材料分析测试技术思考题及答案

第一章 X射线的性质

1、X射线的本质――电磁波、高能粒子、物质

2、X射线谱――管电压、电流对谱的影响、短波限的意义等

连续谱短波限只与管电压有关，当固定管电压，增加管电流或改变靶时短波限不变。随管电压增高，连续谱各波长的强度都相应增高，各曲线对应的最大值和短波限都向短波方向移动。

特征x射线：改变管电压、管电流，这些谱线只改变强度而峰的位置对应的波长不变，即波长只与靶材的原子序数有关，与电压无关。

3、高能电子与物质相互作用可产生哪两种X射线？产生的机理？

连续X射线：当高速运动的电子(带电粒子)与原子核内电场作用而减速时会产生电磁辐射,这种辐射所

产生的X射线波长是连续的,故称之为～

特征(标识)X射线：由原子内层电子跃迁所产生的X射线叫做特征X射线。

4、两类散射的性质

相干散射：与原子相互作用后光子的能量（波长）不变，而只是改变了方向。

非相干散射:与原子相互作用后光子的能量一部分传递给了原子，这样入射光的能量改变了，方向亦改变了，它们不会相互干涉。称之为非相干散射。

5、吸收与吸收系数及基本计算

6、二次特征辐射（X射线荧光）、饿歇效应产生的机理与条件

二次特征辐射（X射线荧光）：由X射线所激发出的二次特征X射线叫X射线荧光。

俄歇电子：俄歇电子的产生过程是当原子内层的一个电子被电离后，处于激发态的电子将产生跃迁，

多余的能量以无辐射的形式传给另一层的电子，并将它激发出来。这种效应称为俄歇效应。

7、选靶的意义与作用：不产生样品的k系荧光，试样对入射x射线的吸收也最小。

第二章 X射线的方向

1、晶体的定义、空间点阵的构建、七大晶系尤其是立方晶系的点阵几种类型

原子或原子团在三维空间周期排列所构成的固体为晶体

将相邻结点按一定的规则用线连接起来便构成了与晶体中原子的排布完全相同的骨架这叫做空间点阵

七大晶系：立方、正方、斜方、菱方、六方、单斜、三斜。

立方晶系点阵类型：简单、面心、体心立方

2、晶向指数、晶面指数（密勒指数）定义、表示方法，在空间点阵中的互对应

晶向指数：从该晶列通过轴失坐标原点的直线上任取一格点，把格点指数化为互质整数称为晶向指数，表示为[h,k,l].

晶面指数：是晶体的常数之一，是晶面在3个结晶轴上的截距系数的倒数比，当化为最简单的整数比后，所得出的3个整数称之为该晶面的密勒指数，表示为（h,k,l)。

晶向指数的表示法：任何晶体均可分解为相互平行的直线簇，质点就等距离地分布在这些直线上。A、在一族相互平行的结点直线中引出坐标原点的结点直线。B、在该直线上任选一个结点，量出它们的坐标值并用点阵周期a,b,c度量。C、将三个坐标值同乘（除），把他们化为最简单的整数并用方括号括起。

晶面指数的表示法：对于同一晶体结构的结点平面簇，同一取向的平面不仅相互平行，而且间距相等，指点分布亦相同，这样的一组晶面亦可用同一指数来表示。晶面指数的表示法，A、在一组相互平行的晶面中任选一个晶面，量出它在三个坐标轴上的截距并以点阵周期a,b,c为单位来度量。B、写出三个截距的倒数。C、将三个倒数分别乘以分母的最小公倍数，把他们化为三个简单整数h,k,l再用圆括号括起。3、晶带、晶带轴、晶带定律，立方晶系的晶面间距表达式

在晶体结构和空间点阵中平行于某一轴向的所有晶面称为一个晶带。

在晶带中通过坐标原点的那条平行直线称为晶带轴。

晶带定律：凡属于 [uvw] 晶带的晶面，它的晶面指数(HKL)必定符合条件：

Hu + Kv + Lw = 0

晶面间距表达式：222/l k h a d ++=

4、倒易点阵定义、倒易矢量的性质

倒易点阵：相对于正空间而言，将正空间中的一组晶面在倒易空间用一个格点表示。

倒易矢量的性质：A 、正倒点阵异名基失点成为0，,同名基失点成为1。B 、倒易矢量的长度等于正点阵中相应晶面间距的倒数。C 、只有在立方点阵中晶面法相和同等指数的晶面是重合（平行）的，即倒易矢量ghkl.D 、倒易矢量的方向是法线方向。E 、倒易点阵中一个点代表正空间中的一组晶面。F 、对正交点阵，有a a //*b b //*c c //*、1*=a a 1*=b b 1*

=c c

5、厄瓦尔德作图法及其表述，它与布拉格方程的等同性证明

(a) 入射波阵面矢量由正空间点阵原点0指向倒易原点O*；

(b)以波矢量的模 为半径作一球；

(c)凡落在球面上的点G 为可能产生衍射的点；

(d)由入射矢量起点O 到该倒易点G 的矢量即为衍射矢量

6、布拉格方程的导出、各项参数的意义，作为产生衍射的必要条件的含义。

含义:布拉格方程只是确定了衍射的方向,在复杂点阵晶脆中不同位置原子的相同方向衍射线,因彼此间有确定的位相关系而相互干涉,使得某些晶面的布拉格反射消失即出现结构消光,因此产生衍射的充要条件是满足布拉格方程的同时结构因子不为零

7、干涉指数引入的意义，与晶面指数（密勒指数）的关系

干涉指数 HKL 与 Miller 指数 hkl 之间的关系有：H= nh , K = nk , L = nl

不同点：（1）密勒指数是实际晶面的指数，而干涉晶面指数不一定；

（2）干涉指数HKL 与晶面指数( Miller 指数) hkl 之间的明显差别是：干涉指数中有公约数，而晶面指数只能是互质的整数。

相同点：当干涉指数也互为质数时，它就代表一族真实的晶面。所以说，干涉指数是晶面指数的推广，是广义的晶面指数。

第三章 X 射线衍射强度

1、原子散射因子、结构因子、系统消光的定义与意义

原子散射因子：为评价原子散射本领引入系数f (f ≤E)，称系数f 为原子散射因子。他是考虑了各个电子散射波的位相差之后原子中所有电子散射波合成的结果

结构因子：定量表征原子排布以及原子种类对衍射强度影响规律的参数称为结构因子，即晶体结构对衍射强度的影响因子。

系统消光：在X 射线衍射过程中，把因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上的衍射线消失的现象称为系统消光。

2、产生结构消光的根本原因？会分析消光规律。例如试分析面心立方晶体的消光规律。

布拉菲点阵 存在的谱线指数hkl 不存在的谱线指数hkl