【图文】材料分析方法 第3版( 周玉) 出版社配套PPT课件
材料研究方法_第三章X射线衍射分析PPT课件
2. X射线穿透力很强，波长很短。 103 ~10nm
衍射现象很小。能量：
124 keV - 0.124 keV
g-rays
X-rays
UV Visual
0.001 0.01 0.1 1.0 10.0 100 200 nm
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二、劳厄斑
天然晶体可以看作是光栅常数很小的空间三维 衍射光栅。
板发光和使气体电离； ➢ ②能透过可见光不能透过的物体； ➢ ③这种射线沿直线传播，在电场与磁场中不偏转， 在通过物体时不发生反射、折射现象，通过普通光栅 亦不引起衍射； ➢ ④这种射线对生物有很厉害的生理作用。
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• X射线从本质上说，和无线电波、可见光、g射线一样， 也是一种电磁波，其波长范围在0.01—100Å之间，介于 紫外线和g射线之间，但没有明显的界限。
1912年德国慕尼黑大学的实验物理学教授冯•劳厄 用晶体中的衍射拍摄出X射线衍射照片。由于晶体的晶 格常数约10nm，与 X 射线波长接近，衍射现象明显。
X 射铅 屏底线 Nhomakorabea晶体
片
管
在照相底片上形成对称分布的若干衍射斑点，称为
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劳厄斑。
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三、布拉格公式
1913年英国的布拉格父子，提出了另一种精确研 究 X 射线的方法，并作出了精确的定量计算。由于父 子二人在X射线研究晶体结构方面作出了巨大贡献， 于1915年共获诺贝尔物理学奖。
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布拉格方程的讨论
（4）布拉格方程由各原子面散射线干涉条件导出，即视 原子面为散射基元。原子面散射是该原子面上各原子散射 相互干涉（叠加）的结果。
材料现代分析方法PPT课件
第一篇 总论
（材料现代分析方法基础与概述）
第一章 电磁辐射与材料结构
第一节电磁辐射与物质波
一 电磁辐射与波粒二象性
电磁辐射（光的波动性）：在空间传播的交变电 磁场（电磁波）。
特点：不依赖物质存在；横波；同一介质中波速 不变；真空光速极限(c3108m/s)。
主要物理量：振幅；频率(Hz)；波长；相位。
• M叫谱线多重性符号，表示n与L一定的 光谱项由M个能量稍有差别的分裂能级 (光谱支项)构成。
• 能级的分裂取决于J，每一个光谱支项对 应于J的一个取值，M为J 可能取值的个 数(LS时，M=2S+1；L<S时，M=2L+1)
塞曼分裂
• 当有外磁场存在时，光谱支项将进一步 分裂为能量差异更小的若干能级，这种 现象叫塞曼(Zeeman)分裂。
真空中的相互关系：
=c
(1-1)
光的粒子性： 斯托列托夫实验（1872年，莫斯科大学）
• 实验结果 ：
• (1) 光照使真空管出现自 由电子。
• (2) 入射光的频率必须大 于某一确定值才有电子 出现，该值与真空管阴 极材料有关。
• 波动理论无法解释此现 象。
光电效应表明电磁辐射具有粒子性。
• 爱因斯坦的光电理论（1905年，1916年由 密立根实验证实）：
取值：L+S，L+S-1，…，|L-S|。当L<S 时有2L+1个值，当LS时有2S+1个值。
• M量J的称大总小磁，量取子值数：，0表，征±P1J,沿±外2,…磁,场±方J（向J分 为整数）或：0，±1/2，±3/2,…，±J(J 为半整数)。
原子的能级可用符号nMLJ表示，称为光 谱项
• 对应于L=0，1，2，3，4，… 常用大 写字母S，P，D，F，G，…表示。
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材料研究方法 – 光学显微分析
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2.2.2 光与固体物质的相互作用
一束光入射到固体物质的表面，会产生光的折射 、反射和吸收等现象，其折射、反射和吸收性能和光的 性能、入射方法及固体物质性质有关。
1. 光的折射
光的折射定律
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材料研究方法 – 光学显微分析
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电磁波谱
光学显微分析 使用波段：
可见光波段 390~770nm
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材料研究方法 – 光学显微分析
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2. 自然光和偏振光
——自然光：垂直于光的传播方向振动，在垂直于光的 传播方向的平面内的任意方向振动。
——偏振光：垂直于光的传播方向振动，且只在垂直于光 的传播方向的平面内的某一方向振动。
并以此来研究形成这些物相结构的工艺条件和 产品性能间的关系。
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材料研究方法 – 光学显微分析
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2.2 晶体光学基础
2.2.1 光的物理性质
1. 光的波动性
光的波粒二象性
波动学说解释晶体光学
横波与纵波
纵波
电磁波谱
可见光：
3900-7700埃
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横波
材料研究方法 – 光学显微分析
理，光学显微镜分辨本领达0.2Байду номын сангаас米理论极限
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材料研究方法 – 光学显微分析
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材料研究方法 – 光学显微分析
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透镜是一种将光线聚合或分散的设备，通常是由一片玻璃 构成，但用于其他电磁辐射的类似设备通常也称为透镜：例 如，由石蜡制成的微波透镜，用玻璃、树脂或水晶等透明材 料制成的放大镜、眼镜等，也都是透镜。
材料分析方法课件
竭诚为您提供优质文档/双击可除 材料分析方法课件 篇一：材料现代分析方法课件例题 例、计算化合物 的λmax 。 解：λ max=214（异环二烯母体基值）+15（3个烷基取代 ）+5（环外双键）=234nm（实测235nm ） 例、计算化合物 的λmax。 解：λ max=253（同环二烯母体基值）+15（3个烷基取代 ）+5（环外双键）=273nm（实测275nm） 2、例：c9H8o2 ?=（2+2?9–8）/2=6 3、有一化合物c10H16由红外光谱证明有双键和异丙基存在，其紫外光谱?max=231nm（ε9000），此化合物加氢只能吸收2摩尔H2，确定其结构。 解：①计算不饱和度?；两个双键；共轭？加2分子氢②?max=231nm，竭诚为您提供优质文档/双击可除 ③可能的结构④计算?max a B c d ?max：232273268268 ?max=非稠环二烯（a,b）+2×烷基取代+环外双键 =217+2×5+5=232（231） 4、吸收波长计算 5、α，β—不饱和醛、酮的λmax计算 例、紫罗兰酮有两种异构体α —紫罗兰酮和 β —紫罗兰酮，其结构如下。今有一紫罗兰酮，测得λmax为296nm，判断其结构。 δ β α cH cHcocH3 γβ cH 竭诚为您提供优质文档/双击可除 α cHcocH3 α-紫罗兰酮 β-紫罗兰酮 解：λnm） α =215（六元环烯酮基本值）+12（β位烷基取代）=227（ λβ=215（六元环烯酮基本值）+30（每个延伸的共轭双键）+3×18（δ位烷基取代）=299（nm） 6、用发射光谱法测定氧化锌粉末中铝的含量时，得到以下数据（忽略任何稀释影响，并设b=1）。计算试样中铝的含量。 测定物 试样试样+0.50%al ial309.27nm40120 izn328.23nm120XX0 解：设钢样中铝含量为w，应用内标法光谱定量分析的基本关系式，有： 40lg?blgw?lga120 lg 120 ?blg(w?0.5%)?lga100 lgR?lg 竭诚为您提供优质文档/双击可除 i ?blgw?lgai0 二式相比得： w?40??100? lg?????lg w?0.5%?120??120? 得w?0.19% 7、测定某钢样中的钒。选用λV=292.402nm为分析线，λFe=292.660nm为内标线，配制 二个标准钒试样和未知钢样，在相同条件下进行摄谱，测得数据如下。计算钢样中钒的含量。 测定物V标准1#V标准2# wV/%0.10%0.60% SV,292.402nm0.2860.9450.539 SV,292.660nm1.6421.5861.608ΔS-1.356-0.640-1.069 未知钢样x w0.100.60x ?1.356?rb?(?1.0)?rlga?0.641?rb?(?0.222)?rlga(2)?(1)得：0.715?0.778rb, lgw-1.0-0.222X’ (1)(2)rb?0.919 将rb代入(1)式得：-1.356?-0.919?rlga 故钢铁中钒的含量为0.20%。 竭诚为您提供优质文档/双击可除 ?1.069?0.919lgw?0.437 rlga??0.437 lgw??0.632/0.919?1.3123 w?0.20% 8、计算钠d线（λ=598.0nm）在温度为2000K时，由于多普勒效应引起的谱线变宽为多少。 （已知mna=22.99g/mol）。2000 ??d?7.16?10?7?589.0??39.3?10?3(nm) 22.99解：代入上式，有 9、某原子吸收分光光度计的倒线色散率为1.5nm/mm，要测定mg，采用285.2nm的特征谱线，为了避免285.5nm谱线的干扰，宜选用的狭缝宽度为多少？ 解：为了避免285.5nm谱线的干扰，光谱通带宽度应小于285.5–285.2=0.3nm 1则狭缝宽度为：0.3? w?d?200(?m)S???3?31010 所以，当狭缝宽度小于200μm，即可免于干扰。 10、某原子吸收分光光度计，对浓度均为0.2μg?ml-1的ca2+溶液和mg2+标准溶液进行测定，吸光度分别为0.054和0.072。试比较这两个元素哪个灵敏度高？解：根据特征浓度计算式： 0.20?0.0044 ?0.016?g(mL?1%)?1cc,ca?