材料现代分析测试方法习题答案

现代材料测试技术测试问题及答案第一章1.X-ray有多少种？每个季度的研究对象是什么？分析荧光辐射的以下可能性：为什么？(1)利用CuKX射线刺激CuK荧光辐射。(2)利用CuKX线刺激CuK荧光辐射。(3)利用CuKX射线刺激CuL荧光辐射。3.什么是“干涉散射”、“非干涉散射”、“荧光辐射”、“吸收限制”、“俄制效应”、“发射光谱”和“吸收光谱”？4.x射线的本质是什么？与可见光、紫外线和其他电磁波的主要区别是什么？用什么物理量解释呢？生成构造线需要什么条件？6.射线具有波粒子二重性，其粒度和可变性分别表现在什么现象中？7.计算管电压为50 kv时与目标碰撞时电子的速度和动能，以及发射的连续光谱的短波极限和光子的最大动能。8.特性x射线与荧光x射线的生成机制有何相似之处和区别？什么物质的k系荧光x射线波长等于k系特性x射线波长？9.连续光谱是如何产生的？短波限制与物质的吸收限制有何不同(v和VK以kv为单位)？10.射线与物质的相互作用是什么？法则怎么样？如何影响x射线分析？反冲电子、光电子和oshee电子的区别是什么？11.试一下当管压力为50kv时，射线管的电子目标速度和动能，发射的连续光谱的短波极限和光子的最大能量是多少。12.为什么会出现吸收限制？k吸收限制为什么只有一个，l吸收限制为三个？刺激x射线荧光射线时能与l系统有关吗？l在这里的时候和k有关吗？13.已知钼的 k =0.71，铁的 k =1.93，钴的 k =1.79测试光子的频率和能量。测试计算钼的k激发电压，已知钼的 k=0.619。钴的K这里电压vk=7.71 kv，请求出K。14.x射线实验用保护铅屏厚度通常在lmm以上，此铅屏的CuK，MoK辐射的透射系数分别是多少？15.如果用1毫米厚的铅作为保护膜，就求出了CrK和mok的渗透系数。16.厚度为1毫米的铝片将单射线的强度降低到原来的23.9%，可以试验这种射线的波长。计算包含Wc=0.8%、WCR=4%、ww=18%的高铁的MoK辐射的质量吸收系数。17.问要使钼目标射线管发射的射线从放置在光束上的铜样品中发射k系荧光辐射，要添加的最小管压力值是多少。发射的荧光辐射波长是多少？18.什么厚度的镍过滤器可以将CuK辐射的强度降低到入射时的70%？入射x射线束中k 与kb强度的比率为5: 1时，过滤强度的比率是多少？已知 m =49.03 cm2/g， m =290 cm2/g19.如果Co的K，kb辐射的强度比为5: 1，通过以15mg/cm2涂层的Fe2O3过滤器，强度比是多少？氧对已知Fe2O3的=5.24g/cm3，cok 的 m=371 cm2/g，氧对cok 的 m=15cm 2/g20.计算0.071 nm(MoK)和0.154 nm(CuK)的射线的振动频率和能量。(回答：4.233108s-l，2.8010-l5J，1.951018s-1，l.2910-15J)21.使用铅作为吸收体，使用MoK、RhK、AgKX射线绘制，以图形方式获得证明型(1-16)的准确性。(上述射线对铅的质量吸收系数分别为122.8，84.13，66.14 cm2/g。)。从曲线中求铅相当于管道电压为30 kv的条件下发出的最短波长的质量吸收系数。22.计算空气对crk的质量吸收系数和线吸收系数(假定空气质量分数为80%的氮和质量分数为20%的氧，空气密度为1.2910-3g/cm3)。(回答：26.97 cm2/g，3.4810-2厘米-123.需要多厚的Ni过滤器才能将CuK线的强度降低一半？(Ni的密度为8.90g/cm3)。入射时，CuK1和CuK2的强度比为2: 1，使用计算出的Ni滤波器后，该比是多少？计算Cu的k系激励电压。(回答：8980 )计算Cu的Kl线波长。(回答：0.1541 nm)。1.X-ray有多少种？每个季度的研究对象是什么？答：x射线学分是x射线透射学、x射线衍射和x射线光谱学三个主要领域。x射线透射学利用人体、毛坯等强通透性检测人体诊断损伤、工件内部缺陷等。x射线衍射根据衍射模式在波长已知的情况下测量晶体结构，研究结构和结构变化相关的各种问题。x射线光谱学是通过根据衍射模式测量分光晶体结构已知的情况下各种物质发射的x射线的波长和强度来研究物质的原子结构和成分。分析荧光辐射的以下可能性：为什么？(1)利用CuKX射线刺激CuK荧光辐射。(2)利用CuKX线刺激CuK荧光辐射。(3)利用CuKX射线刺激CuL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壳中，在稳定状态下，每个壳中有一定量的电子，它们有一定的能量。最内部的能量最低，外部的能量依次增加。根据能量关系，m，k层的能量差大于l，k的能量差，k，l层的能量差大于m，l层的能量差。释放的特性线的能量等于壳之间的能量差，因此k的能量大于Ka的能量，Ka的能量大于La的能量。因此，在不考虑能源损失的情况下：(1) CuKa能刺激CuKa荧光辐射。(相同的能量)(2) CuK能刺激CuKa荧光辐射。(KKa)(3) CuKa能刺激CuLa荧光辐射。(卡拉)3.什么是“干涉散射”、“非干涉散射”、“荧光辐射”、“吸收限制”和“俄制效果”？回答：射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下产生强迫振动，强迫振动产生与入射射线频率相同的交变电磁场。这称为相干散射，因为散射线与入射线的波长和频率一致，位置固定，在相同的方向上每个散射波遵循一致的条件。射线被结合力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射射线长的射线，波长取决于散射方向，这称为非干涉散射。具有足够能量的射线光子在原子内部发射k电子，当外部电子填充k空格时向外发射c射线射线，这被称为射线光子刺激原子而产生的辐射过程。或二次荧光。入射光子的能量等于或大于将k电子从无穷大移动到k层时的功率w等通过物质时期的光线的能量等于或大于物质原子激发的能量。这时光子的波长称为k系统的吸收极限。如果原子中出现k层的电子，则处于k这里，其能量为Ek。当l层电子填充这个空位时，k电离会变成l电离，Ek变成El，此时Ek-El的能量被释放出来，产生荧光射线，或者l层电子会从反应堆产生二次电离。k层的一个空白空间被l层的两个空白空间取代，这称为奥施效应。生成构造线需要什么条件？实验证明，A:在高真空下高速运动的电子遇到任何障碍物时都可以产生x射线，而其他带电的基本粒子也会发生类似的现象。在电子x射线管中生成x射线的条件可以概括为：1、以某种方式获得一定量的自由电子；2、在高真空状态下高压电场的作用下，强迫这些电子进行方向高速运动；3，在电子运动路径上设置障碍物，急剧改变电子的运动速度。5.射线具有波粒子二重性，其粒度和可变性分别表现在什么现象中？答：波动性主要表现为以特定频率和波长在空间中传播，反映物质运动的连续性。颗粒度主要以光子的形式发射和吸收时，具有质量、能量和动量，反映物质运动的分散性。6.计算管电压为50 kv时与目标碰撞时电子的速度和动能，以及发射的连续光谱的短波极限和光子的最大动能。解决方案：已知条件：U=50kv电子停止质量：m0=9.110-31公斤光通量：c=2.998108m/s电子功率：e=1.60210-19C普朗克常量：h=6.62610-34J.s电子从阴极到达目标的过程中获得的总动能e=eu=1.60210-19c 50k v=8.0110-18kj由于E=1/2m0v202所以电子与目标碰撞时的速度V0=(2E/m0)1/2=4.2106m/s发射的连续光谱的短波极限0的大小仅取决于加速度电压 0 ()=12400/v (v)=0.248发射的光子的最大动能E0=h0=HC/ 0=1.9910-15j7.特性x射线与荧光x射线的生成机制有何相似之处和区别？什么物质的k系荧光x射线波长等于k系特性x射线波长？回答：特性x射线和荧光x射线都是在激发态原子的高能级电子转移到低能级时，过剩能量释放到x射线形成的。不同之处在于高能电子轰击使原子处于此状态，高能级电子偏转发射特性x射线。x射线轰击使原子处于此状态，向高能级电子回扣发放的是荧光x射线。物质的k特性x射线与k射线荧光x射线具有相同的波长。8.连续光谱是如何产生的？短波限制与物质的吸收限制有何不同(v和VK以kv为单位)？A.在两极之间施加高压，大量电子在高压电场的作用下以极高的速度向两极轰击，由于两极的干扰，电子产生了很大的负加速度。根据经典物理学理论，带负电荷的电子进行加速运动时，电子周围的电磁场发生急剧变化，此时必须产生一个电磁波或至少一个电磁脉冲。由于极少量电子发射到阳极的时间和条件不能相同，发射的电磁波具有连续的各种波长，形成连续的线光谱。在极限情况下，极少数电子在一次碰撞中一次将全部能量转换为一个光量子，这种光量子具有最高能量和最短波长，即短波极限。连续光谱短波极限仅与管道压力相关，固定管道压力、增加管道电流或改变目标时短波极限保持不变。原子系统中的电子不可否认地分布在不同能量水平的壳中，如K，L，M，N，当外来高速粒子(电子或光子)的动能足够大时，从壳中把电子发射出原子系统，使原子处于这里的状态。此时需要的能量是吸收限制，这与壳能量有关。吸收限制只与靶的原子号码相关，与管电压无关。9.为什么会出现吸收限制？k吸收限制为什么只有一个，l吸收限制为三个？刺激k系荧光射线时能与l系统相关吗？l在这里的时候和k有关吗？回答：一束x-line穿过对象时，其强度会衰退，这是散射和吸收的结果。而且，吸收是强度衰退的主要原因。物质对x射线的吸收意味着通过物质对光子的x射线的能量转变为其他形成能量。x射线通过物质时产生的光电效果和osher效果导致入射x射线强度衰减，这是物质对x射线实际吸收的过程。光电效应是指物质在光子的作用下发射电子的物理过程。l层有三个子层，每个子层的能量不同，因此有三个吸收限制，k只有一层，因此只有一个吸收限制。当产生k系光电效应时，入射光子的能量等于或大于在k层中无限移动k电子时所产生的工作Wk。从x射线被物质吸收的角度来看，k被称为吸收极限。发生k系荧光x射线时，l系转换为k系本身，可以移动外部电子，l系在这里时不能与k系相关，所以可能与l系相关。10.已知钼的 k =0.71，铁的 k =1.93，钴的 k =1.79测试光子的频率和能量。测试计算钼的k激发电压，已知钼的 k=0.619。钴的K这里电压vk=7.71 kv，请求出K。解决方案：通过公式卡=c/卡和e=h :对于钼，=3108/(0.7110-10)=4.2331018(Hz)e=6.6310-344.2331018=2.8010-15(j)对于铁，=3108/(1.9310-10)=1.555108 (Hz)e=6.6310-341.555108=1.0310-15(j)钴的=3108/(1.7910-10)=1.681018 (Hz)e=6.6310-341.681018=1.1110-15(j)公式 k=1.24/vk，钼vk=1.24/ k=1.24/0.0619=20 (kv)钴k=1.24/vk=1.24/7.71=0.161(nm)=1.61()。11.x射线实验用保护铅屏厚度通常在lmm以上，此铅屏的CuK，MoK辐射的透射系数分别是多少？解决方案：贯通系数IH/IO=e-MRAC H，其中m:质量吸收系数/cm2g-1，:密度/gcm-3h:厚度/厘米，此问题 Pb=11.34 GCM-3，h=0.1cm厘米对于Cr K ，查找表m=585cm2g-1，通过系数ih/io=e-mh=e-58511 . 340 . 1=7.82 e-289=对于莫克，查找表m=141cm2g-1，通过系数ih/io=e-mh=e-14111 . 340 . 1=3.62 e-70=12.厚度为1毫米的铝片将单射线的强度降低到原来的23.9%，可以试验这种射线的波长。计算包含Wc=0.8%、WCR=4%、ww=18%的高铁的MoK辐射的质量吸收系数。解决方案：ih=i0e-(/) h=i0e- m h表达式中的 m=/是质量敏感系数，cm2/g，是密度，h是厚度。当前代码表Al的密度为2.70g/cm-3。H=1mm，IH=23.9% I0取得计算的 m=5.30查寻表。=0.07107 nm (mok )(2) m= 1 m 1 2 m 2. I m I1，2 i是吸收