材料现代分析方法练习及答案.doc

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（ B）

A.X 射线透射学；B.X 射线衍射学；C.X 射线光谱学；

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（ B）
A. Ka；B. Kb；C. Kg；D. La。

3. 当 X 射线发生装置是 Cu 靶，滤波片应选（ C）
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 ）
A. 短波限l0；B. 激发限lk；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（ D ） （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，l0 和lk 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 连续 X 射线和 特征 X 射线。 2. X 射线与物质相互作用可以产生 俄歇电子 、 透射 X 射线 、 散射 X
射线 、 荧光 X 射线 、 光电子
、 热 、 、 。
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 波长极短的电磁波 也是 光子束 ，具有 波粒二象
性 性。
5. 短波长的 X 射线称 ，常用于 ；长波长的 X 射线称
，常用于 。

1

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 CuKaX 射线激发 CuKa荧光辐射；
（2）用 CuKbX 射线激发 CuKa荧光辐射； （3）用 CuKaX 射线激发 CuLa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
l


0


=
hc eV

= 1 . 24
´ 10
V

3


与某物质的

吸收限 l


k
=
hc
eV


k
= 1 . 24


V
´ 10

k
3

有何不同（V 和 VK 以 kv 为单位）？

10. 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lKa＝0.71Å， 的lKa＝1.93Å 及钴的lKa＝1.79Å， 光子的频率和能量。
铁 试求
试计算钼的 K 激发电压，已知钼的lK＝0.619Å。已知钴的 K 激发电压 VK＝7.71kv，
试求其lK。
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 CuKa、MoKa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 CrKa和 MoKa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 MoKa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 CuKa辐射的强度降低至入射时的 70％？如果入射 X 射线束
中 Ka和 Kb强度之比是 5：1，滤波后的强度比是多少？已知mma＝49.03cm2／g，mmb
＝290cm2／g。
19. 如果 Co 的 Ka、Kb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r=5.24g／cm3，铁对 CoKa的mm＝371cm2／g，氧对 CoKb的

2

mm＝15cm2／g。
20. 计算 0.071 nm（MoKa）和 0.154 nm（CuKa）的Ⅹ射线的振动频率和能量。 （答案：4.23
×1018s-l，2.80×10-l5J，1.95×1018s-1，l.29×10-15J）
21. 以铅为吸收体，利用 MoKa、RhKa、AgKaX 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. 计算空气对 CrKa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 1.29×10-3g／cm3）（答案：26.97 cm2／g，3.48 。
×10-2 cm-1
23. 为使 CuKa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） 。
CuKa1 和 CuKa2 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 Kal 射线的波长。 （答案：0.1541 nm）.

第二章
一、选择题
1.有一倒易矢量为 g* = 2a * +2b * +c *，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 Ka（lKa=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 I¹0；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。

二、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。 （）

三、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

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