太原理工大學材料物理0901 除夕月
1-1 計算0.071nm(mokα)和0.154nm(cukα)的x-射線的振動頻率和能量。
ν=c/λ=3*108/(0.071*10-9)=4.23*1018s-1
e=hν=6.63*10-34*4.23*1018=2.8*10-15 j
ν=c/λ=3*108/(0. 154*10-9)=1.95*1018s-1
e=hν=6.63*10-34*2.8*1018=1.29*10-15 j
1-2 計算當管電壓為50kv時，電子在與靶碰撞時的速度與動能以及所發射的連續譜的短波限和光子的最大動能.
e=ev=1.602*10-19*50*103=8.01*10-15 j
λ=1.24/50=0.0248 nm e=8.01*10-15 j(全部轉化為光子的能量)
v=(2ev/m)1/2=(2*8.01*10-15/9.1*10-31)1/2=1.32*108m/s
1-3分析下列螢光輻射產生的可能性，為什麼？
（1）用cukαx射線激發cukα螢光輻射；
（2）用cukβx射線激發cukα螢光輻射；
（3）用cukαx射線激發culα螢光輻射。
答：根據經典原子模型，原子內的電子分布在一系列量子化的殼層上，在穩定狀態下，每個殼層有一定數量的電子，他們有一定的能量。最內層能量最低，向外能量依次增加。
根據能量關係，m、k層之間的能量差大於l、k成之間的能量差，k、l層之間的能量差大於m、l層能量差。由於釋放的特徵譜線的能量等於殼層間的能量差，所以k的能量大於ka的能量，ka能量大於la的能量。
因此在不考慮能量損失的情況下：
cuka能激發cuka螢光輻射；（能量相同）
cuk能激發cuka螢光輻射；（k>ka）
cuka能激發cula螢光輻射；（ka>la）
1-4 以鉛為吸收體，利用mokα、rhkα、agkαx射線畫圖，用**法證明式（1-16）的正確性。（鉛對於上述ⅹ射線的質量吸收係數分別為122.8，84.
13，66.14 cm2／g）。再由曲線求出鉛對應於管電壓為30 kv條件下所發出的最短波長時質量吸收係數。
解：查表得
以鉛為吸收體即z=82
k33z3m
mo 0.714 0.364 200698 122.8
rh 0.615 0.233 128469 84.13
ag 0.567 0.182 100349 66.14
畫以μm為縱座標，以λ3z3為橫座標曲線得k≈8.49×10-4，可見下圖
鉛發射最短波長λ0＝1.24×103/v＝0.0413nm
λ3z3＝38.844×103
μm = 33 cm3/g
1-5. 計算空氣對crkα的質量吸收係數和線吸收係數（假設空氣中只有質量分數80％的氮和質量分數20％的氧，空氣的密度為1.29×10-3g／cm3）。
解：μm=0.8×27.7＋0.2×40.1=22.16+8.02=30.18（cm2/g）
μ=μm×ρ=30.18×1.29×10-3=3.89×10-2 cm-1
1-6. 為使cukα線的強度衰減1／2，需要多厚的ni濾波片？（ni的密度為8.
90g／cm3）。1-7. cukα1和cukα2的強度比在入射時為2：
1，利用算得的ni濾波片之後其比值會有什麼變化？
解：設濾波片的厚度為t
根據公式i/ i0=e-umρt；查表得鐵對cukα的μm＝49.3（cm2/g）,有：1/2=exp(-μmρt)
即t=-(ln0.5)/μmρ=0.00158cm
根據公式：μm=kλ3z3，cukα1和cukα2的波長分別為：0.
154051和0.154433nm ，所以μm=kλ3z3，分別為：49.
18（cm2/g），49.56（cm2/g）
iα1/iα2=2e-umαρt/e-umβρt=2×exp(-49.18×8.9×0.
00158)/ exp(-49.56×8.9×0.
00158)=2.01
答：濾波後的強度比約為2：1。
1-8試計算cu的k系激發電壓。
λ=0.154178 nm
e=hv=h*c/λ=6.626*10-34*2.998*108/（0.13802*10-9）=144.87＊1017j
v=144.87*10-17/1.602*10-19=8984 v
2-2．將下面幾個干涉面（屬立方晶系）按面間距的大小排列。
（123）、（100210）、（110）、（）、（030）、（130）
答：由計算得：
即(100)>(110)>( )>(210)> ()>()=(030)> (130)> ()>(123)
2-4．證實（）、（）、（）屬於[111]晶帶。
解：由晶帶定律：
有： 即（）、（）、（）屬於[111]晶帶。
2.5 晶面(110)、(311)、(132)是否屬於同一晶帶晶帶軸是什麼再指出屬於這個。。。其他幾個晶面。。（看上面的）
2-7．當x射線在原子上發生散射時，相鄰原子散射線在某個方向上的波程差若不為波長的整數倍，則此方向上必然不存在反射，為什麼？
答：因為x射線在原子上發射的強度非常弱，需通過波程差為波長的整數倍而產生干涉加強後才可能有反射線存在，而干涉加強的條件之一必須存在波程差，且波程差需等於其波長的整數倍，不為波長的整數倍方向上必然不存在反射。
2-8 什麼叫干涉麵當波長為λ的x射線在晶體上發生衍射時相鄰兩個hkl晶面衍射線的波程差是多少
間距為d』的晶面對x射線的n級反射可以看作是間距為d』/n的晶面的一級反射這個面稱為干涉面。當波長為λ的x射線照射到晶體上發生衍射相鄰兩個hkl晶面的波程差是nλ，相鄰兩個hkl晶面的波程差是λ。
2-9準備攝照下面3種晶體粉末相，試**出最初3根線條（2為最小的3根）的2和hkl，並按角度增大的順序列出
解：的波長為0.15418nm。
（1）由簡單立方，所以利用公式可知：
當2取最小值時取最小值，即取得最小值。
即： （hkl）分別為：（0 0 1）， （0 1 1）， （1 1 1）。
將（hkl）分別代入公式中可得2
分別為：29.780 ，42.619 ，52.857 。
（2）由簡單正方，所以利用公式可知：
當2取最小值時取最小值，即取得最小值。
即： （hkl）分別為：（0 0 1）， （0 1 0）， （1 0 1）。
將（hkl）分別代入公式中可得2
分別為：29.780 ，45.343 ，55.194 。
（3）由簡單正方，所以利用公式可知：
當2取最小值時取最小值，即取得最小值。
即： （hkl）分別為：（1 0 0）， （0 0 1）， （1 1 0）。
將（hkl）分別代入公式中可得2
分別為：29.780 ，45.343 ，42.619 。
按角度增大的順序排列為：
29.780 ， 42.619 ， 45.343 。
（1 0 0）， （1 1 0）， （0 0 1）。
4-1 用粉末相機得到了如下角度的譜線，試求出晶面間距（數字為θ角，所用射線為cu）。
解:由布拉格方程2dsinθ=λ可得：d=λ/2sinθ，
且知所用cu射線的波長為：λ=0.1542nm
d=0.1542nm/2sin12.54°=0.3551nm,
d=0.1542nm/2sin14.48°=0.3083nm,
d=0.1542nm/2sin20.70°=0.2181nm,
d=0.1542nm/2sin24.25°=0.1877nm,
d=0.1542nm/2sin25.70°=0.1778nm,
d=0.1542nm/2sin30.04°=0.1540nm,
d=0.1542nm/2sin33.04°=0.1414nm,
d=0.1542nm/2sin34.02°=0.1378nnm.
4-6．衍射儀測量在入射光束、試樣形狀、試樣吸收以及衍射線記錄等方面與德拜法有何不同？測角儀在工作時,如試樣表面轉到與入射線成30°角時,計數管與入射線成多少度角？
答：入射x射線的光束：都為單色的特徵x射線，都有光欄調節光束。不同：衍射儀法是採用一定發散度的入射線，且聚焦半徑隨2θ變化，德拜法是通過進光管限制入射線的發散度。
試樣形狀：衍射儀法為平板狀，德拜法為細圓柱狀。
試樣吸收：衍射儀法吸收時間短，德拜法吸收時間長，約為10~20h。
記錄方式：衍射儀法採用計數率儀作圖，德拜法採用環帶形底片成相，而且它們的強度（i）對（2θ）的分布（i-2θ曲線）也不同；
測角儀在工作時,如試樣表面轉到與入射線成30°角時,計數管與入射線成60 度角。因為工作時,探測器與試樣同時轉動,但轉動的角速度為2:1 的比例關係。
4--8在德拜圖形上獲得某簡單立方物質的如下四條譜線；所給出的均有cu衍射的結果。以為外推函式，請用柯亨法計算晶格常數，精確到四位有效數字
解： ,+=1，可得下表：
所以得：
154.8213=6489a+231.114c① 6.728=231.114a+14.093c②
由1，2得a=0.01648，c=0.2071。又有, ===0.5994
8-1背反射針孔相機和x射線衍射儀的x射線有效貫穿深度,哪個更大一些?
衍射儀9-1、電子波有何特徵？與可見光有何異同？
答：·電子波特徵：電子波屬於物質波。電子波的波長取決於電子運動的速度和質量，若
電子速度較低，則它的質量和靜止質量相似；若電子速度具有極高，則必須經過相對論校正。
·電子波和光波異同：
不同：不能通過玻璃透鏡會聚成像。但是軸對稱的非均勻電場和磁場則可以讓電子束折射，從而產生電子束的會聚與發散，達到成像的目的。
電子波的波長較短，其波長取決於電子運動的速度和質量，電子波的波長要比可見光小5個數量級。另外，可見光為電磁波。
材料分析測試技術部分課後答案
太原理工大學材料物理0901 除夕月 1 1 計算0.071nm mok 和0.154nm cuk 的x 射線的振動頻率和能量。c 3 108 0.071 10 9 4.23 1018s 1 e h 6.63 10 34 4.23 1018 2.8 10 15 j c 3 108 0.154 10 ...
材料測試方法部分課後習題答案
1.x射線學有幾個分支？每個分支的研究物件是什麼？答 x射線學分為三大分支 x射線透射學 x射線衍射學 x射線光譜學。x射線透射學的研究物件有人體，工件等，用它的強透射性為人體診斷傷病 用於探測工件內部的缺陷等。x射線衍射學是根據衍射花樣，在波長已知的情況下測定晶體結構，研究與結構和結構變化的相關的...
材料成形原理》部分課後答案
3 結合圖3 3及圖3 4解釋臨界晶核半徑r 和形核功 g 的意義，以及為什麼形核要有一定過冷度。答 1 臨界晶核半徑r 的意義如下 r r 時，產生的晶核極不穩定，隨即消散 r r 時，產生的晶核處於介穩狀態，既可消散也可生長 r r 時，不穩定的晶胚轉化為穩定晶核，開始大量形核。故r 表示原先不...