第一章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各種問題。
x射線光譜學是根據衍射花樣，在分光晶體結構已知的情況下，測定各種物質發出的x射線的波長和強度，從而研究物質的原子結構和成分。
2. 試計算當管電壓為50 kv時，x射線管中電子擊靶時的速度與動能，以及所發射的連續譜的短波限和光子的最大能量是多少？
解：已知條件：u=50kv
電子靜止質量：m0=9.1×10-31kg
光速：c=2.998×108m/s
電子電量：e=1.602×10-19c
蒲朗克常數：h=6.626×10-34j.s
電子從陰極飛出到達靶的過程中所獲得的總動能為：
e=eu=1.602×10-19c×50kv=8.01×10-18kj
由於e=1/2m0v02
所以電子擊靶時的速度為：
v0=(2e/m0)1/2=4.2×106m/s
所發射連續譜的短波限λ0的大小僅取決於加速電壓：
λ0（）＝12400/u(伏) ＝0.248
輻射出來的光子的最大動能為：
e0＝hv＝hc/λ0＝1.99×10-15j
3.4. 如果用cu靶x光管照相，錯用了fe濾片，會產生什麼現象？
答：cu的kα1,kα2, kβ線都穿過來了，沒有起到過濾的作用。
5. 特徵x射線與螢光x射線的產生機理有何不同？某物質的k系螢光x射線波長是否等於它的k系特徵x射線波長？
答：特徵x射線與螢光x射線都是由激發態原子中的高能級電子向低能級躍遷時，多餘能量以x射線的形式放出而形成的。不同的是：
高能電子轟擊使原子處於激發態，高能級電子回遷釋放的是特徵x射線；以 x射線轟擊，使原子處於激發態，高能級電子回遷釋放的是螢光x射線。某物質的k系特徵x射線與其k系螢光x射線具有相同波長。
6. 連續譜是怎樣產生的？其短波限與某物質的吸收限有何不同（v和vk以kv為單位）？
答：當x射線管兩極間加高壓時，大量電子在高壓電場的作用下，以極高的速度向陽極轟擊，由於陽極的阻礙作用，電子將產生極大的負加速度。根據經典物理學的理論，乙個帶負電荷的電子作加速運動時，電子周圍的電磁場將發生急劇變化，此時必然要產生乙個電磁波，或至少乙個電磁脈衝。
由於極大數量的電子射到陽極上的時間和條件不可能相同，因而得到的電磁波將具有連續的各種波長，形成連續x射線譜。
在極限情況下，極少數的電子在一次碰撞中將全部能量一次性轉化為乙個光量子，這個光量子便具有最高能量和最短的波長，即短波限。連續譜短波限只與管壓有關，當固定管壓，增加管電流或改變靶時短波限不變。
原子系統中的電子遵從泡利不相容原理不連續地分布在k,l,m,n等不同能級的殼層上，當外來的高速粒子（電子或光子）的動能足夠大時，可以將殼層中某個電子擊出原子系統之外，從而使原子處於激發態。這時所需的能量即為吸收限，它只與殼層能量有關。即吸收限只與靶的原子序數有關，與管電壓無關。
7. 試計算鉬的k激發電壓，已知鉬的λk＝0.0619nm。欲用mo靶x光管激發cu的螢光x射線輻射，所需施加的最低管電壓是多少？激發出的螢光輻射波長是多少？
解：(1) 由公式λk＝1.24/uk，
對鉬uk＝1.24/λk＝1.24/0.0619=20(kv)
(2) uk=hc/eλk
uk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv)
λ0=1.24/uk(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm)
其中 h為普郎克常數，其值等於6.626×10-34 ；c為光速，等於2.998×108m/s；e為電子電荷，等於1.602×10-19c
故需加的最低管電壓應≥17.46(kv)，所發射的螢光輻射波長是0.071nm。
8. 9. 計算lmm厚的pb對mo—kα的透射因數。
解：透射因數i/i0=e-μmρx
其中μm：質量吸收係數/cm2g-1，ρ：密度/gcm-3
x：厚度/cm，本題ρpb=11.34gcm-3，x=0.1cm
對mo—kα，查表得μm=141cm2g-1，
其透射因數：i/i0= e-μmρx =e-141×11.34×0.1=3.62×e-70=
10. 試計算含wc＝0.8％，wcr＝4％，ww＝18％的高速鋼對mokα輻射的質量吸收係數。
解： (2)μm=ω1μm1+ω2μm2+…ωiμmi
ω1, ω2……ωi為各元素的質量百分數，而μm1，μm2……μmi為各元素的質量吸收係數，i為組分元素數目。
查表得μc=0.7cm2g-1，μcr=30.4cm2g-1，μw=105.4cm2g-1，μfe=38.3cm2g-1。
μm=0.8％×0.70＋4％×30.4＋18％×105.4＋（1－0.8％－4％－18％）×38.3=49.7612（cm2／g-1）
11. 畫出fe2b在平行於（010）上的部分倒易點。fe2b屬正方晶系，點陣引數a=b=0.510nm,c=0.424nm。
19. 試述原子散射因數f和結構因數的物理意義。結構因數與哪些因素有關係?
答：原子散射因數:f=aa/ae=乙個原子所有電子相干散射波的合成振幅/乙個電子相干散射波的振幅，它反映的是乙個原子中所有電子散射波的合成振幅。
結構因數：
式中結構振幅fhkl=ab/ae=乙個晶胞的相干散射振幅/乙個電子的相干散射振幅
結構因數表徵了單胞的衍射強度，反映了單胞中原子種類，原子數目，位置對（hkl）晶面方向上衍射強度的影響。結構因數只與原子的種類以及在單胞中的位置有關，而不受單胞的形狀和大小的影響。
22.所謂體心立方，是點陣型式的一種。每個由晶體結構抽出的點陣點一是要滿足點陣的定義，二是要求在晶體結構中（點陣結構）所處的環境一致。
氯化銫晶胞中，頂點(氯離子)和體心（銫離子）本身和環境均不相同，所以二者不能同時作為點陣點，因此當然不能是體心立方點陣。只能將其中同一類的離子（或氯離子，或銫離子）位置看成點陣點，這樣每個點陣點是完全一樣的，才符合點陣定義。這時的點陣型式是簡單立方。
每個點陣點所代表的內容均是乙個氯離子和乙個銫離子。
材料測試技術第一章習題答案
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。解 由eu mv2,得v 1.33 108m s ek eu 1.6 10 19 50 103 8 10 15j 由eu 得 hc eu 0.248 10 10m 0.0248nm emax ek ...
第一章習題
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第一章習題
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