考題材料分析

1、班級： 姓名： 學(xué)號： 題號一二三四總分評分 得分評卷人一、 判斷對錯（具體要求: 每小題2分，共10分）1.透射電鏡的分辨率由物鏡決定，而掃描電鏡的分辨率由所收集信號的分辨率決定。（ ）2. 當干涉指數(shù)為任意整數(shù)時，干涉面都代表了一族真實的晶面。（ ）3.X射線衍射具有“選擇反射”特性。即只有當、d三者之間滿足布拉格方程時才能發(fā)生反射，而可見光可以在任何入射角反射。（ ）4. 衡量一個原子對入射X射線的散射采用原子散射因子，而衡量一個結(jié)構(gòu)對入射X射線的散射采用結(jié)構(gòu)因子。（ ）5.單晶體電子衍射花樣由排列得十分整齊的許多斑點組成；多晶體電子衍射花樣是一系列不同半徑的同心圓環(huán)；非晶體電子衍射花樣

2、是一個漫散的中心斑點。（ ）得分評卷人二、 填空題（具體要求：每小題1分，共30分）1、愛因斯坦稱贊勞厄的實驗為“物理學(xué)最美的實驗”，該實驗肯定了_；證實了_；_在同一數(shù)量級。2、X射線的本質(zhì)為電磁波，具有波粒二相性-既具有_，又具有_。3、_是描述X射線性質(zhì)的物理量；而_則是描述X射線數(shù)量的物理量。4、產(chǎn)生特征X射線的最低管電壓為_，而產(chǎn)生熒光X射線所需要的最長X射線波長為_。5、據(jù)入射的X射線波是否有能量損失，散射分為_和_。6、X射線在晶體中的衍射現(xiàn)象，實質(zhì)上是_的結(jié)果；而X射線衍射理論所要解決的中心問題則是在衍射現(xiàn)象與晶體結(jié)構(gòu)之間建立起_的關(guān)系。7、布拉格方程既可用于_的分析，又可用于

3、_分析。8、采用德拜相機照相時，底片的安裝常采用_法，因為它可以消除因底片收縮、相機半徑不準等而產(chǎn)生的誤差。9、 材料或物質(zhì)的組成包括兩部分，一是_；二是_。10、X射線物相分析是以_為基礎(chǔ)，通過比較_來進行分析。11、電磁透鏡的分辨率由_決定，而像散則可用_進行補償，減小色差則通過_實現(xiàn)。12、透射電子顯微鏡一般都采用雙聚光鏡系統(tǒng)，其第一聚光鏡是_，將電子槍第一交叉點束斑縮小為1m5m；第二聚光鏡是_，適焦時放大倍數(shù)為2倍左右。13、電子衍射的原理和X射線衍射相似，是以滿足（或基本滿足）_作為產(chǎn)生衍射的必要條件。14、二次電子對試樣表面狀態(tài)非常敏感，能非常有效地顯示試樣表面的微觀形貌，可用于

4、樣品表面的_分析。二次電子的產(chǎn)額和原子序數(shù)間沒有明顯的依賴關(guān)系，不能進行_分析。15、用來測定X射線特征波長的譜儀叫做_譜儀，用來測定X射線特征能量的譜儀叫做_譜儀。得分評卷人三、 簡答題（具體要求：本題共6道小題，共40分）1、討論下列各組概念中二者之間的關(guān)系？同一物質(zhì)的發(fā)射譜和吸收譜；X射線管靶材的發(fā)射譜和與其配用的濾波片的吸收譜。（6分）(1）同一物質(zhì)的吸收譜和發(fā)射譜；答：k吸收 k發(fā)射k發(fā)射(2）X射線管靶材的發(fā)射譜與其配用的濾波片的吸收譜。答：k發(fā)射（靶）k吸收(濾波片)k發(fā)射（靶）。任何材料對X射線的吸收都有一個K線和K線。如 Ni 的吸收限為0.14869 nm。也就是說它對0.

5、14869nm波長及稍短波長的X射線有強烈的吸收。而對比0.14869稍長的X射線吸收很小。Cu靶X射線:K=0.15418nm K=0.13922nm。(3）X射線管靶材的發(fā)射譜與被照射試樣的吸收譜。答：Z靶Z樣品+1 或 Z靶>>Z樣品 X射線管靶材的發(fā)射譜稍大于被照射試樣的吸收譜，或X射線管靶材的發(fā)射譜大大小于被照射試樣的吸收譜。在進行衍射分析時，總希望試樣對X射線應(yīng)盡可能少被吸收，獲得高的衍射強度和低的背底。答案之二1）同一物質(zhì)的吸收譜和發(fā)射譜；答：當構(gòu)成物質(zhì)的分子或原子受到激發(fā)而發(fā)光，產(chǎn)生的光譜稱為發(fā)射光譜，發(fā)射光譜的譜線與組成物質(zhì)的元素及其外圍電子的結(jié)構(gòu)有關(guān)。吸收光譜是

6、指光通過物質(zhì)被吸收后的光譜，吸收光譜則決定于物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，與分子中的雙鍵有關(guān)。2）X射線管靶材的發(fā)射譜與其配用的濾波片的吸收譜。答：可以選擇K剛好位于輻射源的K和K之間的金屬薄片作為濾光片，放在X射線源和試樣之間。這時濾光片對K射線強烈吸收，而對K吸收卻少。2、試計算及的共同晶帶軸？（8分）3、多重性因子的物理意義是什么？某立方晶系晶體，其100的多重性因子是多少？如該晶體轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆骄担@個晶面族的多重性因子會發(fā)生什么變化？（6分）4、多重性因數(shù)的物理意義是什么？某立方第晶體，其100的多重性因數(shù)是多少？如該晶體轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较?，這個晶體的多重性因數(shù)會發(fā)生什么變化？為什么？答：（1）表示某晶面

7、的等同晶面的數(shù)目。多重性因數(shù)越大，該晶面參加衍射的幾率越大，相應(yīng)衍射強度將增加。（2）其100的多重性因子是6；（3）如該晶體轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆骄刀嘀匦砸蜃邮?；（4）這個晶面族的多重性因子會隨對稱性不同而改變。4、分別說明成像操作與衍射操作時各級透射電子顯微鏡之間的相對位置關(guān)系？（7分）（解答之一）4、分別說明成像操作與衍射操作時各級透鏡（像平面與物平面）之間的相對位置關(guān)系，并畫出光路圖。答：如果把中間鏡的物平面和物鏡的像平面重合，則在熒光屏上得到一幅放大像，這就是電子顯微鏡中的成像操作，如圖（a）所示。如果把中間鏡的物平面和物鏡的后焦面重合，則在熒光屏上得到一幅電子衍射花樣，這就是電子顯微鏡中的

8、電子衍射操作，如圖（b）所示。（解答之二）4.分別說明成像操作與衍射 操作時各級透鏡（像平面與物平面）之間的相對位置關(guān)系，并畫出光路圖。 答：成像操作時中間鏡是以物鏡的像作為物成像，然后由投影鏡進一步放大投到熒光屏上，即中間鏡的物平面與物鏡的像平面重合；衍射操作是以物鏡的背焦點作為物成像，然后由投影鏡進一步放大投到熒光屏上，即中間鏡的物平面與物鏡的背焦面重合。 5、用愛瓦爾德圖解法證明布拉格定律？（7分）13、用愛瓦爾德團解法證明布拉格定律解：在倒易空間中,畫出衍射晶體的倒易點陣,以倒易原點0*為端點做入射波的波矢量k(00*),該矢量平行于入射束的方向,長度等于波長的倒數(shù),即K=1/入以0為

9、中心,1/入為半徑做一個球(愛瓦爾德球),根據(jù)倒易矢量的定義0*G=g,于是k-k=g.由0向0*G作垂線,垂足為D,因為g平行于(hkl)晶面的法向Nhkl,所以O(shè)D就是正空間中(hkl)晶面的方面,若它與入射束方向夾角為斯塔,則O*D=OO*sin(斯塔)即g/2=ksin(斯塔);g=1/d k=1/入 所以2dsin(斯塔)=入 圖為163上的14. 用愛瓦爾德圖解法證明布拉格定律。答：作一個長度等于1/的矢量K0，使它平行于入射光束，并取該矢量的端點O作為倒點陣的原點。然后用與矢量K0相同的比例尺作倒點陣。以矢量K0的起始點C為圓心，以1/為半徑作一球，則從（HKL）面上產(chǎn)生衍射的條

10、件是對應(yīng)的倒結(jié)點HKL（圖中的P點）必須處于此球面上，而衍射線束的方向即是C至P點的聯(lián)接線方向，即圖中的矢量K的方向。當上述條件滿足時，矢量（K- K0）就是倒點陣原點O至倒結(jié)點P（HKL）的聯(lián)結(jié)矢量OP，即倒格失R* HKL.于是衍射方程K- K0=R* HKL得到了滿足。即倒易點陣空間的衍射條件方程成立。 又由g*=R* HK2sin1/=g*2sin1/=1/d2dsin=證畢。（類似解釋：首先作晶體的倒易點陣，O為倒易原點。入射線沿OO方向入射，且令OO =S0/ 。 以0為球心，以1/為半徑畫一球，稱反射球。若球面與倒易點B相交，連OB則有OB- S0/ =OB，這里OB為一倒易矢量

11、。因OO =OB=1/，故OOB為與等腰三角形等效，OB是一衍射線方向。由此可見，當x射線沿OO方向入射的情況下，所有能發(fā)生反射的晶面，其倒易點都應(yīng)落在以O(shè)為球心。以1/為半徑的球面上，從球心O指向倒易點的方向是相應(yīng)晶面反射線的方向。)6、掃面電子顯微鏡的成像原理與透射電子顯微鏡有何不同？（6分）得分評卷人四、 綜合題（具體要求：本題共2道小題，每小題10分，計20分）1、試用所學(xué)知識解釋下圖？（10分）2、試據(jù)結(jié)構(gòu)因數(shù)的計算公式，推導(dǎo)體心立方點陣電子衍射發(fā)生消光的晶面指數(shù)規(guī)律？注，該體心立方點陣中只有一種原子。（10分）18、 畫圖說明衍射成像的原理并說明什么是明場像，暗場像與中心暗場像答：190頁圖13.3明場像：讓透射束透過物鏡光闌而把衍射束當?shù)舻膱D像。暗場像：移動物鏡光闌的位置，使其光闌孔套住hkl斑點把透射束當?shù)舻玫降膱D像。中心暗場像：當晶粒的hkl衍射束正好通過光闌孔而投射束被當?shù)羲玫降膱D像。14. 畫圖說明衍襯成象原理，并說明什么是明場象，暗場象和中心暗場象。第二題：畫圖說明·衍襯成像原理，并說明什么是明場象，暗場象和中心暗場象。答：答：在透射電子顯微鏡下觀察晶體薄膜樣品所獲得的圖