材料现代分析方法.doc
《材料现代分析方法》总结

《材料现代分析方法》总结《材料现代分析方法》是一门综合性的学科,研究材料的组成、结构、性能和相互作用等方面的分析方法。
它涉及到物理、化学、材料科学等多个学科领域,对于提高材料的质量、性能和稳定性具有重要的意义。
本课程的学习,对于培养学生的综合素质和动手能力有着重要的作用。
通过本课程的学习,我对材料的分析方法有了更深入的了解,对于材料科学研究有着更为全面的认识。
材料现代分析方法涵盖了各种物理、化学、电子显微镜、X射线衍射、质谱、光谱等各种详细的分析方法,这些方法可以全面了解材料的成分、结构和性能等特征。
例如,通过使用电子显微镜可以观察材料的微观形貌和晶体结构,通过X射线衍射可以确定材料的晶体结构,通过光谱分析可以确定材料的化学成分等。
在课程学习中,我对于材料分析方法的基本原理有了更深刻的理解。
例如,质谱分析是利用质谱仪将物质分离、检测、鉴定和分析的技术方法,原理是将原子或分子加速至高速,然后经由离子源加入其中,使样品中的原子或分子电离形成离子,接着通过外界的电场、磁场和电场等仪器来对离子进行分析和测量。
通过质谱分析,可以准确了解材料的成分和结构。
另外,在课程学习中,我还学习了许多实际应用的例子,例如用于铁路轨道的材料分析方法。
铁路轨道是国民经济中重要的基础设施之一,材料分析方法在轨道的材料研究和质量检测中起着关键作用。
通过电子显微镜和X射线衍射等技术,可以对轨道材料的晶体结构、硬度和耐磨性等性能进行分析,从而保证轨道的质量和安全。
此外,材料现代分析方法在材料科学研究领域的应用也具有广泛的前景。
通过使用各种分析方法,可以对材料的特性、性能和结构等进行全面的了解。
例如,在材料研究领域,可以利用X射线衍射技术来确定材料的晶体结构,通过质谱分析技术来分析材料的成分,通过光谱分析技术来研究材料的电学性质等。
这些分析方法的应用,将进一步推动材料科学的发展和进步。
总之,《材料现代分析方法》是一门非常重要的学科,它涵盖了各种分析方法和技术,使我们能够全面了解和研究材料的组成、结构和性能等特征。
现代材料分析方法

现代材料分析方法现代材料分析方法包括物理、化学、电子、光学、表面和结构等多个方面的技术手段,具有快速、准确、非破坏性的特点。
下面将针对常用的材料分析技术进行详细介绍。
一、物理分析方法1. 微观结构分析:包括金相显微镜分析、扫描电镜、透射电镜等技术。
通过观察材料的显微结构、晶粒尺寸、相组成等参数,揭示材料的内在性质和形貌特征。
2. 热分析:如热重分析、差示扫描量热仪等。
利用材料在高温下的重量、热容变化,分析材料的热行为和热稳定性。
3. 电学性能测试:包括电导率、介电常数、介电损耗等测试,用于了解材料的电导性和电介质性能。
4. 磁性测试:如霍尔效应测试、磁滞回线测试等,用于研究材料的磁性行为和磁性特性。
二、化学分析方法1. 光谱分析:包括紫外可见光谱、红外光谱、核磁共振等。
通过检测材料对不同波长的光谱的吸收、散射等现象,分析材料的组分和结构。
2. 质谱分析:如质子质谱、电喷雾质谱等。
通过挥发、电离和分离等过程,分析材料中不同元素的存在及其相对含量。
3. 电化学分析:包括电化学阻抗谱、循环伏安法等。
通过测量材料在电场作用下的电流、电压响应,研究材料的电化学性能和反应过程。
4. 色谱分析:如气相色谱、高效液相色谱等。
利用材料在色谱柱上的分离和吸附效果,分析材料中组分的种类、含量和分布。
三、电子分析方法1. 扫描电子显微镜(SEM):通过照射电子束,利用电子和物质的相互作用,获得样品表面的详细形貌和成分信息。
2. 透射电子显微镜(TEM):通过透射电子束,观察材料的细观结构,揭示原子尺度的微观细节。
3. 能谱分析:如能量色散X射线谱(EDX)、电子能量损失谱(EELS)等。
通过分析材料与电子束相互作用时,产生的X射线和能量损失,来确定样品的元素组成和化学状态。
四、光学分析方法1. X射线衍射:通过物质对入射的X射线束的衍射现象,分析材料的晶体结构和晶格参数。
2. 红外光谱:通过对材料在红外辐射下的吸收和散射特性进行分析,确定材料的分子结构和化学键。
材料现代分析方法

材料现代分析方法现代分析方法是指在化学、物理、生物等科学领域中广泛应用的一种分析技术。
它通过使用先进的仪器设备和相关的算法,能够快速、准确地对物质的成分、结构以及性质进行分析和表征。
本文将介绍几种常见的材料现代分析方法。
一、质谱分析法质谱分析法是一种非常重要的现代分析方法,广泛应用于有机化学、生物化学和环境科学等领域。
它通过将物质分子离子化,并在一个磁场中进行偏转,最后将其质量进行测定,从而确定物质的分子组成和结构。
质谱分析法具有高灵敏度、高分辨率、多组分分析的能力,可以用于确定物质的组成、确认化合物的结构、鉴定杂质等。
二、红外光谱分析法红外光谱分析法是一种基于不同分子振动产生的红外吸收谱谱图,进行物质分析和表征的方法。
该方法的原理是物质在特定波长的红外光照射下,吸收特定的波长,产生特定的振动谱带。
通过对红外光谱的测定和比对,可以确定物质的功能基团、官能团以及化学键的类型和位置,从而研究物质的组成、结构和化学性质。
三、扫描电子显微镜(SEM)扫描电子显微镜(SEM)是一种基于电子束显微技术的分析仪器。
其工作原理是在真空环境中,用电子束扫描样品表面,通过检测扫描电子的反射、散射或透射等信号,来获取样品表面的形貌、成分以及晶体结构等信息。
与光学显微镜相比,SEM具有更高的放大倍数、更高的分辨率和更大的深度。
四、X射线衍射(XRD)X射线衍射(XRD)是一种非常常用的材料分析技术,主要用于分析固体材料的结晶结构和晶体学性质。
该方法的原理是通过将物质置于X射线束中,当X射线与样品中的晶体结构相互作用时,会发生衍射现象。
通过测量样品衍射的位置、强度和形状等信息,可以确定样品的晶体结构、晶格参数和晶体定向等。
五、核磁共振(NMR)核磁共振(NMR)是一种通过检测原子核在磁场中的共振信号来进行物质分析的方法。
其工作原理是利用样品中特定原子核的性质,将其置于强大的磁场中,然后通过外加的射频电磁场来激发核自旋共振。
材料现代分析方法

材料现代分析方法材料现代分析方法是指利用现代科学技术手段对材料进行分析和研究的方法。
随着科学技术的不断发展,材料分析方法也在不断更新和完善。
现代材料分析方法的发展,为材料科学研究提供了更加精准、快速和全面的手段,对于材料的研究和应用具有重要的意义。
首先,光谱分析是材料现代分析方法中的重要手段之一。
光谱分析是利用物质对电磁波的吸收、发射、散射等现象进行分析的方法。
常见的光谱分析方法包括紫外可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱等。
通过光谱分析,可以对材料的结构、成分、性质等进行研究和分析,为材料的研究和应用提供重要的信息。
其次,电子显微镜分析也是材料现代分析方法中的重要手段之一。
电子显微镜是利用电子束来照射样品,通过电子与样品相互作用产生的信号来获取样品的显微结构和成分信息的一种显微镜。
通过电子显微镜分析,可以对材料的微观形貌、晶体结构、成分分布等进行研究和分析,为材料的结构性能和应用提供重要的参考。
此外,质谱分析也是材料现代分析方法中的重要手段之一。
质谱分析是利用质谱仪对物质进行分析的方法,通过对物质中离子的质量和相对丰度进行检测和分析,来确定物质的分子结构和成分。
质谱分析可以对材料的组成、纯度、分子量等进行研究和分析,为材料的质量控制和应用提供重要的支持。
综上所述,材料现代分析方法是利用现代科学技术手段对材料进行分析和研究的方法。
光谱分析、电子显微镜分析、质谱分析等都是材料现代分析方法中的重要手段,通过这些方法可以对材料的结构、成分、性能等进行全面的研究和分析,为材料的研究和应用提供重要的支持。
随着科学技术的不断发展,相信材料现代分析方法将会更加完善和精准,为材料科学研究和应用带来更多的新突破。
材料现代分析方法(1)

材料现代分析方法重点(彭美勋部分)名词解释部分1,石墨单色器与分光晶体石墨单色器:利用衍射方法过滤杂色X射线的晶体单色器,比较滤波片更有效的消除x射线背底。
2,明场像与暗场像明场像:在电子显微镜中,用透过样品的非散射电子以及在物镜孔径角区域内的散射电子的电子束对样品所形成的像暗场像:在电子显微镜中,仅利用透过样品的散射电子束对样品所形成的像。
3,质厚衬度与衍射衬度以及原子序数衬度质量衬度:由于样品不同微区间存在原子序数或厚度的差异而形成的衍射衬度:由样品各衍射束强度差异形成的衬度。
影响因素主要是晶体取向和结构振幅原子序数衬度:由于试样表面物质原子序数或化学成分差别而引起的衬度4,wds与edsWds:波谱仪Eds:能谱仪能谱仪的优点有:分析速度快,灵敏度高,谱线重复性好。
缺点有:能量分辨率低,峰背比低。
工作条件要求严格。
波谱仪的优点有:波长分辨率很高。
5,二次电子与背散射电子二次电子成:在单电子激发过程中被入射电子轰击出来的核外电子背散射电子成:被固体样品原子反射回来的一部分入射电子5.1,二次电子像与背散射电子像答:二次电子象:是表面形貌衬度,它是利用对样品表面形貌变化敏感的物理信号作为调节信号得到的一种象衬度背散射电子像:背散射电子像的形成,就是因为样品表面上平均原子序数Z大的部位而形成较亮的区域,产生较强的背散射电子信号;而平均原子序数较低的部位则产生较少的背散射电子,在荧光屏上或照片上就是较暗的区域,这样就形成原子序数衬度。
6,物相定性分析与物相定量分析物相定性分析:鉴定试样中各种组成的构成,包括的元素、根或官能团等的分析。
物相定量分析:测定试样中各种组分(如元素、根或官能团等)含量的操作。
6.1,单晶衍射和多晶衍射单晶衍射:每一个斑点对应一个衍射面多晶衍射:每一个圆环是一系列等间距的衍射面问答部分7,扫描电子显微镜与透射电子显微镜异同答:相同之处:都是电真空设备,使用绝大部分部件原理相同,例如电子枪,磁透镜,各种控制原理,消象散,合轴等等。
材料现代分析方法实验四2014

实验四电子衍射分析一、实验目的1.加深对电子衍射原理的理解;2.学会简单电子衍射花样的标定。
二、实验原理1.未知相机常数情况下指标化方法1)尝试-校核法(1)选取靠近中心O附近且不在一直线上的四个斑点A、B、C、D,分别测量它们的R 值,并且找出R2比值递增规律,确定点阵类型及斑点的晶面族指数{hkl},分析表明铝单晶为面心立方点阵。
(2)任取A为(111),尝试B为(220),并测得, 。
φ=35027/,与实测不符,应予否定。
根据晶体学知识或查表,选定B的指数为(220)则夹角与实测相符。
铝单晶电子衍射花样示意图(3)按矢量运算求得C与D及其它斑点指数∵∴h c = h A + h B = 1 + 2 = 3k c = k A + k B = 1 + (-2) = -1l c = l A + l B = 1 + 0 = 1所以斑点C指数为()113。
同理求得D指数为(402)。
计算知(111)、(402)晶面之间的夹角为39048/,与实测相符。
(4)求晶带轴[uvw]选取,,因为在照片上分析计算,所以选取位于顺时针方向。
2)标准花样对照法(1)查面心立方晶体的标准电子衍射花样,找出几何形状与其相似的图形。
(2)计算边长比并测量夹角,考查是否与标准图形完全一致。
如完全一致则可按标准花样指标化,如不一致应另找相似的花样重新核对。
2.已知相机常数情况下的指标化方法已知铝单晶电子衍射的相机常数Lλ=1.638mm.nm,指标化步骤如下:1)找出铝单晶的JCPDS卡片查得∵R A=7mm ∴d A=Lλ/R=1.638/7=0.234nmR B=11.4mm d B=Lλ/R=1.638/11.4=0.1436nmR C=13.5mm d C=Lλ/R=1.638/13.5=0.1213nm3)把计算出的d值与JCPDS卡片对照找出相应的{hkl},即斑点A为{111},B为{220},C斑点为{311}。
现代材料分析方法

现代材料分析方法现代材料分析方法是指利用现代科学技术手段对材料进行深入的分析和研究的方法。
随着科学技术的不断发展,材料分析方法也在不断更新和完善,为材料科学研究提供了更加丰富和精准的手段。
本文将介绍几种常见的现代材料分析方法,以及它们在材料科学研究中的应用。
首先,光学显微镜是一种常见的材料分析工具。
通过光学显微镜可以对材料的表面形貌进行观察和分析,了解材料的表面特征和微观结构。
光学显微镜具有成本低、操作简便等优点,广泛应用于材料科学研究中。
其次,扫描电子显微镜(SEM)是一种能够对材料进行高分辨率表面成像的工具。
SEM可以对材料的表面形貌进行观察,同时还可以通过能谱分析等手段对材料的成分进行分析。
SEM具有成像清晰、分辨率高等优点,广泛应用于材料的微观结构表征和分析。
X射线衍射(XRD)是一种常用的材料晶体结构分析方法。
通过X射线衍射可以确定材料的晶体结构、晶格常数等信息,对材料的结晶性质进行分析。
X射线衍射具有高分辨率、非破坏性等优点,广泛应用于材料的晶体结构分析和研究。
核磁共振(NMR)是一种能够对材料的分子结构和动力学性质进行分析的方法。
通过核磁共振可以确定材料中原子核的位置、化学环境等信息,对材料的分子结构进行分析。
核磁共振具有高灵敏度、高分辨率等优点,广泛应用于材料的分子结构表征和分析。
电子顺磁共振(EPR)是一种能够对材料中未成对电子进行分析的方法。
通过电子顺磁共振可以确定材料中未成对电子的数量、种类、环境等信息,对材料的电子结构进行分析。
电子顺磁共振具有高灵敏度、非破坏性等优点,广泛应用于材料的电子结构表征和分析。
综上所述,现代材料分析方法为材料科学研究提供了丰富的手段和工具,为我们深入了解材料的微观结构和性质提供了重要的支持。
随着科学技术的不断发展,相信会有更多更先进的材料分析方法出现,为材料科学研究带来更大的突破和进步。
材料现代分析方法

第一章6。
什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射"、“吸收限”、“俄歇效应"?答:⑴当χ射线通过物质时,物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动,受迫振动产生交变电磁场,其频率与入射线的频率相同,这种由于散射线与入射线的波长和频率一致,位相固定,在相同方向上各散射波符合相干条件,故称为相干散射.⑵当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后,可以得到波长比入射χ射线长的χ射线,且波长随散射方向不同而改变,这种散射现象称为非相干散射。
⑶一个具有足够能量的χ射线光子从原子内部打出一个K电子,当外层电子来填充K空位时,将向外辐射K系χ射线,这种由χ射线光子激发原子所发生的辐射过程,称荧光辐射。
或二次荧光。
⑷指χ射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量,如入射光子的能量必须等于或大于将K电子从无穷远移至K层时所作的功W,称此时的光子波长λ称为K系的吸收限。
⑸当原子中K层的一个电子被打出后,它就处于K激发状态,其能量为E k.如果一个L层电子来填充这个空位,K电离就变成了L电离,其能由Ek变成El,此时将释Ek—El的能量,可能产生荧光χ射线,也可能给予L层的电子,使其脱离原子产生二次电离。
即K层的一个空位被L层的两个空位所替代,这种现象称俄歇效应。
(6)俄歇电子:(7)光电子:第二章2. 下面是某立方晶系物质的几个晶面,试将它们的面间距从大到小按次序重新排列:(12-3),(100),(200),(-311),(121),(111),(-210),(220),(130),(030),(2-21),(110)。
答:它们的面间距从大到小按次序是:(100)、(110)、(111)、(200)、(-210)、(121)、(220)、(2-21)、(030)、(130)、(-311)、(12-3)。
3. 什么叫干涉面?当波长为λ的X射线在晶体上发生衍射时,相邻两个(hkl)晶面衍射线的波程差是多少?相邻两个HKL干涉面的波程差又是多少?答:晶面间距为d/n、干涉指数为nh、 nk、 nl的假想晶面称为干涉面.当波长为λ的X 射线照射到晶体上发生衍射,相邻两个(hkl)晶面的波程差是nλ,相邻两个(HKL)晶面的波程差是λ。
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第一章6.什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”?答:⑴当χ射线通过物质时,物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动,受迫振动产生交变电磁场,其频率与入射线的频率相同,这种由于散射线与入射线的波长和频率一致,位相固定,在相同方向上各散射波符合相干条件,故称为相干散射。
⑵当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后,可以得到波长比入射χ射线长的χ射线,且波长随散射方向不同而改变,这种散射现象称为非相干散射。
⑶一个具有足够能量的χ射线光子从原子内部打出一个K电子,当外层电子来填充K空位时,将向外辐射K系χ射线,这种由χ射线光子激发原子所发生的辐射过程,称荧光辐射。
或二次荧光。
⑷指χ射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量,如入射光子的能量必须等于或大于将K电子从无穷远移至K层时所作的功W,称此时的光子波长λ称为K系的吸收限。
⑸当原子中K层的一个电子被打出后,它就处于K激发状态,其能量为E k。
如果一个L 层电子来填充这个空位,K电离就变成了L电离,其能由Ek变成El,此时将释Ek-El的能量,可能产生荧光χ射线,也可能给予L层的电子,使其脱离原子产生二次电离。
即K层的一个空位被L层的两个空位所替代,这种现象称俄歇效应。
(6)俄歇电子:(7)光电子:第二章2. 下面是某立方晶系物质的几个晶面,试将它们的面间距从大到小按次序重新排列:(12-3),(100),(200),(-311),(121),(111),(-210),(220),(130),(030),(2-21),(110)。
答:它们的面间距从大到小按次序是:(100)、(110)、(111)、(200)、(-210)、(121)、(220)、(2-21)、(030)、(130)、(-311)、(12-3)。
3. 什么叫干涉面?当波长为λ的X射线在晶体上发生衍射时,相邻两个(hkl)晶面衍射线的波程差是多少?相邻两个HKL干涉面的波程差又是多少?答:晶面间距为d/n、干涉指数为nh、 nk、 nl的假想晶面称为干涉面。
当波长为λ的X 射线照射到晶体上发生衍射,相邻两个(hkl)晶面的波程差是nλ,相邻两个(HKL)晶面的波程差是λ。
4.a-Fe属于立方晶系,点阵参数啊a=0.2866nm。
如用CrKaX射线(入=0.2291nm)照射,试求(110)(200)及(211)晶面可发生衍射的掠射角。
5. 布拉格方程式有何用途?(1)已知晶体的d值。
通过测量θ,求特征X射线的λ,并通过λ判断产生特征X射线的元素。
这主要应用于X射线荧光光谱仪和电子探针中。
(2)已知入射X射线的波长,通过测量θ,求晶面间距。
并通过晶面间距,测定晶体结构或进行物相分析。
6.判别下列哪些晶面属于[-111]晶带:(-110),(1-33),(1-12),(-132),(0-11),(212)。
答:(-1-10)、(211)、(1-12)、(-101)、(0-11)晶面属于[111]晶带,因为它们符合晶带定律:hu+kv+lw=0。
第三章1.用单色X照射圆柱多晶体式样,其衍射线在空间将形成什么图案?为摄取德拜相,应当采用什么样的底片去记录?答:当单色X 射线照射圆柱柱多晶体试样时,衍射线将分布在一组以入射线为轴的圆锥而上。
在垂直于入射线的平底片所记录到的衍射花样将为一组同心圆。
此种底片仅可记录部分衍射圆锥,故通常用以试样为轴的圆筒窄条底片来记录。
2. 原子散射因数的物理意义是什么?某元素的原子散射因数逾期原子序数有何关系? 答:(1)原子散射因数f是一个原子中所有电子相干散射波的合成振幅与单个电子相干散射波的振幅的比值。
它反映了原子将X 射线向某一个方向散射时的散射效率。
(2)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。
3. 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方面考虑而得出的?答:罗仑兹因数是三种几何因子对衍射强度的影响,第一种几何因子表示衍射的晶粒大小对衍射强度的影响,罗仑兹第二种几何因子表示晶粒数目对衍射强度的影响,罗仑兹第三种几何因子表示衍射线位置对衍射强度的影响。
4. 多重性因子的物理意义是什么?某立方晶系晶体,其{100}的多重性因子是多少?如该晶体转变为四方晶系,这个晶面族的多重性因子会发生什么变化?为什么?答:多重性因子的物理意义是等同晶面个数对衍射强度的影响因数叫作多重性因子。
某立方晶系晶体,其{100}的多重性因子是6;如该晶体转变为四方晶系多重性因子是4;这个晶面族的多重性因子会随对称性不同而改变。
5.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。
简单点阵不存在系统消光。
体心点阵衍射线的系统消光规律是(h+k+l)偶数时出现反射,(h+k+l)奇数时消光。
面心点阵衍射线的系统消光规律是h,k,l全奇或全偶出现反射,h,k,l有奇有偶时消光。
第四章1. 试用厄瓦尔德图解来说明德拜衍射花样的形成。
如图所示,衍射晶面满足布拉格方程就会形成一个反射圆锥体。
环形底片与反射圆锥相交就在底片上留下衍射线的弧对。
2. 同一粉末相上背射区线条与透射区线条比较起来其θ较高还是较低?相应的d较大还是较小?既然多晶粉末的晶体取向是混乱的,为何有此必然的规律?答:其θ较高,相应的d较小,虽然多晶体的粉末取向是混乱的,但是衍射倒易球与反射球的交线,倒易球半径由小到大,θ也由小到大,d是倒易球半径的倒数,所以θ较高,相应的d较小。
4. 测角仪在采集衍射图时,如果试样表面转到与入射线成30°角,则计数管与人射线所成角度为多少?能产生衍射的晶面,与试样的自由表面呈何种几何关系?答:60度。
因为计数管的转速是试样的2倍。
辐射探测器接收的衍射是那些与试样表面平行的晶面产生的衍射。
晶面若不平行于试样表面,尽管也产生衍射,但衍射线进不了探测器,不能被接收.第五章1. 物相定性分析的原理是什么?对食盐进行化学分析与物相定性分析,所得信息有何不同?答:物相定性分析的原理:X射线在某种晶体上的衍射必然反映出带有晶体特征的特定的衍射花样(衍射位置θ、衍射强度I),而没有两种结晶物质会给出完全相同的衍射花样,所以我们才能根据衍射花样与晶体结构一一对应的关系,来确定某一物相。
对食盐进行化学分析,只可得出组成物质的元素种类(Na,Cl等)及其含量,却不能说明其存在状态,亦即不能说明其是何种晶体结构,同种元素虽然成分不发生变化,但可以不同晶体状态存在,对化合物更是如此。
定性分析的任务就是鉴别待测样由哪些物相所组成。
2. 物相定量分析的原理是什么?根据X射线衍射强度公式,某一物相的相对含量的增加,其衍射线的强度亦随之增加,所以通过衍射线强度的数值可以确定对应物相的相对含量。
由于各个物相对X射线的吸收影响不同,X射线衍射强度与该物相的相对含量之间不成线性比例关系,必须加以修正。
第八章景深:把透镜物平面允许的轴向偏差定义为透镜的景深,用Df来表示。
焦长:把透镜像平面允许的轴向偏差定义为透镜的焦长,用Dl表示。
第九章4.分别说明成像操作与衍射操作时各级投射电子显微镜(像平面与物平面)之间的相对位置关系,并画出光路图。
要知道)成像操作:如果把中间镜的物平面和物镜的像平面重合,则在荧光屏上得到一幅放大像,这就是成像操作(要知道)衍射操作:如果把中间镜的物平面和物镜的背焦面重合,则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样,这就是衍射操作光路图如下:图透射电镜成像系统的两种基本操作(a)将衍射谱投影到荧光屏(b)将显微像投影到荧光屏第十章1.分析电子衍射与X射线衍射有何异同?答:电子衍射的原理和X射线相似,是以满足(或基本满足)布拉格方程作为产生衍射的必要条件,两种衍射技术所得到的衍射花样在几何特征上也大致相似。
但电子波作为物质波,又有其自身的特点:(1)电子波的波长比X 射线短得多,通常低两个数量级;(2)在进行电子衍射操作时采用薄晶样品,薄样品的倒易点阵会沿着样品厚度方向延伸成杆状,因此,增加了倒易点阵和爱瓦尔德球相交截的机会,结果使略微偏离布拉格条件的电子束也可发生衍射。
(3)因电子波的波长短,采用爱瓦尔德球图解时,反射球的半径很大,在衍射角较小的范围内反射球的球面可以近似地看成是一个平面,从而也可以认为电子衍射产生的衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面上。
(4)原子对电子的散射能力远高于它对X 射线的散射能力(约高出四个数量级)2.倒易点阵与正点阵之间的关系如何?倒易点阵与晶体的电子衍射斑点之间有何对应关系?答:倒易点阵是在正点阵的基础上三个坐标轴各自旋转90度而得到的。
关系:零层倒易截面与电子衍射束是重合的,其余的截面是在电子衍射斑基础上的放大或缩小。
3.用爱瓦尔德图解法证明布拉格定律。
答:以O 为中心,1λ为半径作一个球,入射波矢量为k r ,1k λ=。
此时若有倒易阵点G (指数为hkl )正好落在爱瓦尔德球的球面上,则相应的晶面组(hkl )与入射束方向比满足布拉格条件,而衍射束方向即OG u u u r ,或者写成波矢量为'k u u r ,其长度也为1λ。
根据倒易矢量的定义, *O G g =u u u u r r ,于是得到'k k g -=u u r r r由O 向*O G 作垂线,垂足为D ,因为g r//hkl N ,所以OD 就是正空间中(hkl )晶面的方位,若它与入射束方向的夹角为θ,则有 **sin O D OO θ= , sin 2g k θ= , 1g d=,1k λ=⇒2sin d θλ= (类似解释:首先作晶体的倒易点阵,O 为倒易原点。
入射线沿O ’O 方向入射,且令O ’O =S0/λ 。
以0’为球心,以1/λ为半径画一球,称反射球。
若球面与倒易点B 相交,连O ’B 则有O ’B- S0/λ =OB ,这里OB 为一倒易矢量。
因O ’O =OB=1/λ,故△O ’OB 为与等腰三角形等效,O ’B 是一衍射线方向。
由此可见,当x 射线沿O ’O 方向入射的情况下,所有能发生反射的晶面,其倒易点都应落在以O ’为球心。
以1/λ为半径的球面上,从球心O’指向倒易点的方向是相应晶面反射线的方向。
)5.何为零层倒易截面和晶带定理?说明同一晶带中各晶面及其倒易矢量与晶带轴之间的关系。
由于实际的样品晶体都有确定的形状和有限的尺寸,因而它们的倒易阵点不是一个几何意义上的点,而是沿着晶体尺寸较小的方向发生扩展,扩展量为该方向上实际尺寸倒数的2倍。
7.何为对称入射(B//【uvw】)时,即只有倒易点阵原点在爱瓦尔德球面上,也能得到除中心斑点以外的一些列衍射斑点?由于实际的样品晶体都有确定的形状和有限的尺寸,因而它们的倒易阵点不是一个几何意义上的点,而是沿着晶体尺寸较小的方向发生扩展,扩展量为该方向上实际尺寸倒数的2倍。