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. 什麼叫「相干散射」、「非相干散射」、「螢光輻射」、「吸收限」、「俄歇效應」？
答：⑴ 當χ射線通過物質時，物質原子的電子在電磁場的作用下將產生受迫振動，受迫振動產生交變電磁場，其頻率與入射線的頻率相同，這種由於散射線與入射線的波長和頻率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干條件，故稱為相干散射。
⑵ 當χ射線經束縛力不大的電子或自由電子散射後，可以得到波長比入射χ射線長的χ射線，且波長隨散射方向不同而改變，這種散射現象稱為非相干散射。
⑶ 乙個具有足夠能量的χ射線光子從原子內部打出乙個k電子，當外層電子來填充k空位時，將向外輻射k系χ射線，這種由χ射線光子激發原子所發生的輻射過程，稱螢光輻射。或二次螢光。
⑷ 指χ射線通過物質時光子的能量大於或等於使物質原子激發的能量，如入射光子的能量必須等於或大於將k電子從無窮遠移至k層時所作的功w，稱此時的光子波長λ稱為k系的吸收限。
⑸ 當原子中k層的乙個電子被打出後，它就處於k激發狀態，其能量為ek。如果乙個l層電子來填充這個空位，k電離就變成了l電離，其能量由ek變成el，此時將釋放ek-el的能量，可能產生螢光χ射線，也可能給予l層的電子，使其脫離原子產生二次電離。即k層的乙個空位被l層的兩個空位所替代，這種現象稱俄歇效應。
3. 特徵x射線與螢光x射線的產生機理有何異同？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。
4. 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。
5. 為什麼會出現吸收限？k吸收限為什麼只有乙個而l吸收限有三個？當激發k系螢光ⅹ射線時，能否伴生l系？當l系激發時能否伴生k系？
答：一束x射線通過物體後，其強度將被衰減，它是被散射和吸收的結果。並且吸收是造成強度衰減的主要原因。
物質對x射線的吸收，是指x射線通過物質對光子的能量變成了其他形成的能量。x射線通過物質時產生的光電效應和俄歇效應，使入射x射線強度被衰減，是物質對x射線的真吸收過程。光電效應是指物質在光子的作用下發出電子的物理過程。
因為l層有三個亞層，每個亞層的能量不同，所以有三個吸收限，而k只是一層，所以只有乙個吸收限。
激發k系光電效應時，入射光子的能量要等於或大於將k電子從k層移到無窮遠時所做的功wk。從x射線被物質吸收的角度稱λk為吸收限。當激發k系螢光x射線時，能伴生l系，因為l系躍遷到k系自身產生空位，可使外層電子遷入，而l系激發時不能伴生k系。
6. 鋁為麵心立方點陣，a=0.409nm。
今用crka（=0.209nm）攝照周轉晶體相，x射線垂直於[001]。試用厄瓦爾德**法原理判斷下列晶面有無可能參與衍射：
（111），（200），（220），（311），（331），（420）。
答：由題可知以上六個晶面都滿足了 h k l 全奇全偶的條件。根據艾瓦爾德**法在周轉晶體法中只要滿足 sin<1就有可能發生衍射。由：
sin2=λ2(h2+k2+l2)/4a2 把（h k l）為以上六點的數代入可能的：
sin2=0.1958426241 1 1);
sin2=0.2611214982 0 0);
sin2=0.5222469972 2 0);
sin2=0.7180896213 1 1);
sin2=1.2403766193 3 1);
sin2=1.3056174944 2 0).
有以上可知晶面（3 3 1），（4 2 0）的sin>1 。所以著兩個晶面不能發生衍射，其他的都有可能。
7. 試述原子散射因子f和結構因子的物理意義。結構因子與哪些因素有關係?
答：原子散射因子: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。
結構因子：
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
結構因子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。結構因子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。
8. 當體心立方點陣的體心原子和頂點原子種類不相同時，關於h+k+l=偶數時，衍射存在，h+k+l=奇數時，衍射相消的結論是否仍成立?
答：假設a原子為頂點原子，b原子佔據體心，其座標為：
a：0 0 0 （晶胞角頂）
b：1/2 1/2 1/2 （晶胞體心）
於是結構因子為：fhkl=faei2π（0k+0h+0l）+fbei2π(h/2+k/2+l/2)
=fa+fbe iπ(h+k+l)
因為enπi=e－nπi=(－1)n
所以，當h+k+l=偶數時: fhkl=fa+fb
fhkl2=(fa+fb)2
當h+k+l=奇數時: fhkl=fa－fb
fhkl2=(fa－fb)2
從此可見, 當體心立方點陣的體心原子和頂點原主種類不同時，關於h+k+l=偶數時，衍射存在的結論仍成立，且強度變強。而當h+k+l=奇數時，衍射相消的結論不一定成立，只有當fa=fb時,fhkl=0才發生消光，若fa≠fb，仍有衍射存在，只是強度變弱了。
9. cukα輻射（λ=0.154 nm）照射ag（樣品，測得第一衍射峰位置2θ=38°，試求ag的點陣常數。
答：由sin2=λ（h2+k2+l2）/4a2
查表由ag麵心立方得第一衍射峰（h2+k2+l2）=3，所以代入資料2θ=38°，解得點陣常數a=0.671nm
10. 試總結德拜法衍射花樣的背底**，並提出一些防止和減少背底的措施。
答：德拜法衍射花樣的背底**是入射波的非單色光、進入試樣後出生的非相干散射、空氣對x 射線的散射、溫度波動引起的熱散射等。採取的措施有盡量使用單色光、縮短**時間、恆溫試驗等。
11. 粉末樣品顆粒過大或過小對德拜花樣影響如何？為什麼？板狀多晶體樣品晶粒過大或過小對衍射峰形影響又如何？
答. 粉末樣品顆粒過大會使德拜花樣不連續，或過小，德拜寬度增大，不利於分析工作的進行。因為當粉末顆粒過大（大於10-3cm）時，參加衍射的晶粒數減少，會使衍射線條不連續；不過粉末顆粒過細（小於10-5cm）時，會使衍射線條變寬，這些都不利於分析工作。
多晶體的塊狀試樣，如果晶粒足夠細將得到與粉末試樣相似的結果，即衍射峰寬化。但晶粒粗大時參與反射的晶面數量有限，所以發生反射的概率變小，這樣會使得某些衍射峰強度變小或不出現。
12. 試從入射光束、樣品形狀、成相原理（厄瓦爾德**）、衍射線記錄、衍射花樣、樣品吸收與衍射強度（公式）、衍射裝備及應用等方面比較衍射儀法與德拜法的異同點。試用厄瓦爾德**來說明德拜衍射花樣的形成。
答.如圖所示，衍射晶面滿足布拉格方程就會形成乙個反射圓錐體。環形底片與反射圓錐相交就在底片上留下衍射線的弧對。
13. 同一粉末相上背射區線條與透射區線條比較起來其θ較高還是較低？相應的d較大還是較小？既然多晶粉末的晶體取向是混亂的，為何有此必然的規律？
答:其θ較高,相應的d較小,雖然多晶體的粉末取向是混亂的,但是衍射倒易球與反射球的交線，倒易球半徑由小到大，θ也由小到大，d是倒易球半徑的倒數，所以θ較高,相應的d較小。
材料微觀分析複習
多晶體 粉晶 x射線衍射分析的基本方法為照相法和衍射儀法。1.透射電鏡的樣品可分為直接樣品和間接樣品。2.x射線衍射 透射電子顯微鏡 掃瞄電子顯微鏡 掃瞄投射電子顯微鏡的英文本母縮寫分別是xrd tem sem stem。3.電子束與固體物質 樣品 相互作用可能產生的訊號主要有背散射電子 二次電子 ...
材料分析複習大綱
填空 20 30 判斷 8 10 名詞解釋 4 6 簡答 2 3 問答 2 3 看去年題目 陶和瓷的區別等沒有講過的不考 pvd cvd的區別 真空度，溫度 總結 問答題 高分子聚合四種聚合方式。兩大類聚合中考乙個 鏈式聚合和逐步聚合 區別 複合材料種類，高分子基複合材料型別 熱塑性熱固性概念及例子...
材料分析測試技術
材料分析測試技術 教材大綱 山東科技大學谷亦傑 第一章材料分析測試技術概述 材料分析測試目的和物理角度論述基本粒子與材料的相互作用 第一節一般原理 第二節衍射分析方法概述 第三節電子顯微分析方法概述 第四節電子能譜分析方法概述 第五節光譜分析方法慨述 第六節色譜 質譜及電化學分析方法概述 第七節其他...