材料分析测试方法试题及答案

第一章电磁辐射与材料结构一、名词、术语、概念波数，分子振动，伸缩振动，变形振动（或弯曲振动、变角振动），干涉指数，晶带，原子轨道磁矩，电子自旋磁矩，原子核磁矩。

二、填空1、电磁波谱可分为3个部分：①长波部分，包括( )与( )，有时习惯上称此部分为( )。

②中间部分，包括( )、( )和( )，统称为( )。

③短波部分，包括( )和( )（以及宇宙射线），此部分可称( )。

答案：无线电波（射频波），微波，波谱，红外线，可见光，紫外线，光学光谱，X射线，γ射线，射线谱。

2、原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为( )跃迁或( )跃迁。

答案：电子，能级。

3、电子由高能级向低能级的跃迁可分为两种方式：跃迁过程中多余的能量即跃迁前后能量差以电磁辐射的方式放出，称之为( )跃迁；若多余的能量转化为热能等形式，则称之为( )跃迁。

答案：辐射，无辐射。

4、分子的运动很复杂，一般可近似认为分子总能量（E）由分子中各( )，( )及( )组成。

答案：电子能量，振动能量，转动能量。

5、分子振动可分为( )振动与( )振动两类。

答案：伸缩，变形（或叫弯曲，变角）。

6、分子的伸缩振动可分为( )和( )。

答案：对称伸缩振动，不对称伸缩振动（或叫反对称伸缩振动）。

7、平面多原子（三原子及以上）分子的弯曲振动一般可分为( )和( )。

答案：面内弯曲振动，面外弯曲振动。

8、干涉指数是对晶面( )与晶面( )的标识，而晶面指数只标识晶面的（）。

答案：空间方位，间距，空间方位。

9、晶面间距分别为d110／2，d110/3的晶面，其干涉指数分别为( )和( )。

答案：220，330。

10、倒易矢量r*HKL的基本性质：r*HKL垂直于正点阵中相应的（HKL）晶面，其长度|r*HKL|等于(HKL)之晶面间距d HKL的( )。

答案：倒数（或1/d HKL）。

11、萤石（CaF2）的（220）面的晶面间距d220=0.193nm，其倒易矢量r*220（）于正点阵中的（220）面，长度|r*220|=（）。

答案：垂直，5.181 nm-1。

12、波长为200 nm的紫外光，其波数为（）cm-1；波数为4000 cm-1的红外光，其波长为（）μm。

答案：50000，2.5。

三、判断1、不同波长的电磁辐射具有不同的能量，其大小顺序为：射频波＞微波＞红外线＞可见光＞紫外线＞X射线＞γ射线。

⨯2、加速电压越大，电子波的波长越长。

⨯3、加速电压较大时，电子波的波长需经相对论校正。

√4、干涉指数表示的晶面并不一定是晶体中的真实原子面，即干涉指数表示的晶面上不一定有原子分布。

√5、干涉指数为（101）、（202）、（303）、（404）的晶面，它们的晶面指数均为（101）。

√6、立方面心格子的干涉指数（200）表示的晶面上都有原子分布。

√7、立方原始格子的干涉指数（200）表示的晶面上都有原子分布。

⨯8、正点阵与倒易点阵之间互为倒易关系。

√9、正点阵中每一组（HKL ）晶面对应着一个倒易点，该倒易点在倒易点阵中的坐标（可称阵点指数）即为HKL ；反之，一个阵点指数为HKL 的倒易点对应正点阵中一组（HKL ）晶面，（HKL ）晶面的方位与晶面间距由该倒易点相应的倒易矢量r *HKL 决定。

√四、选择1、属于]111[晶带的晶面是（ ）。

BA 、(111)；B 、(231)；C 、（011）；D 、（111）2、晶面间距为d 101／3的晶面，其干涉指数为（ ）。

CA 、（101）；B 、（202）；C 、（303）；D 、（404）3、下列分析方法中属于发射光谱的是（ ）。

BA 、紫外-可见光谱；B 、分子荧光光谱；C 、核磁共振谱；D 、红外光谱4、CO 2分子的平动、转动、振动自由度分别为（ ）。

AA 、2，3，4；B 、3，2，4；C 、4，2，3；D 、3，4，25、没有自旋角动量的原子核是（ ）。

DA 、1H 1；B 、31P 15；C 、14N 7；D 、16O 86、自旋量子数I =0的原子核是（ ）。

BA 、19F 9；B 、12C6；C 、1H 1；D 、15N 77、下面4种核，能够用于核磁共振实验的为（ ）。

AA 、19F 9；B 、12C 6；C 、16O 8；D 、32S 16五、简答题及思考题1、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？2、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。

3、下面是某立方晶系物质的几个晶面，试将它们的晶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）。

（提示：该题涉及到计算。

对立方晶系而言，222)(L K H ad HKL ++=，只须计算干涉指数平方和m ，m 越大，d 越小）第二章 电磁辐射与材料的相互作用一、名词、术语、概念辐射的吸收、吸收光谱、辐射的发射、发射光谱、辐射的散射、散射基元、瑞利散射、拉曼散射、X 射线相干散射、X 射线非相干散射、光电子能谱、分子光谱、紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱、吸收限二、填空1、电磁辐射与物质（材料）相互作用，产生辐射的（ ）、（ ）、（ ）等，是光谱分析方法的主要技术基础。

答案：吸收，发射，散射。

2、按辐射与物质相互作用性质，光谱可分为（ ）、（ ）与（ ）。

答案：吸收光谱，发射光谱，散射光谱。

3、吸收光谱与发射光谱按发生作用的物质微粒不同可分为（ ）和（ ）等。

答案：原子光谱，分子光谱。

4、光谱按强度对波长的分布(曲线)特点(或按胶片记录的光谱表现形态)可分为（ ）、 （ ）和（ ）3类。

答案：线状光谱，带状光谱，连续光谱。

5、分子散射包括（）与（）两种。

答案：瑞利散射（弹性散射），拉曼散射（非弹性散射）。

6、晶体中的电子散射包括（）与（）两种。

答案：相干散射（经典散射、汤姆逊散射、弹性散射），非相干散射（康普顿散射、康普顿-吴有训散射、量子散射、非弹性散射）7、拉曼散射线与入射线波长稍有不同，波长短于入射线者称为（），反之则称为（）。

答案：反斯托克斯线，斯托克斯线8、基于自由(气态)原子外层电子跃迁产生的光谱，主要有（）、（）和（），通常所称原子光谱即指此3类光谱。

答案：原子吸收光谱，原子发射光谱，原子荧光光谱。

9、只有发生偶极矩变化的分子振动，才能引起可观测到的红外吸收光谱带，称这种分子振动为（），反之则称为（）。

答案：红外活性的，非红外活性的10、光电子发射过程由3步组成：( )、( )和( )。

答案：光电子的产生，输运，逸出。

11、光电子能谱按激发能源分为( )和( )。

答案：X射线光电子能谱（XPS），紫外光电子能谱（UPS）。

12、X射线激发固体中原子内层电子使原子电离，原子在发射光电子的同时内层出现空位，此时原子(实际是离子)处于激发态，将发生较外层电子向空位跃迁以降低原子能量的过程，此过程可称为退激发或去激发过程。

退激发过程有两种互相竞争的方式，即发射（）或发射（）。

答案：特征X射线（或荧光X射线），俄歇电子。

13、俄歇电子符号XYZ（如KL2L3）顺序表示( )、( )和( )。

答案：俄歇过程初态空位所在能级，向空位作无辐射跃迁电子原在能级，所发射电子原在能级的能级符号。

三、判断1、原子发射光谱是带状光谱。

⨯2、原子吸收光谱是线状光谱。

√3、原子荧光光谱是线状光谱。

√4、紫外可见吸收光谱是带状光谱。

√5、电子光谱是线状光谱。

⨯6、振动光谱是线状光谱。

⨯7、转动光谱是线状光谱。

√8、散射基元是实物粒子，可能是分子、原子中的电子、原子核等，取决于物质结构及入射线波长大小等因素。

√9、特征X射线的位置（波长λ）只与靶材的原子序数Z有关，而与加速电压V和电流I无关，λ与Z的关系由莫塞菜(Mose1ey)定律表述。

√10、根据特征X射线的产生机理，λKβ<λKα，λKα1<λKα2。

√11、俄歇电子的动能只与样品元素组成及所处的化学状态有关，不随入射光子（或其他粒子）的能量而改变，故入射束不需单色。

√俄歇电子的动能与激发源的能量无关。

12、X射线光电子的动能只与样品元素组成有关，不随入射光子的能量而改变，故入射束不需单色。

⨯四、选择1、原子吸收光谱是（）。

AA、线状光谱B、带状光谱C、连续光谱2、原子发射光谱是（）。

AA、线状光谱B、带状光谱C、连续光谱3、原子荧光谱是（）。

AA、线状光谱B、带状光谱C、连续光谱4、X射线荧光光谱是（）。

AA、线状光谱B、带状光谱C、连续光谱5、电子光谱是（）。

BA、线状光谱B、带状光谱C、连续光谱6、紫外可见吸收光谱是（）。

BA、线状光谱B、带状光谱C、连续光谱7、振动光谱是（）。

BA、线状光谱B、带状光谱C、连续光谱8、转动光谱是是（）。

AA、线状光谱B、带状光谱C、连续光谱9、拉曼光谱是（）。

CA、吸收光谱B、发射光谱C、联合散射光谱D、原子荧光光谱10、核磁共振谱涉及（）之间的跃迁。

DA、原子核基态能级和激发态能级B、原子内层电子能级C、电子自旋能级D、原子核自旋能级11、穆斯堡尔谱涉及（）之间的跃迁。

AA、原子核基态能级和激发态能级B、原子内层电子能级C、原子外层电子D、原子核自旋能级12、电子自旋共振谱涉及（）之间的跃迁。

CA、原子核基态能级和激发态能级B、原子内层电子能级C、物质中未成对电子的自旋能级D、原子核自旋能级13、拉曼光谱中的拉曼位移与（）跃迁有关。

BA、电子能级B、振动能级（和/或转动能级）C、原子核基态能级和激发态能级D、原子核自旋能级14、X射线荧光光谱涉及（）之间的跃迁。

DA、分子外层电子能级B、振动能级（和/或转动能级）C、原子核基态能级和激发态能级D、原子内层电子能级15、原子发射光谱涉及（）之间的跃迁。

BA、分子外层电子能级B、自由（气态）原子外层电子能级C、原子核基态能级和激发态能级D、原子内层电子能级16、原子发射光谱涉及（）之间的跃迁。

BA、分子外层电子能级B、自由（气态）原子外层电子能级C、原子核基态能级和激发态能级D、原子内层电子能级17、原子吸收光谱涉及（）之间的跃迁。

BA、分子外层电子能级B、自由（气态）原子外层电子能级C、原子核基态能级和激发态能级D、原子内层电子能级18、原子荧光光谱涉及（）之间的跃迁。

BA、分子外层电子能级B、自由（气态）原子外层电子能级C、原子核基态能级和激发态能级D、原子内层电子能级19、分子荧光（磷光）光谱涉及（）之间的跃迁。