材料分析测试技术习题及答案

第一章

一、选择题

1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是( ) A.X射线透射学;B.X射线衍射学;C.X射线光谱学;D.其它

2. M层电子回迁到K层后,多余的能量放出的特征X射线称( ) A. Kα;B. Kβ;C. Kγ;D. Lα。

3. 当X射线发生装置是Cu靶,滤波片应选( )

A. Cu;B. Fe;C. Ni;D. Mo。

4. 当电子把所有能量都转换为X射线时,该X射线波长称( ) A. 短波限λ0;B. 激发限λk;C. 吸收限;D. 特征X射线

5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后,L层电子回迁K层,多余能量将另一个L层电子打出核外,这整个过程将产生( ) (多选题) A. 光电子;B. 二次荧光;C. 俄歇电子;D. (A+C)

二、正误题

1. 随X射线管的电压升高,λ0和λ

k都随之减小。(

2. 激发限与吸收限是一回事,只是从不同角度看问题。( ) 3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。( )

4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外,原子处于激发状态。( ) 5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料,而不需要考虑厚度。( )

三、填空题

1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生 X射线和 X射线。

2. X射线与物质相互作用可以产生 、 、 、 、 、 、 、 。

3. 经过厚度为H的物质后,X射线的强度为 。

4. X射线的本质既是 也是 ,具有 性。 5. 短波长的X射线称 ,常用于 ;长波长的X射线称 ,常用于 。 习题

1. X射线学有几个分支?每个分支的研究对象是什么? 2. 分析下列荧光辐射产生的可能性,为什么? (1)用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射; (2)用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射; (3)用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。

3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效

应”、“发射谱”、“吸收谱”?

4. X射线的本质是什么?它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在?用哪些物理

量描述它?

5. 产生X射线需具备什么条件?

6. Ⅹ射线具有波粒二象性,其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中?

7. 计算当管电压为50 kv时,电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短

波限和光子的最大动能。

8. 特征X射线与荧光X射线的产生机理有何异同?某物质的K系荧光X射线波长是否等

于它的K系特征X射线波长? 9. 连续谱是怎样产生的?其短波限?hc1.24?10??与某物质的0eVV33吸收限?hc1.24?10??k有何不同(V和VK以kv为单位)?

eVVkk10. Ⅹ射线与物质有哪些相互作用?规律如何?对x射线分析有何影响?反冲电子、光

电子和俄歇电子有何不同?

11. 试计算当管压为50kv时,Ⅹ射线管中电子击靶时的速度和动能,以及所发射的连续

谱的短波限和光子的最大能量是多少?

12. 为什么会出现吸收限?K吸收限为什么只有一个而L吸收限有三个?当激发X系荧光

Ⅹ射线时,能否伴生L系?当L系激发时能否伴生K系? 13. 已知钼的λ

=0.71?,铁的λ

=1.93?及钴的λ

=1.79?,试求光子的频率和能

量。试计算钼的K激发电压,已知钼的λK=0.619?。已知钴的K激发电压VK=7.71kv,试求其λK。

14. X射线实验室用防护铅屏厚度通常至少为lmm,试计算这种铅屏对CuKα、MoKα辐射

的透射系数各为多少?

15. 如果用1mm厚的铅作防护屏,试求CrKα和MoKα的穿透系数。

16. 厚度为1mm的铝片能把某单色Ⅹ射线束的强度降低为原来的23.9%,试求这种Ⅹ射

线的波长。

试计算含Wc=0.8%,Wcr=4%,Ww=18%的高速钢对MoKα辐射的质量吸收系数。 17. 欲使钼靶Ⅹ射线管发射的Ⅹ射线能激发放置在光束中的铜样品发射K系荧光辐射,

问需加的最低的管压值是多少?所发射的荧光辐射波长是多少?

18. 什么厚度的镍滤波片可将CuKα辐射的强度降低至入射时的70%?如果入射X射线束

中Kα和Kβ强度之比是5:1,滤波后的强度比是多少?已知μ=290cm/g。

19. 如果Co的Kα、Kβ辐射的强度比为5:1,当通过涂有15mg/cm2的Fe2O3滤波片后,

强度比是多少?已知Fe2O3的ρ=5.24g/cm3,铁对CoKα的μm=371cm2/g,氧对CoKβ的μm=15cm2/g。

20. 计算0.071 nm(MoKα)和0.154 nm(CuKα)的Ⅹ射线的振动频率和能量。(答案:

4.23310s,2.80310J,1.95310s,l.29310J)

21. 以铅为吸收体,利用MoKα、RhKα、AgKαX射线画图,用图解法证明式(1-16)的正确

性。(铅对于上述Ⅹ射线的质量吸收系数分别为122.8,84.13,66.14 cm2/g)。再由曲线求出铅对应于管电压为30 kv条件下所发出的最短波长时质量吸收系数。

22.

18

-l

-l5

18

-1

-15

2

=49.03cm2/g,μ

计算空气对CrKα的质量吸收系数和线吸收系数(假设空气中只有质量分数80%的氮和质量分数20%的氧,空气的密度为1.29310g/cm)。(答案:26.97 cm/g,3.48310-2 cm-1

-3

3

2

23. 为使CuKα线的强度衰减1/2,需要多厚的Ni滤波片?(Ni的密度为8.90g/cm3)。

CuKα1和CuKα2的强度比在入射时为2:1,利用算得的Ni滤波片之后其比值会有什么变化?

24. 试计算Cu的K系激发电压。(答案:8980Ⅴ) 25. 试计算Cu的Kαl射线的波长。(答案:0.1541 nm).

第二章

1、 选择题

??2a??2b??c?1.有一倒易矢量为g,与它对应的正空间晶面是( )。

A. (210);B. (220);C. (221);D. (110);。

2.有一体心立方晶体的晶格常数是0.286nm,用铁靶Kα(λKα=0.194nm)照射该晶体能产生( )衍射线。

A. 三条; B .四条; C. 五条;D. 六条。

3.一束X射线照射到晶体上能否产生衍射取决于( )。

A.是否满足布拉格条件;B.是否衍射强度I≠0;C.A+B;D.晶体形状。

4.面心立方晶体(111)晶面族的多重性因素是( )。 A.4;B.8;C.6;D.12。

2、 正误题

1.倒易矢量能唯一地代表对应的正空间晶面。( )

2.X射线衍射与光的反射一样,只要满足入射角等于反射角就行。( )

3.干涉晶面与实际晶面的区别在于:干涉晶面是虚拟的,指数间存在公约数n。( ) 4.布拉格方程只涉及X射线衍射方向,不能反映衍射强度。( ) 5.结构因子F与形状因子G都是晶体结构对衍射强度的影响因素。( )

3、 填空题

1. 倒易矢量的方向是对应正空间晶面的 ;倒易矢量的长度等于对

应 。

2. 只要倒易阵点落在厄瓦尔德球面上,就表示该 满足 条件,能产

生 。

3. 影响衍射强度的因素除结构因素、晶体形状外还

有 , , , 。

4. 考虑所有因素后的衍射强度公式为 ,对于粉末多晶的相对强度为 。

5. 结构振幅用 表示,结构因素用 表示,结构因素=0时没有衍射我们称

或 。对于有序固溶体,原本消光的地方会出现 。

4、 名词解释 1. 倒易点阵—— 2. 系统消光—— 3. 衍射矢量—— 4. 形状因子—— 5. 相对强度——

1、试画出下列晶向及晶面(均属立方晶系):[111]。[121],[212],(010)(110),(123)(211)。

2、下面是某立方晶系物质的几个晶面间距,试将它们从大到小按次序重新排列。(123)(100)(200)(311)(121)(111)(210)(220)(030)(221)(110)

3、当波长为?的X射到晶体并出现衍射线时,相邻两个(hkl)反射线的程差是多少?相邻两个(HKL)反射线的程差又是多少?

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