材料分析答案.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————材料分析答案部分****题解 射线学有几个分支?每个分支的研究对象是什么? 答: X 射线学分为三大分支: X 射线透射学、 X 射线衍射学、 X 射线光谱学。 X 射线透射学的研究对象有人体, 工件等, 用它的强透射性为人体诊断伤病、用于探测工件内部的缺陷等。 X 射线衍射学是根据衍射花样, 在波长已知的情况下测定晶体结构,研究与结构和结构变化的相关的各种问题。 X 射线光谱学是根据衍射花样,在分光晶体结构已知的情况下, 测定各种物质发出的 X 射线的波长和强度, 从而研究物质的原子结构和成分。 2. 分析下列荧光辐射产生的可能性,为什么? (1 )用 CuK αX 射线激发 CuK α荧光辐射; (2 )用 CuK βX 射线激发 CuK α荧光辐射; (3 )用 CuK αX 射线激发 CuL α荧光辐射。答: 根据经典原子模型, 原子内的电子分布在一系列量子化的壳层上, 在稳定状态下, 每个壳层有一定数量的电子, 他们有一定的能量。最内层能量最低,向外能量依次增加。根据能量关系,M、K 层之间的能量差大于 L、K 成之间的能量差, K、L 层之间的能量差大于 M、L 层能量差。由于释放的特征谱线的能------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————量等于壳层间的能量差, 所以 K? 的能量大于 Ka 的能量, Ka 能量大于 La 的能量。因此在不考虑能量损失的情况下: (1) CuKa 能激发 CuKa 荧光辐射; (能量相同) (2) CuK? 能激发 CuKa 荧光辐射;( K?>Ka ) (3) CuKa 能激发 CuLa 荧光辐射;( Ka>la ) 3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”? 答: ⑴当χ射线通过物质时,物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动, 受迫振动产生交变电磁场, 其频率与入射线的频率相同, 这种由于散射线与入射线的波长和频率一致, 位相固定, 在相同方向上各散射波符合相干条件,故称为相干散射。⑵当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后,可以得到波长比入射χ射线长的χ射线, 且波长随散射方向不同而改变, 这种散射现象称为非相干散射。⑶一个具有足够能量的χ射线光子从原子内部打出一个 K电子, 当外层电子来填充 K 空位时, 将向外辐射 K系χ射线, 这种由χ射线光子激发原子所发生的辐射过程,称荧光辐射。或二次荧光。⑷指χ射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量, 如入射光子的能量必须等于或大于将 K 电子从无穷远移至 K 层时所作的功 W ,称此时的光子波长λ称为 K 系的吸收限。------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————⑸当原子中 K 层的一个电子被打出后,它就处于 K 激发状态, 其能量为 Ek 。如果一个 L 层电子来填充这个空位, K 电离就变成了 L 电离, 其能由 Ek 变成 El, 此时将释 Ek-El 的能量, 可能产生荧光χ射线, 也可能给予 L 层的电子, 使其脱离原子产生二次电离。即K 层的一个空位被 L 层的两个空位所替代,这种现象称俄歇效应。 4. 产生 X 射线需具备什么条件? 答:实验证实: 在高真空中,凡高速运动的电子碰到任何障碍物时,均能产生 X 射线,对于其他带电的基本粒子也有类似现象发生。电子式 X 射线管中产生 X 射线的条件可归纳为: 1 ,以某种方式得到一定量的自由电子; 2 ,在高真空中,在高压电场的作用下迫使这些电子作定向高速运动; 3 ,在电子运动路径上设障碍物以急剧改变电子的运动速度。 5.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? 答: 波动性主要表现为以一定的频率和波长在空间传播, 反映了物质运动的连续性; 微粒性主要表现为以光子形式辐射和吸收时具有一定的质量,能量和动量,反映了物质运动的分立性。 6. 计算当管电压为 50 kv时,