X射线衍射学初试试题

1、X射线的物理学基础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？产生X射线需具备什么条件？什么叫“X射线谱”、“X射线强度”、“短波限”、“特征X射线谱”、“激发电压”“K系激发”、“Ka,KP谱线”？连续谱是怎样产生的？其短波限10与某物质的吸收限九k有何不同？为什么Ka谱线比K0谱线波长长而强度高？莫塞莱定律在X射线多晶体衍射中，为什么常利用Ka谱线作辐射源？什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“光电效应”、“吸收限”、“俄歇效应”？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？X射线与物

2、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？晶体学基础倒易点阵的定义？什么是倒易结点和倒易矢量？倒易矢量的基本性质是什么,试推导之。衍射方向劳厄和布喇格处理X-射线衍射的方法有什么不同？布拉格定律及其推证？什么是“反射级数”、“干涉指数”、“掠射角”、“衍射角”？X光衍射和可见光反射有哪几方面的本质区别？产生衍射的（极限）条件是什么？立方系衍射线方向（衍射花样）与晶体结构的关系公式。衍射矢量及衍射矢量方程？什么是反射球、倒易球厄瓦尔德图解原理是什么？在进行衍射几何分析时，它与布拉格方程相比，有何优缺点？衍射强度什么是汤姆逊公式，并讨论之（偏振因子）？原

3、子散射因子、结构因子、点阵消光的定义？结构因数表达式的推导结构因数决定于哪些量？试推导简单点阵、底心点阵、面心点阵和体心点阵的结构因子。四种基本点阵（简单、底心、面心和体心）的消光规律。决定粉末衍射强度的因素有哪些？对于同一个物质，不同的衍射峰相对强度如何确定？多晶体X射线衍射分析方法1.粉末法成像原理（倒易球、衍射圆锥）？2.X射线衍射仪的主要组成部分有哪些？德拜照相法原理简述单色器的工作原理物相分析定性分析的基本原理和判据是什么？什么是三强线法？K值法与直接比较法原理点阵常数的精确测定点阵参数精确测定的原理是什么？X射线法应力的测定三种应力及其与衍射谱的关系单轴应力的测试原理？微晶尺寸与晶

4、格畸变度的确定决定衍射峰宽度的因素有那些？什么是物理宽化，包含哪些方面？晶粒细化宽化与微观应力宽化的区别应用厄瓦尔德图解说明衍射峰的宽化谢乐公式是什么，应用谢乐公式时应注意哪些方面？a=b=c=5.705Aa=B=丫=90计算部分：(1)(a)从体心立方结构铁的(110)平面来的X-射线反射的布喇格角为22。，X-射线波长戶1.54A，试计算铁的立方晶胞边长；(b)从体心立方结构铁的(111)平面来的反射布喇格角是多少?(c)已知铁的原子量是558,试计算铁的密度.(2)CuKa辐射(九=0.154nm)照射Ag(f.c.c)样品,测得第一衍射峰位置20=38，试求Ag的点阵常数.(3)试用厄

5、瓦尔德图解来说明德拜衍射花样的形成.(4)同一粉末相上背射区线条与透射区线条比较起来其0较高还是较低相应的d较大还是较小既然多晶粉末的晶体取向是混乱的,为何有此必然的规律例2由粉末晶体测定CaS属于NaCl型结构，晶体密度d=2.58g/cm3,S原子量32.06,Ca原子量40.08试问：下列衍射指标那些是允许的？100,110,111,200,210,211,220,222计算晶胞参数.若098入求r=?。r=0.98As-2Ca+2解：(1)CaS晶体属NaCl型结构即立方面心在hkL衍射中，hkL为全奇或全偶时则|FhkL|最大.不产生消光，其他衍射指标为消光,因此111,200,22

6、0,222衍射指标允许。工nMiiNa30a34(40.08+32.06)6.023x1023x10-24x2.58a=5.705ACaS属NaCl型结构a二2r+2rca+2S_2r-0.98Aca+25.705A-2x0.98A+2rs2_2r=5.7052x0.98S=3.745Ar=1.8725As2在X-射线辐射中所观察到的最短波长是治1.23A，试问轰击靶的电子的动能应当是多少eV?立方晶体单胞的边长a=2.62A,已知X-射线波长A=1.54A,试求相当于下列平面反射的布喇格角.(100)，(110)，(111)，(200)，(210)和(211)一个铜靶发出的X-射线的波长仁1

7、.54A,已知铝具有fee结构，从铝的(111)面反射的布喇格角为19.2。，试计算铝(111)晶面族的面间距和铝的点阵常数；巳知铝的原子量是27.0,铝的密度是2.7Xl03kgm-3,试计算阿伏加德罗常数N。.用铜的Ka1辐射(九=1.5405A)对铝样品作X-射线背反射实验.实验表明，当铝样品的温度升高100C时，(422)环的布喇格角改变了0.3。.试计算铝的平均热膨胀系数.已知铝的点阵常数为4.041A.从铜的粉末样品得到的某X-射线反射的布喇格角在温度为20C时是47.75。，在1000C时是46.60。,试计算铜的线膨胀系数用连续X-射线沿简单立方晶体的100方向入射，用反射球法

8、作出波长范围在九=ai3到九=2a的衍射点面心立方铜的单胞尺寸为0.36nm,试计算能从(111)产生X-射线衍射的最长波长是多少?如果X-射线的波长为0.5nm,试问从什么平面可以发生衍射？18)已知X-射线一级布喇格反射的衍射束出现在0角为3。和9。处，X-射线的波长为0.lnm，试求相应的反射平面的面间距。用X=1.54A的X-射线束照射到Ta粉末样品上，得到的前几条谱线的布喇格角如下表：628.1对貯.15541.苛i47.7S9R1.1196.37681.52U计算面间距d；求出每条谱线的衍射指数；从每个d值计算点阵常数a；对某种金属元素,用钼的Ka辐射(九=0.709A)进行粉末照

9、相，观测到前六条谱线的0值分别为7.35。,7.82。，8.33。，10.7。，12.8。和13.9。，试求点阵类型和衍射线的指数.如果已知该物质的密度为L74x103kg-m-3,试计算其原于量.用铜的Ka辐射(九=1.542A)，对具有立方结构的某种物质进行粉末法实验.设衍射谱线相应的布喇格角是12.3。，14.1。，20.2。，24.0。，25.1。，29.3。，32.2。和33.1。.试确定这些谱线的指数并判断点阵类型是sc、bcc还是fcc?计算立方晶胞边长；(c)如果已知该物质的密度是8.31x103kgm-3,分子量是312，试求一个立方晶胞中的分子数.什么是布喇格反射？它和光学

10、中反射的概念有何不同?劳厄和布喇格处理X-射线衍射的方法有什么不同？为什么说劳厄条件和布喇格条件是完全等价的?当X-射线被电子散射时，光于有可能受到电子的康普顿散射，尽管这种散射的几率很小这种散射叠加在本章所讨论的散射(称为汤姆逊散射)之上.康普顿散射是非弹性散射，光子的一部分能量损失交给了电子，能量损失依赖于散射角，试问康普顿散射能否得到衍射花纹？为什么？NaCI和KC1粉末X射线衍射谱如上图所示。其衍射峰的强度如下:hklNaCl(a=5.64)KCl(a=6.293)1111312001001002205537311212221510请问：（1）为什么两物质晶面指数全偶的衍射强度比全奇的

11、强度强?（2）为什么晶面指数全奇时，NaCI比KCl在这个晶面上的衍射强度强呢?(200)(220)NaCI叩）(222)(311)!-一(331)(333)(420)(511)(400)(422)ii；.t304050607080902edegrees解NaCl结构的布喇菲点阵是fee,基元包含一个C1位于（000）,个Na+,位于（丄丄丄）。222把这样一个基元放置在fee点阵的阵点上，就得到NaCl结构这个由两个离子组成的基元的几何结构因子是s二工fe-i2兀G/i+yil2+z/3)=f+fe-沆q+l2+4)iCl-Na+i其中f，Clf分别代表Cl和Na+的形状因子.Na+现在把这样一个基元放在fee点阵的阵点上，用s代替fee结构因子中的f就得到NaCl结构立方惯用晶胞的结构因子Cl-Na+TOC o 1-5 h zS=f+fe加(li+l2+13)JrT1+e加(li+G+e加(l2+13)+e加(厶+“)GLci-Na+丄-il3=f+f(-1)(li+什)3|1+(-X+li)+()1+l()(1+) HYPERLINK l