的功能是把电子枪的束斑逐级聚焦缩小，因照射到样品上的电子束斑越小，其分辨率就越高。
扫描电镜通常有三个磁透镜，前两个是强透镜，缩小束斑，第三个透镜是弱透镜，焦距长，便于在样品室和聚光镜之间装入各种信号探测器。
为了降低电子束的发散程度，每级磁透镜都装有光阑；为了消除像散，装有消像散器。
样品室中有样品台和信号探测器，样品台还能使样品做平移运动。
2、扫描系统扫描系统的作用是提供入射电子束在样品表面上以及阴极射线管电子束在荧光屏上的同步扫描信号。
材料分析技术
材料分析技术材料分析技术是一门涉及多种学科知识的综合性技术，它在材料科学、化学、物理等领域都有着广泛的应用。
通过对材料的成分、结构、性能等方面进行分析，可以帮助人们更好地理解材料的特性，从而指导材料的设计、制备和应用。
本文将介绍几种常见的材料分析技术，包括X射线衍射、扫描电子显微镜、质谱分析等。
X射线衍射是一种常用的材料分析技术，它通过研究材料对X射线的衍射图样来确定材料的晶体结构和晶体学性质。
这项技术可以帮助科研人员确定材料的晶体结构类型、晶格常数、晶面指数等重要参数，从而为材料的性能和应用提供重要的参考依据。
扫描电子显微镜（SEM）是一种观察和分析材料表面形貌和成分的重要手段。
它利用电子束与材料表面的相互作用来获取显微图像，并通过能谱分析技术来确定材料的成分。
SEM技术在材料科学、生命科学、纳米技术等领域都有着广泛的应用，可以帮助科研人员研究材料的微观形貌和成分分布。
质谱分析是一种通过对材料中的离子进行质量分析来确定材料成分和结构的技术。
它可以对材料中的各种元素和化合物进行快速、准确的分析，广泛应用于材料科学、化学、生物学等领域。
质谱分析技术的发展为材料研究和分析提供了强大的工具，为人们深入了解材料的组成和特性提供了重要手段。
除了以上介绍的几种常见的材料分析技术外，还有许多其他的分析方法，如透射电子显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱等，它们各自具有独特的优势和适用范围。
随着科学技术的不断进步，材料分析技术也在不断发展和完善，为人们研究和应用各种材料提供了更加强大的工具和手段。
总之，材料分析技术在材料科学和工程领域具有重要的地位和作用，它为人们研究和应用各种材料提供了重要的手段和方法。
随着科学技术的不断进步，材料分析技术也在不断发展和完善，为人们更好地理解和利用材料提供了强大的支持。
希望本文介绍的几种常见的材料分析技术能够为读者提供一些参考和帮助，促进材料分析技术的研究和应用。
材料分析方法总复习
表面分析方法
研究材料表面的物理、化学和结构特性。
常用的材料测试仪器与设备
机械性能测试仪器
用于评估材料的力学特性和性 能。
光谱分析仪器
使用光谱技术来研究材料的成 分和化学特性。
表面性能测试仪器
测量和分析材料表面的物理和 化学特性。
材料分析方法的应用领域
1 金属材料领域
材料分析方法总复习
在这个演示中，我们将全面回顾材料分析方法。通过探索各种物理性能测试、 化学分析方法、显微镜分析技术和表面分析方法，您将学习材料分析的关键 概念。
常见的材料分析方法
物理性能测试
通过测试材料的物理特性来评估其性能和可靠 性。
化学分析方法
使用化学技术来分析材料的成分和化学性质。
显微镜分析技术
检测金属材料的成分、力学性能和耐蚀性。
2 塑料材料领域
分析塑料材料的熔融性能、热稳定性和机械 强度。
3 纺织材料领域
研究纺织材料的纤维结构、染色性能和织物 密度。
4 生物材料领域
评估生物材料的生物相容性、生物降解性和 机械性能。
材料分析方法的挑战与限制
1
样品制备的困难
有效的样品制备是获得准确分析结果的
数据解读与分析
2
关键。
处理大量数据并从中提取有意义的信息 是挑战之一。
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（1-9）
2 1 k k 1 k 2 3 3
I k : I k 10 : 3
I 1 : I 2 : I 100 : 50 : 20
特征X射线波长取决于阳极靶元素的原子序数，实验证明： （1）管电压超过激发电压时才能产生该元素的特征谱线， 且靶元素的原子序数越大，其激发电压越高； （2）每个特征谱线都对应于一个特定的波长，不同阳极靶 元素的波长不同，若管电流I和管电压V的增加只能增强特征 X射线的强度，而不改变波长； I特＝CI(V-V激)n （1-10） K系 n＝1.5 L系 n＝2 （3）不同阳极靶元素的原子序数与特征谱波长之间的关系 由MoslayD定律确定：
图1-5 靶的焦点形状及接受方向
三、X射线谱
X射线的物理基础
X 射 线 谱
连续谱： 强度随波长连续变化的连续谱。（见图6） 特征谱：波长一定、强度很大的特征谱特征谱 只有当管电压超过一定值Vk（激发电压）时才 会产生，只取决于光管的阳极靶材料，不同的 靶材具有其特有的特征谱线。 特征谱线又称为 标识谱，即可以来标识物质元素。（见图7）
1、X射线机与X射线管
实验室中用的X射线通常是由X射线机产生的，X射线机的主要 部件包括X射线管、高压变压器及电压、电流的调节稳定系统 等部分。 X射线管主要构造有以下几个部分：
X射线机
X射线的物理基础
图1-2 X射线机的主要线路图
X射线管
图1-3 X射线管示意图
图1-4 阳极靶
X射线管
（1）阴极（电子枪）：产生电子并将电子 束聚焦，钨丝烧成螺旋式，通以电流钨 丝烧热放出自由电子。 （2）阳极（金属靶）：发射x射线，阳极靶 通常由传热性好熔点较高的金属材料制 成，如铜、钻、镍、铁、铝等。 （3）窗口：是X射线射出的通道，通常窗口 有2或4个；窗口材料要求既要有作构的 强度以维持管内的高真空，又要对X射 线的吸收较小。金属铍、硼酸铍锂构成 的林德曼玻璃。
应用特点：广泛的晶体结构测定，在物理、化学、地学、 材料科学、生命科学和各种工程技术中广泛应用： 1、在单晶材料方面 2、在金属、陶瓷、建筑材料、矿物等方面的研究 3、根据X射线定性、定量物相分析以及晶格常数随固溶度 的变化等来测定相图或固溶度。 4、根据X射线衍射线的线形及宽化程度等来测定多晶试样 中晶粒大小、应力和应变情况等。
X射线作为一种电磁波，在其传播过程中，是携带着一定的 能量的 ，所带能量的多少，即表示其强弱的程度，
通常以单位时间内通过垂直于X射线传播方向的单位面积上 的能量来表示其强度。
当X射线作为波时，其强度I与电场强度向量的振幅E0的平方 成正比
C 2 I E0 8
（1-5）
当将X射线看作光子时，则它的强度为光子流密度和每个光 子能量的乘积。
2、非相干散射（非弹性碰撞）
0.0024 (1 cos 2 )
（1-13）
非相干散射波分布在各个方向上，强度很低且随sin/的增 加而增大，它随入射线波长变短，散射角的增大而增强。 非相干散射不能参与衍射，但无法避免，从而使衍射图像 背景底变黑，给衍射精度带来不利的影响。
• 衍射现象的发现：1912年德国物理学家劳厄(ue) 利用晶体作为产生X射线衍射的光栅，使X射线产生衍射， 证实了X射线本质上是一种电磁波，同时也证实了晶体结 构的周期性。
发展的几个主要阶段、方面： 1、1913年以来X射线晶体学的建立和发展直至现代全自 动四圆衍射仪在结构测定中的应用。W.H.Bragg、W.L.Bragg 测定了NaCI晶体的结构，从此开创了X射线晶体结构分析的历 史。 2、早期的X射线光谱学和20世纪70年代发展的吸收精细 结构（EXAFS）是研究原子种类、数目和距离等局域结构的强 有力工具。如1988年有人用偏振EXAFS定量测定了中子衍射所 获得的YBa2Cu3O7结构模型。 3、20世纪30-50年代发展的单晶、多晶衍射方法和衍射 强度的运动学理论。其特征在于只考虑每个原子与入射光束的 交互作用，此理论的弱点是破坏了能量守恒定律。
第一章 X射线衍射分析
前言
• • X射线的发现：1895年德国物理学家W.C.Rontgen 镀氰亚铂酸钡的硬纸板发荧光
• 这种射线具有以下几种性质:(1)肉眼观察不到，但可使 照相底片感光、荧光板发光、气体电离；（2）能透过可 见光不能透过的物体；（3）这种射线沿直线进行，在电 场、磁场中并不偏转；（4）对生物有伤害的生理作用。 • 1901年成为世界上第一个诺贝尔物理学奖获得者
X射线的物理基础
连续谱的经验公式可表达为：
I 连＝ I d KIZV
0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
m
（1-6）
KIZV 效率＝ ＝AZV IV
2
（1-7）
例：W靶 V＝100KV为1％，其余为热能释放，须冷却水
（二）特征X射线
X射线的物理基础
当激发电压超过某一临界 值V激后，强度曲线发生明 显的变化。
4、 X射线可看成具有一定能量E、动量P、质量m的X光流子
E = hv
P=h/
（1-2）
（1-3）
h 为普朗克常数，h = 6.62617610-27尔格，是1900年普朗 克在研究黑体辐射时首次引进，它是微观现象量子特性的 表征。
K 沿波的传播方向的矢量 （波矢）
P hK
（1-4）
连续X射线谱
X射线的物理基础
图1-6 管电压、管电流、阳极靶原子序数对连续谱的影响
X射线的物理基础
（一）连续X射线谱
• 它由某一短波限0开始直到波长等于无穷大的一系列波长组
成，
h
c
0
eV 0
hc 1.24 (nm) eV V
• 具有以下实验规律： • （1）X射线连续谱的强度随着X射线管的管电压增加而增大，最 大强度所对应的波长max变小，最短波长界限0减小； （2）当管电压恒定，增加管电流，各种波长X射线的相对强度一 致增高，但max和0数值大小不变； • （3）当改变阳极靶元素时，各种波长的相对强度随靶元素的原 子序数的增加而增加。
Rhc 2 En (Z ) 2 n
（1-8）
图1-8 特征X射线产生原理图
X射线的物理基础
K系标识X射线：
对于从L，M，N… 壳层中的电子跃入K壳层空位时
所释放的X射线，分别称之为K 、 K 、 K…谱
线，共同构成K系标识X射线。
h n2 n1
1 1 E n2 E n1 Rhc( Z ) ( 2 2 ) n1 n2
质量吸收系数 m：是单位质量物质（单位截面的1g物质）对X 射线的衰减程度，其值的大小与温度、压力等物质状态参数无关， 但与X射线波长及被照射物质的原子序数有关。 m = l / 为被照射物质的密度
质量吸收系数具有加和性：
X射线的物理基础
吸收与波长及原子序数的关系
元素的质量系数m是所用辐射波长及元素的原子序 数的函数。
X射线管的工作原理
整个X射线光管处于真空状态。当阴极和阳极之间加以数 十千伏的高电压时，阴极灯丝产生的电子在电场的作用下被加 速并以高速射向阳极靶，经高速电子与阳极靶的碰撞，从阳极 靶产生X射线，这些X射线通过用金属铍（厚度约为0.2mm）做 成的x射线管窗口射出，即可提供给实验所用。 点焦点 线焦点
4、1931年貌相术出现和50年代末貌相术发展和应用， 60年代出现的X射线干涉仪及应用。 晶体中局部缺陷：位错、层错、磁畴界、亚晶界、杂质 的偏析等导致点阵畴发生衍射强度的增强、减弱造成局 部的消光衬度或取向衬度可以探明晶体的完整程度，测定 缺陷的种类、分布、组态密度以及应力量及其指向，进而能 够了解天然与人工合成晶体的手掌规律，研究缺陷的成因、 运动、交互作用X射线衍射衬貌相学。 5、20世纪60年代以来辛一代的辐射源和探测器设备进入 实验室，X射线衍射获得新的生命力，发展了同步辐射X射 线掠入射的表面结构分析术对单原子层非常灵敏，因此 GXIS已成为比低能电子衍射（LEED）研究表面结构更有效 的方法。 衍射特点：
由于它们的波长反映了靶 材料的特征特征X射线
图1-7 Mo靶X光管发出 X光谱强度（35kV时）
原子结构壳层理论
X射线的物理基础
高能电子撞击阳极靶时，会将阳极物质原子中K层电子撞出电 子壳层，在K壳层中形成空位，原子系统能量升高，使体系处 于不稳定的激发态，按能量最低原理，L、M、N一层中的电子 会跃人K层的空位，为保持体系能量平衡，在跃迁的同时，这 些电子会将多余的能量以X射线光量子的形式释放（图8）。 光谱学中壳层分别对应于主量子数n＝1、2、3、4……每个壳 层最多容纳2n2个电子，处于主量子数n的壳层中的电子。其能 量值为：
1 K (Z )
(1-11)
四、X射线与物质的作用
产生物理、化学和生化作用，引起各种效应，如：
•
• • • • •
使一些物质发出可见的荧光；
使离子固体发出黄褐色或紫色的光； 破坏物质的化学键，使新键形成，促进物质的合成 引起生物效应，导致新陈代谢发生变化； x射线与物质之间的物理作用，从能量转换的观点，可归结为 三种能量转换过程： E1 散射能量 E2吸收能量 包括真吸收变热部分和光电效应、 俄歇效应等 E3透过物质继续沿原入射方向传播的能量 包括 波长改变和不改变二部分 。 E=E1+E2+E3
（二） X射线的吸收
1、X射线的吸收与吸收系数
设入射X射线强度为I0，透过厚度为d的物 质后强度为I，I＜ I0,在被照射的物质中取一 深度为X处的小厚度元dX，照到此小厚度 元上的X射线强度为Ix，透过此厚度元的X 射线强度为Ix十dx，则强度的改变为：
I x dx Ix
dIx ＝ Ix+dx－Ix I ＝ dI ＝ －μ · L dx
•
X射线与物质的作用