材料結(jié)構(gòu)分析復(fù)習(xí)(最終版)

1、材料結(jié)構(gòu)分析復(fù)習(xí)由 “漂亮的雷鋒們” 整理提供1、 推動現(xiàn)代文明發(fā)展三大學(xué)科是什么？答：材料、信息、能源2、 材料研究的四大要素是什么？答：成分、結(jié)構(gòu)、加工、性能3、 材料結(jié)構(gòu)分析常用的方法分為哪幾類？答：組織形貌分析、晶體物相分析、成分價鍵分析、分子結(jié)構(gòu)分析4、 材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系是什么？答：結(jié)構(gòu)決定性能，性能反映結(jié)構(gòu)。5、 什么是距離分辨率？在材料結(jié)構(gòu)分析中，影響距離分辨率的因素有哪些？答：6、 什么是菲涅爾衍射？什么是弗朗禾費(fèi)衍射？衍射理論的核心是什么？答： 菲涅爾衍射：成像時，當(dāng)光源或觀察屏之一與孔徑或障礙物之間的距離為有限是產(chǎn)生的衍射。弗朗禾費(fèi)衍射：光源、障礙物、觀察屏三者之間距

2、離為無限遠(yuǎn)時的衍射。衍射核心：指波遇到障礙物時，偏離原來直線傳播的現(xiàn)象。7、 什么是阿貝成像原理？答：簡述為：1、平行光束受到具有周期性特征物體的散射作用形成衍射譜。2、各級衍射譜重新通過干涉在像表面上形成反映物體特征的像。8、 光學(xué)顯微鏡所成的的像和物之間的相似性是由什么決定的？答：參與成像的衍射斑點(diǎn)越多，物像與物體的相似性越好。9、 什么是數(shù)值孔徑？什么是孔徑角？在孔徑角一定的情況下，如何增加數(shù)值孔徑？答：數(shù)值孔徑：簡寫NA，表示物鏡分辨細(xì)節(jié)能力的參數(shù)，是物鏡性能高低的作業(yè)標(biāo)志?？讖浇牵何镧R光軸上的物點(diǎn)與物鏡前透鏡的有效直徑所形成的角度。增大NA方法：增大介質(zhì)的折射率n值。10、 什么是埃

3、利斑?什么是瑞利判據(jù)？根據(jù)瑞利判據(jù)，一個光學(xué)儀器的分辨率的定義是什么？答：埃利斑：由于衍射效應(yīng)，一個點(diǎn)光源在像平面上形成一個具有一定尺寸的中央亮斑及其周圍明暗相間的圓環(huán)所組成。瑞利判據(jù)：兩埃利斑中心間距等于第一暗環(huán)半徑R。定義：通常把兩埃利斑中心間距等于第一暗環(huán)半徑R0樣品上相應(yīng)的兩個物像點(diǎn)間距離r0定義為透鏡分辨率。11、 什么是分辨本領(lǐng)？光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)是由哪些因素決定？答：分辨本領(lǐng)：透鏡能分辨的兩點(diǎn)間的最小距離。 決定因素：物鏡的NA值、照明光源的波長。12、 什么是阿貝極限？光學(xué)顯微鏡分辨率的極限是什么？為什么？答：即分辨率極限，大約是可見光波長的一半。 光學(xué)顯微鏡極限為0.2m。1

4、3、 什么是像差？形成像差的根本原因是什么？光學(xué)顯微鏡的像差包括哪些？它們的產(chǎn)生機(jī)理分別是什么？各種像差如何進(jìn)行消除？答：像差：物體通過透鏡形成不完全相似的像。形成原因：透鏡本身存在各種像差。像差種類及消除方法：a、球面像差（組合透鏡為物鏡校正）b、色像差（不同的組合透鏡為物鏡校正）c、像域彎曲（特制的物鏡校正）。14、 什么是掃描電子顯微鏡？與光學(xué)顯微鏡相比，掃描電子顯微鏡的優(yōu)勢有哪些？答：是以類似電視或攝像機(jī)的成像方式，用聚焦電子束在樣品表面掃描時激發(fā)產(chǎn)生的某些物理信號調(diào)制成像的儀器。 優(yōu)勢：a、高的分辨率。b、有較高的放大倍數(shù)，在20-30萬之間連續(xù)可調(diào)。c、有很大的景深、視野大、成像富

5、有立體感，可之間觀察各種樣品凹凸不平表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)。d、配有X射線能譜儀裝置，可以同時進(jìn)行顯微組織形貌的觀察和微區(qū)成分分析。e、樣品制備簡單。15、 電子束與固體樣品作用時產(chǎn)生散射的機(jī)制是什么？按照電子的動能是否變化區(qū)分，可分為哪幾類？答：機(jī)制：電子束沿一方向入射到樣品內(nèi)時，受固體物質(zhì)中晶格位場和原子庫倫場作用，入射方向發(fā)生改變。 分類：a、彈性散射。b、非彈性散射。16、 電子束與固體樣品作用時產(chǎn)生的信號深度及區(qū)域大小與分辨率的關(guān)系是什么？答：隨著信號深度升高作用范圍變寬，不利于空間分辨率。17、 掃描電子顯微鏡的物理信號有哪些？各自產(chǎn)生的機(jī)理分別是什么？答：a、二次電子（被入射電子轟擊出來

6、的樣品中原子的核外電子）。b、背散射電子（反射回來的入射電子）。c、X射線（損失能量激發(fā)內(nèi)層電子發(fā)生電離）。18、 掃描電子顯微鏡的工作原理是什么？答：光柵掃描、逐點(diǎn)成像。19、 掃描電子顯微鏡由哪些系統(tǒng)組成？各系統(tǒng)的作用是什么？答：a、電子光學(xué)系統(tǒng)（電子槍、電磁透鏡、光闌、掃描系統(tǒng)、樣品室）。作用：為獲得掃描電子，作為信號的激發(fā)源。b、信號收集及圖像顯示和記錄系統(tǒng)（信號收集系統(tǒng)、圖像顯示和記錄系統(tǒng)）。作用：信號記錄收集后調(diào)制成像。c、真空系統(tǒng)和電源系統(tǒng)。作用：保證電子光學(xué)系統(tǒng)正常工作，防止樣品被污染提供高的真空度。20、 電子槍分為哪幾類？它們產(chǎn)生電子束的機(jī)理分別是什么？答：a、發(fā)卡式鎢燈絲

7、熱陰極電子槍（依靠電流加熱燈絲，使燈絲發(fā)射熱電子，并經(jīng)過陽極和燈絲之間的強(qiáng)電場加速得到高能電子束）b、六硼化鑭（LaB6）熱陰極電子槍（同上）c、場發(fā)射電子槍（利用靠近曲率半徑很小的陰極尖端附近端的強(qiáng)電場，使陰極尖端發(fā)射電子）21、什么是襯度像？為什么二次電子的形貌忖度像分辨率高于背散射電子忖度像？答：由于樣品表面微區(qū)特征（如形貌、原子序數(shù)或化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)或位向等）的差異，在電子束作用下產(chǎn)生不同強(qiáng)度的物理信號，使陰極射線管熒光屏上不同的區(qū)域呈現(xiàn)出不同的亮度，從而獲得具有一定襯度的圖像；由于形成原理相同，而背散射電子來自一個較大的作用體積，用背反射信號進(jìn)行形貌分析時，分辨率遠(yuǎn)比二次電子低。2

8、2、如何獲得背散電子的形貌忖度像和成分忖度像？答：在利用背散射電子成像時，樣品表面的形貌存在差異時產(chǎn)生的襯度像；在利用背散射電子成像時，樣品微區(qū)的原子序數(shù)或化學(xué)成分的差異產(chǎn)生的襯度像23、什么是掃描探針顯微鏡？其特點(diǎn)是什么？答：掃描探針顯微鏡是一類儀器的總稱，他們以從原子到微米級別的分辨率研究材料的表面特性。特點(diǎn)：具有寬廣觀察范圍；具有空前高的3D分辨率；能進(jìn)行試樣表面電導(dǎo)率、靜電電荷分布、區(qū)域摩擦力、磁場和彈性模量等物理特性的測量。24、什么是掃描隧道顯微鏡？什么是“隧道效應(yīng)”？掃描隧道顯微鏡的基本原理是什么？答：掃描隧道顯微鏡：利用量子理論中的隧道效應(yīng)探測物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)的顯微儀器。隧道效應(yīng)：

9、在勢壘一邊平動的粒子，當(dāng)動能小于勢壘高度時，按經(jīng)典力學(xué)，粒子是不可能穿過勢壘的。對于微觀粒子，量子力學(xué)卻證明它仍有一定的概率穿過勢壘，實(shí)際也正是如此，這種現(xiàn)象稱為隧道效應(yīng)。基本原理：STM使用一種非常銳化的導(dǎo)電針尖，而且在針尖和樣品（導(dǎo)體或半導(dǎo)體）之間施加偏置電壓，當(dāng)針尖和樣品接近至大約相距1nm時，根據(jù)偏置電壓的極性，樣品或針尖中的電子可以“隧穿”過間隙到達(dá)對方。由此產(chǎn)生的隧道電流隨著針尖-樣品間隙的變化而變化，故被用做得到STM圖像的信號。25、掃描隧道顯微鏡的工作模式有哪幾種？分別如何進(jìn)行操作？各種工作模式的特點(diǎn)是什么？答：（1）恒定高度模式 針尖在樣品上方的一個水平面上進(jìn)行，隧道電流隨

10、樣品表面形貌和局域電子特性而變化。在樣品表面每個局域檢測到的隧道電流構(gòu)成數(shù)據(jù)組，并進(jìn)而轉(zhuǎn)化成形貌圖像。特點(diǎn)：掃描速率高，僅適用于相對平滑的表面。 （2）恒定電流模式 該模式下STM的反饋控制系統(tǒng)通過調(diào)整掃描器在每個測量點(diǎn)的高度動態(tài)地保證隧道電流不變。特點(diǎn)：可以較高的精確度測量不規(guī)則表面，但比較耗時。26、什么事原子力顯微鏡？其工作原理是什么？答：原子力顯微鏡：一種可用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。 工作原理：它通過檢測待測樣品表面和一個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。將一對微弱力極端敏感的微懸臂一端固定，另一端的微小針尖接近樣品，這時

11、它將與其相互作用，作用力將使得微懸臂發(fā)生形變或運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化。掃描樣品時，利用傳感器檢測這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級分辨率獲得表面形貌結(jié)構(gòu)信息及表面粗糙度信息。27、原子力顯微鏡中對微懸臂變形的測量方法有哪些？測量原理分別是什么？答：（1）光學(xué)技術(shù)法 一束激光被臂彎折射到位敏探測器（PSPD）,當(dāng)懸臂彎曲時投射在傳感器上的激光光斑的位置發(fā)生偏移，PSPD可以1nm的精度測量出這種偏移。（2） 干涉法 （3）隧道電流法 28、原子力顯微鏡的成像模式有哪些？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：29、什么是相？相結(jié)構(gòu)與材料物理、化學(xué)性能之間的關(guān)系是什么？答：相：具有特定的結(jié)構(gòu)和性能的物質(zhì)狀態(tài)

12、。 關(guān)系：材料的物理、化學(xué)性能與材料的相組成有直接對應(yīng)關(guān)系，如面心立方和體心立方結(jié)構(gòu)的鐵有完全不同的磁性；晶態(tài)和非晶態(tài)合金有著完全不同的力學(xué)性能、抗腐蝕性能、磁學(xué)性能。30、什么是物相分析？物相分析包括哪些類內(nèi)容？物相分析的手段有哪些？它們共同的原理是什么？答：物相分析：指利用衍射分析的方法探測晶格類型和晶胞常數(shù)，確定物質(zhì)的相結(jié)構(gòu)。內(nèi)容：材料物相定性分析，定量分析不同物相的組織分布情況。 手段：X射線衍射、電子衍射和中子衍射。 原理：利用電磁波或運(yùn)動電子束、中子束等與材料內(nèi)部規(guī)則排列的原子作用產(chǎn)生相干散射，獲得材料內(nèi)部原子排列的信息，從而重組出物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。31、 在晶體結(jié)構(gòu)空間點(diǎn)陣中選取單位平

13、行六面體的原則是什么？單位平行六面體總共有多少種？答：原則：能同時反映出空間點(diǎn)陣的周期性和對稱性； 在滿足條件的前提下，有盡可能多的直角； 在滿足條件和的前提下，體積最小。32、 什么是倒易點(diǎn)陣？什么是倒易空間？倒易點(diǎn)陣的特點(diǎn)是什么？答：倒易點(diǎn)陣：相對于正空間中的晶體點(diǎn)陣而言的，它是衍射波的方向與強(qiáng)度在空間中的分布。 倒易空間：我們把晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)稱為正空間，而晶體對X射線的衍射被稱為倒易空間。 特點(diǎn)：倒易空間并不是客觀實(shí)在的物理空間，而只是對一個物理空間的一種數(shù)學(xué)變換表達(dá)。33、 倒易點(diǎn)陣中倒易基矢、倒易矢量和陣點(diǎn)的關(guān)系是什么？答：34、 X射線衍射產(chǎn)生的物理原因是什么？答：X射線與內(nèi)層電子相

14、互作用后卻可以產(chǎn)生相干增強(qiáng)的衍射，具體有三個方面：（1） 電子對X射線的彈性散射。（2） 原子對X射線的散射。（3） 晶體對X射線的相干衍射。35、 電子衍射產(chǎn)生的物理原因是什么？答：電子衍射是周期性排列的晶體結(jié)構(gòu)對電子發(fā)生彈性散射的結(jié)果。36、 試推導(dǎo)布拉格方程。答：53.37、 判斷X射線與晶體作用發(fā)生衍射的X射線方向的方法有哪些？試著說明這些方法是如何確定X射線衍射方向的？并說明這些方法的統(tǒng)一性。答：方法：（1）布拉格方程（2）厄瓦爾德圖解說明：P53-55統(tǒng)一性：兩種方法本質(zhì)上是一樣的，從不同角度闡述了衍射方向的規(guī)律。38、什么是X射線譜？試說明連續(xù)X射線和特征射線產(chǎn)生機(jī)理。答：1、用

15、X射線分光計測量從X射線管中發(fā)出的X射線強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)其波長不是單一的，而是包含許多不同波長，如果在比較高端管電壓下使用X射線管，用X射線分光計測量其中各個波長的X射線的強(qiáng)度，所得X射線強(qiáng)度與波長關(guān)系的曲線稱之為X射線譜。 2、當(dāng)X射線管中高速運(yùn)動的電子和陽極靶碰撞時，產(chǎn)生極大的負(fù)加速度，有能量和損耗和一部分分動能以電輻射X射線釋放能量。由于到達(dá)陽極的電子數(shù)目多，而到達(dá)靶的時間和條件不同。多次碰撞，逐步把能量釋放為零，產(chǎn)生不同波長的的電磁波。形成連續(xù)X射線。 3、X射線的產(chǎn)生與陽極靶物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)，當(dāng)管電壓達(dá)到激發(fā)電壓時，X射線管陰極發(fā)射的電子所具有的動能，足以將陽極的某些電子擊出其所屬的的電

16、子殼層，遷移到能量較高的外部的殼層。導(dǎo)致原子的中能量升高處于激發(fā)狀態(tài)。這種激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，會自發(fā)越到內(nèi)層填補(bǔ)空位，趨于穩(wěn)定。躍遷時有特征X射線產(chǎn)生。39、勞埃法中，入射X射線是什么X射線？為什么它與晶體作用能產(chǎn)生衍射？答： 用連續(xù)X射線。 每一族晶面仍可以選擇性的反射其中滿足布拉格方程的特殊波長的X射線，這樣不同的晶面族都以不同方向反射不同波長的X射線，從而在空間形成很多衍射線，（他們與底片相遇，就形成許多勞厄斑點(diǎn)。）40、德拜相機(jī)有哪些部分組成？各部分的作用是什么？答：如圖811所示。沿著圓筒形相機(jī)的直徑方向，有一入射光闌與出射光闌，入射X射線經(jīng)過光闌準(zhǔn)直后，照射到式樣上，其中一部分穿過式樣上

17、，其中一部分穿過式樣到達(dá)出射光闌，經(jīng)熒光屏后被鉛玻璃吸收。41、德拜相機(jī)中安裝底片的方法有哪些？各種方法的特點(diǎn)是什么？如何計算2角？答：1、正裝法：X射線從底片接口射入，照射試樣后從中心孔穿出，低角的弧線較接近于中心孔，高角的弧線則靠近端部，可觀察到K雙線，= 。 2、反裝法 X射線從底片中心穿孔，照射試樣后從中心孔穿出，高角度線條均集中在孔眼附近，故除角極高的線條可被光闌遮擋外，幾乎全可記錄。 3、偏裝法：在底片上不對稱地開兩個孔，X射線先后從這兩個孔通過，衍射線條形成圍繞進(jìn)出光孔的兩組弧對，此法也有反裝法的優(yōu)點(diǎn)。42、X射線的衍射強(qiáng)度測量的方法有哪兩種？分別在什么情況下使用？答：1、X射線

18、儀和X射線物相分析法， 2、75頁至86頁43、什么是透射電子透射電子顯微鏡？透射電子顯微鏡的兩種功能分別是什么?說明如何實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的兩種工作模式？答：電子透射顯微鏡是以波長很短的電子束作照明源，用電磁透鏡聚焦成像的一種具有高分辨率本領(lǐng)，高放大倍數(shù)的電子光學(xué)儀器，同時具有兩大功能：物相分析和組織分析。物相分析是利用電子和晶體物質(zhì)作用可以發(fā)生衍射的特點(diǎn)，獲得物相的衍射花樣；而組織分析則是利用電子波遵循阿貝成像原理，可以通過干涉成像的特點(diǎn)，獲得各種襯度圖像。 44、透射電子顯微鏡有哪些部分組成？各部分的作用是什么？答：透射電鏡由電子光學(xué)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)及電源與控制系統(tǒng)三部分組成。作用：電子光學(xué)系統(tǒng)是透

19、射電子顯微鏡的核心，其他兩個系統(tǒng)為電子光學(xué)系統(tǒng)順利工作提供支持。 45、電子透射顯微鏡中有哪些電磁透鏡？ 說明他們各自的電磁性質(zhì)。聚焦性質(zhì)及在電子透射顯微鏡中的作用。答：聚光鏡，物鏡，中間鏡，投影鏡。46、電磁透鏡有哪幾種？他們各自的機(jī)構(gòu)如何？說明電磁透鏡的工作原理。答： 有三種電磁透鏡：簡單電磁透鏡，帶鐵殼的電磁透鏡，帶有極靴和鐵殼的電磁透鏡。 a、簡單電磁透鏡： 只有一個線圈，產(chǎn)生非均勻軸對稱磁場。b、帶鐵殼的電磁透鏡：勵磁效果較好的電磁透鏡將線圈內(nèi)部開口的鐵殼封裝起來，可以降低磁通的泄露，同時使開口處的磁場增強(qiáng)。c、帶有極靴和鐵殼的電磁透鏡：可以使磁場更強(qiáng)，開口的兩側(cè)有兩個極靴，極靴是由

20、軟磁材料制成的中心穿孔的柱體芯子，當(dāng)電流通過極靴時，極靴被磁化，使磁場線集中在上下極靴間隙附近區(qū)域。 原理：F=eV × B(e為運(yùn)動電子電荷，V為電子運(yùn)動速度矢量，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量，F(xiàn)為洛倫茲力)。47、透射電子顯微鏡中電磁透鏡產(chǎn)生的像差有哪幾種？它們各自形成的原因是什么？分別如何進(jìn)行消除?答：像差有幾何像差（球差、像散等）和色差 球差是由于電磁透鏡的中心區(qū)域和邊沿區(qū)域?qū)﹄娮拥臅勰芰Σ煌斐傻?；為了減少 由于球差的存在而引起的散焦斑，可以通過減小球差系數(shù)和縮小成像時的孔徑半角來實(shí)現(xiàn) 像散是由透鏡磁場的非旋轉(zhuǎn)對稱而引起的；透鏡磁場不對稱，可能是由于極靴內(nèi)孔不圓、上下極靴的軸線錯

21、位、制作極靴的材料材質(zhì)不均勻以及極靴孔周圍局部污染等原因?qū)е碌?。像散可通過引入一個強(qiáng)度和方向都可以調(diào)節(jié)的矯正電磁消像散器來矯正色差是由于入射電子波長（或能量）不同造成的；使用薄試樣和小孔徑光闌將散射角大的非彈性散射電子擋掉，也可以采取穩(wěn)定加速電壓的方法來有效減小色差。 48、透射電鏡中，襯度的定義是什么？按造成像機(jī)制分，襯度像分為哪幾種？并簡要說明其成像機(jī)制。答：所謂襯度是指兩個相鄰部分的電子束強(qiáng)度差。即：C=(I1I2)/I2 圖像包括：質(zhì)厚襯度像、衍射襯度像和相位襯度像。產(chǎn)生機(jī)制： a.質(zhì)厚襯度像：是由于非晶試樣中各部分厚度和密度差別導(dǎo)致對入射電子的散射程度不同而產(chǎn)生的襯度。 b.衍射襯度

22、像：是基于晶體薄膜內(nèi)各部分滿足衍射條件的程度不同而形成的襯度。c.相位襯度像：是通過引入附加相位差，使散射波改變 ，則透射波與合成波的振幅有較大差別，從而產(chǎn)生相位襯度。d.原子序數(shù)襯度：襯度正比于Z2.。在原子序數(shù)襯度中同時包含相位襯度和振幅襯度的貢獻(xiàn)。 49、成分與價鍵分析的目的是什么？成分與價鍵分析主要使用哪些物理信號?答： 目的是對各種樣品進(jìn)行化學(xué)成分的分析。物理信號包括：特征X射線、光電子、俄歇電子、特征能量損失電子。 50、試分別說明特征X射線、俄歇電子、光電子及能量損失電子產(chǎn)生的機(jī)制分別是什么?為什么這些信號能用于成分與價鍵分析？答： 特征X射線：激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能量差能夠以X射線光

23、子的形式放出，形成特征X射線。由于X射線光子的能量是元素種類的特征信息，而其產(chǎn) 率則元素含量相關(guān)，根據(jù)能譜儀所得的譜圖即可實(shí)現(xiàn)材料化學(xué)成分的定性與定量的分析。 俄歇電子： 激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能量差能夠轉(zhuǎn)移給外層電子，使該外層電子脫離原子核的束縛，成為自由電子發(fā)射出去，該電子稱為俄歇電子。俄歇電子的動能主要由原子的躍遷種類和躍遷軌道所決定，但元素在樣品中所處的化學(xué)環(huán)境同樣會造成電子的結(jié)合能微小差異，導(dǎo)致俄歇電子的能量變化，因此根據(jù)俄歇電子的動能可以確定元素類型，以及元素的化學(xué)環(huán)境。 光電子：當(dāng)一束能量為hv的單色光與原子發(fā)生相互作用，而入射光量子的能量大于激發(fā)原子某一能級電子的結(jié)合能時，此光量子的能

24、量很容易被電子吸收，獲得能量的電子便可脫離原子核束縛，并帶有一定的動能從內(nèi)層逸出成為自由電子，這種效應(yīng)稱為光電效應(yīng)，在光激發(fā)下發(fā)射的電子，稱為光電子。由光電子的發(fā)射定律得知相應(yīng)能級的結(jié)合能，來進(jìn)行元素的鑒別、原子價態(tài)的確定以及原子所處的化學(xué)環(huán)境的探測。 特征能量損失電子：當(dāng)入射電子與樣品原子的核外電子相互作用時，入射電子的部分能量傳遞給核外電子，使核外電子躍遷到費(fèi)米能級上的空能級，由于躍遷的終態(tài)與費(fèi)米能級以上的空能級分布有關(guān)，而始態(tài)與為核外電子的初始能級，因此于萬千吸收能量由原子種類決定。并受周圍化學(xué)環(huán)境的影響。檢測透過樣品的入射電子的能量，并按其損失能量的大小對透射電子進(jìn)行分類可以的得到能量

25、損失譜，根據(jù)能量損失譜進(jìn)行元素分析。51、什么是X射線光譜分析？什么是X射線光譜？什么是X射線能譜？答：（當(dāng)用X射線、高速電子或其他高能粒子轟擊樣品時，若試樣中各元素的原子受到激發(fā)，將處于高能量狀態(tài)；當(dāng)它們向低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變時，將產(chǎn)生特征X射線。）產(chǎn)生的特征X射線按波長或能量展開，所得譜圖即為波譜或能譜，從譜圖中可辨認(rèn)元素的特征譜線，并測得它們的強(qiáng)度，據(jù)此進(jìn)行材料的成分分析，這就是X射線光譜分析。 X射線光譜： X射線能譜：52、什么是電子探針X射線顯微分析？電子探針由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？答：P132、能使用微小的電子束轟擊樣品，使樣品產(chǎn)生X射線光子，用能譜或波譜儀檢測樣品表面某一

26、微小區(qū)域的化學(xué)成分的儀器為電子探針X射線顯微分析；組成部分有：（1）電子光學(xué)系統(tǒng)（鏡筒） 由電子槍發(fā)射并經(jīng)過聚焦的極細(xì)的電子束打在樣品表面的給定區(qū)域，激發(fā)產(chǎn)生X射線； （2）光學(xué)系統(tǒng)（顯微鏡） 為了便于選擇和確定樣品表面上的分析微區(qū)，鏡筒內(nèi)裝有與電子束同軸的光學(xué)顯微鏡，確保從目鏡中觀察到微區(qū)位置與電子束轟擊點(diǎn)精確地重合； （3）電源系統(tǒng)和真空系統(tǒng) 真空系統(tǒng)的作用是建立能確保電子光學(xué)系統(tǒng)正常工作，防止樣品污染所必須的真空度，一般保持優(yōu)于10-2Pa的真空度，電源系統(tǒng)由穩(wěn)壓、穩(wěn)流及相應(yīng)的安全保護(hù)電路所組成； （4）波譜儀或能譜儀。53、 波譜儀的工作原理是什么？彎曲晶體的聚焦方式有哪兩類？它們有哪

27、些不同？答：P134、工作原理：在電子探針中，X射線是由樣品表面以下微米數(shù)量級的作用體積重激發(fā)出來的額，如果這個體積中的樣品是由多種元素組成，則可激發(fā)出各個相應(yīng)元素的特征X射線。若在樣品上放置一塊具有適當(dāng)晶面間距d的晶體，入射X射線的波長、入射角和晶面間距三者符合布拉格方程時，這個特征波長的X射線就會發(fā)生強(qiáng)烈的衍射。波譜儀利用晶體衍射把不同波長的X射線分開，故稱這種晶體為分光晶體。被激發(fā)的特征X射線照射到連續(xù)轉(zhuǎn)動的分光晶體上實(shí)現(xiàn)分光，即不同波長的X射線將在各自滿足布拉格方程的2方向上被檢測器接收。 彎曲晶體的聚焦方式：有約翰型聚焦法和約翰遜型聚焦法。約翰型聚焦法是將平板晶體彎曲但不加磨制，使其

28、中心部分曲率半徑恰好等于聚焦圓之半徑；約翰遜型聚焦法是先將晶體磨制再加以彎曲，使之成為曲率半徑等于聚焦圓半徑的彎晶，這樣的布置可以使A、B、C三點(diǎn)的衍射束正好聚焦在D點(diǎn)。54、波譜儀的結(jié)構(gòu)有哪兩種？各自的工作原理分別是什么？答：P136、波譜儀的結(jié)構(gòu)有回旋式波譜儀和直進(jìn)式波譜儀。 a、回旋式波譜儀聚焦圓圓心不移動分光晶體和檢測器在聚焦圓的圓周上以1:2的角速度運(yùn)動，以保證滿足布拉格條件。 b、進(jìn)式波譜儀：分光晶體位置沿直線運(yùn)動時，晶體本身應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)動，使不同波長的X射線以不同的角度入射，在滿足布拉格條件的情況下，位于聚焦圓上協(xié)調(diào)滑動的檢測器都能接收到經(jīng)過聚焦的波長不同的衍射線。55、 能譜

29、儀的工作原理是什么？如何應(yīng)用Si（Li）半導(dǎo)體探測器檢測X射線光子的能量？答：P133、工作原理：由X射線發(fā)生器發(fā)射的連續(xù)輻射投射到樣品上，使樣品發(fā)射所含元素的熒光標(biāo)識X射線和所含物相的衍射線束，這些譜線和衍射線被Si（Li）半導(dǎo)體探測器吸收，進(jìn)入探測器中被吸收的每一個X射線光子都使硅電離成許多的電子-空穴對，構(gòu)成一個電流脈沖，經(jīng)放大器轉(zhuǎn)變成電壓脈沖，脈沖高度與被吸收的光子能量成正比。被放大的電壓脈沖輸至多道脈沖高度分析器，按其脈沖高度分別進(jìn)入相應(yīng)的軌道而被儲存起來并記錄光子數(shù)。56、什么是X射線光電子能譜？其基本原理是什么？答：定義： 基本原理：（1）光電子的產(chǎn)生；（2）化學(xué)位移57、 入射光子的能量一定，哪些情況下光電效應(yīng)的幾率會增大？答：P142、光電效應(yīng)的幾率與光電效應(yīng)截面成正比。所以同一原子中軌道半徑越小的殼層或同一殼層中原子序數(shù)越大的元素，都會使其光電效應(yīng)的幾率增大。58、 什么是電子結(jié)合能？對于孤立的氣態(tài)原子或分子，以及固態(tài)樣品，如何得到它們的結(jié)合能？答：P143、電子結(jié)合能：將電子從它的量子化能級移到無窮遠(yuǎn)靜止?fàn)顟B(tài)時所需要的能量，這個能量等于自由電子的真空能級與電子所在能級的能量差。 對于孤立原子：結(jié)合能可理解為把一個束縛電子從所在軌道移到完全脫離核勢場束縛并處于最低能級時所需的能量，并假設(shè)原子在發(fā)生