篇一：材料现代分析方法练习题及答案
材料现代分析方法
1在电镜中，电子束的波长主要取决于什么？
答：取决于电子运动的速度和质量
2什么是电磁透镜？电子在电磁透镜中如何运动？与光在光学系统中的运动有何不同？ 答：运用磁场对运动电荷有力的作用这一特点使使电子束聚焦的装置称为电磁透镜。 近轴圆锥螺旋运动。
不同点：光学系统中光是沿直线运动的，在电磁透镜中电子束作近轴圆锥螺旋运动。 3电磁透镜具有哪几种像差？是怎样产生的，是否可以消除？如何来消除和减少像差？ 答：有球差、像散、色差。
球差：是磁透镜中心区和边沿区对电子的折射能力不同引起的。
像散：像散是由于电磁透镜的周向磁场非旋转对称引起不同方向上的聚焦能力出现差别。
色差：色差是由入射电子的波长或能量的非单一性造成的。
球差可以消除，用小孔径成像时，可使其明显减小；像散只能减弱，可以通过引入一强度和方位都可以调节的矫正磁场来进行补偿；色差也只能减弱，稳定加速电压和透镜电流可减小色差。
4什么是电磁透镜的分辨本领？主要取决于什么？为什么电磁透镜要采用小孔径角成像？ 答：分辨本领是指成像物体（试样）上能分辨出来的两个物点间的最小距离；电磁透镜的分辨率主要由衍射效应和像差来决定；用小孔径成像原因是可以使球差明显减小。 5说明影响光学显微镜和电磁透镜分辨率的关键因素是什么？如何提高电磁透镜的分辨率？
答：关键因素是用来分析的光源的波长，对于光学显微镜光源是光束，对于电磁透镜是电子束；减小电磁透镜的电子光束的波长可提高分辨率。
6试比较光学显微镜成像和透射电子微镜成像的异同点，
答：相同点：都要用到光源，都需要装置使光源聚焦成像。
异同点：光学显微镜的光源是可见光，聚焦用的是玻璃透镜，而透射电子显微镜的分别是电子束和电磁透镜。光学显微镜分辨本领低，放大倍数小，景深小，焦长短，投射显微镜分辨本领高，放大倍数大，景深大，焦长长。
7为什么透射电镜的样品要求非常薄，而扫描电镜无此要求？
答：因为用透射电镜分析时，电子光束要透过样品在底片上形成衍射图案，样品过厚则无法得到衍射图案，对于扫描电镜，对样品无此要求是因为用扫描电镜时是通过分析电子束与固体样品作用时产生的信号来研究物质，所以对样品不要求非常薄。
8什么是衍射衬度？它与质厚衬度有什么区别？
答：衍射衬度主要是由于晶体试样满足布拉格反射条件程度差异以及结构振幅不同而形成电子图象反差。而质厚衬度是由于试样的质量和厚度不同，各部分对入射电子发生相互作用，产生的吸收与散射程度不同，而使得透射电子束的强度分布不同，形成反差。
9.何谓衬度？TEM能产生哪几种衬度像，是怎么产生的，都有何用途？
答：由于样品各部分结构的不同而导致透射到荧光屏强度的不均匀分布现象就称为衬度。TEM可产生相位衬度和振幅衬度。振幅衬度是由于入射电子通过试样时，与试样内原子发生相互作用而发生振幅的变化，引起反差。振幅衬度主要有质厚衬度和衍射衬度两种。由于试样的质量和厚度不同，各部分对入射电子发生相互作用，产生的吸收与散射程度不同，而使得透射电子束的强度分布不同，形成反差，称为质-厚衬度。衍射衬度主要是由于晶体试样满足布拉格反射条件程度差异以及结构振幅不同而形成电子图象反差。
10.画图说明衍衬成像原理，并说明什么是明场像，暗场像和中心暗场像。
只让中心透射束穿过物镜光栏形成的衍衬像称为明场像。
只让某一衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为暗场像。
入射电子束相对衍射晶面倾斜角，此时衍射斑将移到透镜的中心位置，该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬衬度像称为中心暗场成像。
11.制备薄膜样品的基本要求是什么？具体工艺如何？双喷减薄与离子减薄各适合于制备什么样品？
薄膜样品的制备必须满足以下要求：
? 薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同，制备过程中，这些组织结构不发生变化。 ? 薄膜样品厚度必须足够薄，只有能被电子束透过，才有可能进行观察和分析。 ? 薄膜样品应有一定强度和刚度，在制备，夹持和操作过程中，在一定的机械力作用
下不会引起变形或损坏。
? 在样品制备过程中不容许表面产生氧化和腐蚀。氧化和腐蚀会使样品的透明度下降，
并造成多种假象。
具体工艺为用电火花线切割法初减薄，通过手工研磨或化学腐蚀进行预减薄，用双喷电解抛光减薄和离子减薄法来最终减薄。
离子减薄方法可以适用于矿物、陶瓷、半导体及多相合金等电解抛光所不能减薄的样品。
双喷减薄可以适用于金属与部分合金。
12、设样品中有不同取向的两个相邻晶粒，在强度为I0的入射电子束照射下，A晶粒的（HKL）晶面与入射束间的夹角正好等于布拉格角，形成强度为IHKL的衍射束，其余晶面均不满足布拉格方程；而B晶粒的所有晶面均与衍射条件存在较大的偏差。试绘出明场，暗场，中心暗场像条件下衍射衬度的光路图，并分别求出明场像和暗场像条件下像平面上A晶粒和B晶粒对应区域的电子束强度？
答： 明场像：A晶粒为：IHKL B晶粒为：I0
暗场像：A晶粒为：IHKL B晶粒为：0
13、为什么衍射晶面和透射电子显微镜入射电子束之间的夹角不精确符合布拉格条件时仍能产生衍射？
答：由于薄膜样品厚度很小，其倒易点阵中各阵点已不再是几何点，而是沿样品厚度方向扩展延伸为杆状，即倒易杆，从而增加了与反射球相交的机会，结果使略为偏离布拉格条件的电子束也能发生衍射。
14、什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“俄歇效应”？
答：（1）当X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震动，受迫震动产生交变电磁场。其频率与入射线的频率相同，相为固定。在相同方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。
（2）当X射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可得到波长更长的X射线且散射位相与入射波位相之间不存在固定关系，称之为非相干散射。
（3）当一个原子内层的一个电子被电离后，处于激发态的电子将产生跃迁。多余的能量以无辐射的形式传给另一个电子，并将其激发出来的效应。
15、相对光学显微镜，透射电子显微镜、扫描电子显微镜各有哪些优点？
答：透射电子显微镜由于电子波长极短，同时与物质作用遵从布拉格（Bragg）方程，产生衍射现象，使得透射电镜自身在具有高的像分辨本领的同时兼有结构分析的功能。
扫描电镜既具有光学显微镜制样简易，又具有昂贵、复杂的透射电镜的众多功能和适用性。 它能弥补透射电镜样品制备要求很高的缺点。 景深大,图像富有立体感;。 放大倍数连续调节范围大。 分辨本领比较高(0.5-10nm)。可直接观察大块试样。 固体材料样品表面和界面分析。适合于观察比较粗糙的表面、材料断口和显微组织三维形态。可做综合分析, 宏观-微观形貌,微区成份-元素分析,宏观和微观取向分析。试样在加热,冷却和拉伸等条件下的显微结构动态观察
16、透射电镜主要由几大系统构成？ 各系统之间关系如何？
答：透射电镜由照明系统，成像系统，观察记录系统组成。照明系统提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度高、束斑小、束流稳定的照明源。成像系统将衍射花样或图像投影到荧光屏上。观察记录系统用于观察和分析。
17、简述镜筒的基本结构和各部分的作用。
答：镜筒一般为直立积木式结构，自上而下由电子枪，照明系统 ，样品室，成像系统和观察记录系统。电子枪将电子源发射的电子束流聚焦，照明系统提供照明源，样品室承载样品，成像系统将衍射花样或图像投影到荧光屏上。观察记录系统用于观察和分析。
18、聚光镜、物镜、中间镜和投影镜各自具有什么功能和特点？
答：聚光镜的作用是会聚电子枪发射出的电子束，调节照明强度、孔径角和束斑大小。用来获得第一幅高分辨率电子显微图像或电子衍射花样的透镜。电镜的分辨率主要取决于物镜。中间镜和投影镜的作用是将来自物镜的初级像逐级放大，最后成像于荧光屏上。其结构与物镜基本相似。中间镜是长焦距弱磁变倍率透镜，放大倍数可调节0—20倍。投影镜是短焦距强磁透镜，可进一步放大中间镜的像。投影镜内孔径较小，使电子束进入投影镜孔径角很小。
19消像散器的作用和原理是什么？
消像散器的作用就是用来消除像散的。其原理就利用外加的磁场把固有的椭圆形磁场校正成
接近旋转对称的磁场。机械式的消像散器式在电磁透镜的磁场周围放置几块位置可以调节的导磁体来吸引一部分磁场从而校正固有的椭圆形磁场。而电磁式的是通过电磁板间的吸引和排斥来校正椭圆形磁场的。
20透射电镜中有哪些主要光阑，在什么位置？其作用如何？
主要有三种光阑：
A聚光镜光阑。在双聚光镜系统中，该光阑装在第二聚光镜下方。作用：限制照明孔径角。 B物镜光阑。安装在物镜后焦面。作用:提高像衬度；减小孔径角，从而减小像差；进行暗场成像。
C选区光阑：放在物镜的像平面位置。作用：对样品进行微区衍射分析。
21选区衍射操作时，选区光阑和物镜光阑各有什么用处？
选区光阑：选取分析样品上的一个微小区域
物镜光阑：提高像衬度,减小孔径角，从而减小像差,进行暗场成像
22照明系统的作用是什么？它应满足什么要求？
作用：提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度高、束斑小、束流稳定的照明源。为满足明场和暗场成像需要，照明束可在20-30范围内倾斜
23成像系统的主要构成及其特点是什么?
成像系统主要由物镜、中间镜和投影镜及物镜光阑和选区光阑组成 物镜物镜物镜物镜：强激磁短焦距，放大倍数高，100~300倍 中间镜中间镜中间镜中间镜：弱激磁长焦距，放大倍数0~20倍，当放大倍数大于1，用来进一步放大物象，小于1用来缩小物象 投影镜投影镜投影镜投影镜：强激磁短焦距，激磁电流固定，景深焦长很大
24分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜（像平面和物平面）之间的相对位置关系，并画出光路图。
如果把中间镜的物平面和物镜的像平面重合，则在荧光屏上得到一幅放大像，这是成像操作。 如果把中间镜的物平面和物镜的背焦面重合，则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样，这是电子衍射操作
篇二：材料现代分析方法复习题
材料分析方法习题
一、选择题
1. 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. Kα；B. Kβ；C. Kγ；D. Lα。
2. 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。
3. 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λ0；B. 激发限λk；C. 吸收限；D. 特征X射线
4.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 ）
A. 光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C）
5.最常用的X射线衍射方法是（ B ）。
A. 劳厄法；B. 粉末法；C. 周转晶体法；D. 德拜法。
6.射线衍射方法中，试样为单晶体的是（D ）
A、劳埃法 B、周转晶体法 C、平面底片照相法 D、 A和B
7.晶体属于立方晶系，一晶面截x轴于a/2、y轴于b/3、z轴于c/4，则该晶面的指标为（ B）
A、(364) B、(234) C、(213) D、(468)
8.立方晶系中，指数相同的晶面和晶向（B ）
A、相互平行 B、相互垂直 C、成一定角度范围 D、无必然联系
9.晶面指数（111）与晶向指数（111）的关系是（ C ）。
A. 垂直； B. 平行； C. 不一定。
10.在正方晶系中，晶面指数{100}包括几个晶面（ B ）。
A. 6； B. 4； C. 2 D. 1；。
11.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；D.其它
12、对于简单点阵结构的晶体，系统消光的条件是（ A ）
A、不存在系统消光 B、h+k为奇数 C、h+k+l为奇数 D、h、k、l为异性数
13、立方晶系{100}晶面的多重性因子为（ D ）
A、2 B、3 C、4 D、6
14、洛伦兹因子中，第一几何因子反映的是（ A ）
A、晶粒大小对衍射强度的影响 B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响
C、衍射线位置对衍射强度的影响 D、试样形状对衍射强度的影响
15、洛伦兹因子中，第二几何因子反映的是（ B ）
A、晶粒大小对衍射强度的影响 B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响
C、衍射线位置对衍射强度的影响 D、试样形状对衍射强度的影响
16、洛伦兹因子中，第三几何因子反映的是（ C ）
A、晶粒大小对衍射强度的影响 B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响
C、衍射线位置对衍射强度的影响 D、试样形状对衍射强度的影响
17、对于底心斜方晶体，产生系统消光的晶面有（ C ）
A、112 B、113 C、101 D、111
18、对于面心立方晶体，产生系统消光的晶面有（ C ）
A、200 B、220 C、112 D、111
19、热振动对x-ray衍射的影响中不正确的是（E ）
A、温度升高引起晶胞膨胀 B、使衍射线强度减小 C、产生热漫散射 D、改变布拉格角 E、热振动在高衍射角所降低的衍射强度较低角下小
20、衍射仪的测角仪在工作时，如试样表面转到与入射线成30度角时，计数管与入射线成多少度角?（B）
A. 30度； B. 60度； C. 90度。
21、不利于提高德拜相机的分辨率的是（ D ）。
A. 采用大的相机半径； B. 采用X射线较长的波长； C. 选用大的衍射角；D.选用面间距较大的衍射面。
22、德拜法中有利于提高测量精度的底片安装方法是（ C ）
A、正装法 B、反装法 C、偏装法 D、以上均可
23、样品台和测角仪机械连动时，计数器与试样的转速关系是（ B ）
A、1﹕1 B、2﹕1 C、1﹕2 D、没有确定比例
24、关于相机分辨率的影响因素叙述错误的是（ C ）
A、相机半径越大，分辨率越高 B、θ角越大，分辨率越高
C、X射线波长越小，分辨率越高 D、晶面间距越大，分辨率越低
25、粉末照相法所用的试样形状为（ C ）
A、块状 B、分散 C、圆柱形 D、任意形状
26、低角的弧线接近中心孔，高角线靠近端部的底片安装方法为（ A ）
A、正装法 B、反装法 C、偏装法 D、任意安装都可
27、以气体电离为基础制造的计数器是（ D）
A、正比计数器 B、盖革计数器 C、闪烁计数器 D、A和B
28、利用X射线激发某种物质会产生可见的荧光，而且荧光的多少与X射线强度成正比的特性而制造的计数器为（ C ）
A、正比计数器 B、盖革计数器 C、闪烁计数器 D、锂漂移硅检测器
29、测定钢中的奥氏体含量，若采用定量X射线物相分析，常用方法是（ C ）。
A. 外标法；B. 内标法；C. 直接比较法；D. K值法。
30、X射线物相定性分析时，若已知材料的物相可以查（ C ）进行核对。
A. 哈氏无机数值索引；B. 芬克无机数值索引；C.戴维无机字母索引；D. A或B。
31、PDF卡片中，数据最可靠的用（ B ）表示
A、i B、★ C、○ D、C
32、PDF卡片中，数据可靠程度最低的用（ C ）表示
A、i B、★ C、○ D、C
33、将所需物相的纯物质另外单独标定，然后与多项混合物中待测相的相应衍射线强度相比较而进行的定量分析方法称为（ A ）
A、外标法 B、内标法 C、直接比较法 D、K值法
34、在待测试样中掺入一定含量的标准物质，把试样中待测相的某根衍射线条强度与掺入试样中含量已知的标准物质的某根衍射线条相比较，从而获得待测相含量的定量分析方法称为（ B ）
A、外标法 B、内标法 C、直接比较法 D、K值法
35、 透射电子显微镜中可以消除的像差是（ B ）。
A．球差 ；B. 像散 ；C. 色差。
36、由于电磁透镜中心区域和边缘区域对电子折射能力不同而造成的像差称为（ A ）
A、球差 B、像散 C、色差 D、背散
37、由于透镜磁场非旋转对称而引起的像差称为（ B ）
A、球差 B、像散 C、色差 D、背散
38、由于入射电子波长的非单一性造成的像差称为（ C ）
A、球差 B、像散 C、色差 D、背散
39、制造出世界上第一台透射电子显微镜的是（ B ）
A、德布罗意 B、鲁斯卡 C、德拜 D、布拉格
40、透射电镜中电子枪的作用是（ A ）
A、电子源 B、会聚电子束 C、形成第一副高分辨率电子显微图像 D、进一步放大物镜像
41、透射电镜中聚光镜的作用是（ B ）
A、电子源 B、会聚电子束 C、形成第一副高分辨率电子显微图像 D、进一步放大物镜像
42、透射电镜中物镜的作用是（ C ）
A、电子源 B、会聚电子束 C、形成第一副高分辨率电子显微图像 D、进一步放大物镜像
43、透射电镜中电中间镜的作用是（ D ）
A、电子源 B、会聚电子束 C、形成第一副高分辨率电子显微图像 D、进一步放大物镜像
44、能提高透射电镜成像衬度的光阑是（B ）
A、第二聚光镜光阑 B、物镜光阑 C、选区光阑 D、索拉光阑
45、物镜光阑安放在（ C ）
A、物镜的物平面 B、物镜的像平面 C、物镜的背焦面 D、物镜的前焦面
46、选区光阑在TEM镜筒中的位置是（ B ）
A、物镜的物平面 B、物镜的像平面 C、物镜的背焦面 D、物镜的前焦面
47、电子衍射成像时是将（ A ）
A、中间镜的物平面与与物镜的背焦面重合 B、中间镜的物平面与与物镜的像平面重合 C、关闭中间镜 D、关闭物镜
48、透射电镜成形貌像时是将（ B ）
A、中间镜的物平面与与物镜的背焦面重合 B、中间镜的物平面与与物镜的像平面重合 C、关闭中间镜 D、关闭物镜
49、为了减小物镜的球差，往往在物镜的背焦面上安放一个（ B ）
A、第二聚光镜光阑 B、物镜光阑 C、选区光阑 D、索拉光阑
50、若H-800电镜的最高分辨率是0.5nm，那么这台电镜的有效放大倍数是（ C ）。
A. 1000；B. 10000；C. 40000；D.600000。
51、单晶体电子衍射花样是（ A ）。
A. 规则的平行四边形斑点；B. 同心圆环；C. 晕环；D.不规则斑点。
52、 薄片状晶体的倒易点形状是（ C ）。
A. 尺寸很小的倒易点；B. 尺寸很大的球；C. 有一定长度的倒易杆；D. 倒易圆盘。
53、 当偏离矢量S<0时，倒易点是在厄瓦尔德球的（ A ）。
A. 球面外；B. 球面上；C. 球面内；D. B+C。
54、 能帮助消除180o不唯一性的复杂衍射花样是（ A ）。
A. 高阶劳厄斑；B. 超结构斑点；C. 二次衍射斑；D. 孪晶斑点。
55、 菊池线可以帮助（ D ）。
A. 估计样品的厚度；B. 确定180o不唯一性；C. 鉴别有序固溶体；D. 精确测定晶体取向。
56、 如果单晶体衍射花样是正六边形，那么晶体结构是（ D ）。
A. 六方结构；B. 立方结构；C. 四方结构；D. A或B。
57、有一倒易矢量为g?2a2bc，与它对应的正空间晶面是（ C ）。
A. （210）；B. （220）；C. （221）；D. （110）；。
58、将某一衍射斑点移到荧光屏中心并用物镜光栏套住该衍射斑点成像，这是（ C ）。
A. 明场像；B. 暗场像；C. 中心暗场像；D.弱束暗场像。
59、 当t=5s/2时，衍射强度为（ D ）。
A.Ig=0；B. Ig<0；C. Ig>0；D. Ig=Imax。
60、 已知一位错线在选择操作反射g1=（110）和g2=（111）时，位错不可见，那么它的布氏矢量是（ B ）。
A. b=（0 -1 0）；B. b=（1 -1 0）；C. b=（0 -1 1）；D. b=（0 1 0）。
61、 当第二相粒子与基体呈共格关系时，此时的成像衬度是（ C ）。
A. 质厚衬度；B. 衍衬衬度；C. 应变场衬度；D. 相位衬度。
62、当第二相粒子与基体呈共格关系时，此时所看到的粒子大小（ B ）。
A. 小于真实粒子大小；B. 是应变场大小；C. 与真实粒子一样大小；D. 远远大于真实粒子。
63、中心暗场像的成像操作方法是（ C ）。
A．以物镜光栏套住透射斑；B．以物镜光栏套住衍射斑；C．将衍射斑移至中心并以物镜光栏套住透射斑。
64、扫描电子显微镜配备的成分分析附件中最常见的仪器是（ B ）。
A. 波谱仪；B. 能谱仪；C. 俄歇电子谱仪；D. 特征电子能量损失谱。
65、波谱仪与能谱仪相比，能谱仪最大的优点是（ A ）。
A. 快速高效；B. 精度高；C. 没有机械传动部件；D. 价格便宜。
66、要分析基体中碳含量，一般应选用（A）电子探针仪，
A. 波谱仪型 B、能谱仪型
二、名词解释
1、系统消光：因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上衍射线消失的现象。
2、结构因子：定量表征原子排布以及原子种类对衍射强度影响规律的参数。
3.Hanawalt索引——数字索引的一种，每种物质的所有衍射峰之中，必然有三个峰的强度最大(而非面网间距最大)。 把这三个强度最大的峰，按一定的规律排序，就构成了Hanawalt排序和索引方法。排序时，考虑到影响强度的因素比较复杂，为了减少因强度测量的差异而带来的查找困难，索引中将每种物质列出三次。数据检索时，按实际衍射图谱中的3强峰进行数据检索，即可找到对应的衍射卡片。
4.直接比较法——将试样中待测相某跟衍射线的强度与另一相的某根衍射线强度相比较的定量金相分析方法。
5、球差：即球面像差，是由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折射能力不同造成的。轴上物点发出的光束，经电子光学系统以后，与光轴成不同角度的光线交光轴于不同位置，因此，在像面上形成一个圆形弥散斑，这就是球差。
6、像散：由透镜磁场的非旋转对称引起的像差。
7、色差：由于电子的波长或能量非单一性所引起的像差，它与多色光相似，所以叫做色差。
8、景深：透镜物平面允许的轴向偏差。
9、焦长：透镜像平面允许的轴向偏差。
10、Ariy斑：物体上的物点通过透镜成像时，由于衍射效应，在像平面上得到的并不是一个点，而是一个中心最亮、周围带有明暗相间同心圆环的圆斑，即所谓Airy斑。
1
12、点分辨率与晶格分辨率——点分辨率是电镜能够分辨的两个物点间的最小间距；晶格分辨率是能够分辨的具有最小面间距的晶格像的晶面间距。
13、选区衍射——为了分析样品上的一个微小区域，在样品上放一个选区光阑，使电子束只能通过光阑孔限定的微区，对这个微区进行衍射分析。
14、有效放大倍数—把显微镜最大分辨率放大到人眼的分辨本领（0.2mm），让人眼能分辨的放大倍数，即眼睛分辨率/显微镜分辨率。
15、质厚衬度——由于试样的质量和厚度不同，各部分对入射电子发生相互作用，产生的吸收与散射程度不同，而使得透射电子束的强度分布不同，形成反差，称为质-厚衬度。
16、偏离矢量s：倒易杆中心至与爱瓦尔德球面交截点的距离可用矢量s表示，s就是偏离矢量。
17、晶带定律：凡是属于[uvw]晶带的晶面，它的晶面指数(hkl)都必须符合hu+kv+lw=0，通常把这种关系式称为晶带定律。
18、相机常数：定义 K=Lλ，称相机常数，其中L为镜筒长度，λ为电子波长。1、明场像：让透射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到图像衬度的方法，叫明场成像，所得到的像叫明场像。
19、暗场像：用物镜光阑挡住透射束及其余衍射束，而只让一束强衍射束通过光阑参与成像的方法，称为暗场成像，所得图象为暗场像。
20、中心暗场像：用物镜光阑挡住透射束及其余衍射束，而只让一束强衍射束通过光阑参与成像的方法，称为暗场成像，所得图象为暗场像。如果物镜光阑处于光轴位置，所得图象为中心暗场像。
21、消光距离ξg：晶体内透射波与衍射波动力学相互作用，使其强度在晶体深度方向上发生周期性振荡，振荡的深度周期叫消光距离。
22、衍射衬度：入射电子束和薄晶体样品之间相互作用后，样品内不同部位组织的成像电子束在像平面上存在强度差别的反映。
衍射衬度主要是由于晶体试样满足布拉格反射条件程度差异以及结构振幅不同而形成电子图象反差。
23、背散射电子：入射电子被样品原子散射回来的部分；它包括弹性散射和非弹性散射部分；背散射电子的作用深度大，产额大小取决于样品原子种类和样品形状。
24、吸收电子：入射电子进入样品后，经多次非弹性散射，能量损失殆尽（假定样品有足够厚度，没有透射电子产生），最后被样品吸收。吸收电流像可以反映原子序数衬度，同样也可以用来进行定性的微区成分分析。
25、特征X射线：原子的内层电子受到激发以后，在能级跃迁过程中直接释放的具有特征能量和波长的一种电磁波辐射。利用特征X射线可以进行成分分析。
26、二次电子：二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子。二次电子来自表面50-100 ?的区域，能量为0-50 eV。它对试样表面状态非常敏感，能有效地显示试样表面的微观形貌。
27、俄歇电子：如果原子内层电子能级跃迁过程中释放出来的能量不以X射线的形式释放，而是用该能量将核外另一电子打出，脱离原子变为二次电子，这种二次电子叫做俄歇电子。 俄歇电子信号适用于表层化学成分分析。
28、波谱仪：电子探针的信号检测系统是X射线谱仪，用来测定X射线特征波长的谱仪叫做波长分散谱仪。
29、能谱仪：电子探针的信号检测系统是X射线谱仪，用来测定X射线特征能量的谱仪叫做能量分散谱仪。
三、简答题
1. 什么叫“相干散射”、“短波限”？
答：相干散射，物质中的电子在X射线电场的作用下，产生强迫振动。这样每个电子在各方向产生与入射X射线同频率的电磁波。新的散射波之间发生的干涉现象称为相干散射。
短波限，连续X射线谱在短波方向有一个波长极限，称为短波限λ0.它是由光子一次碰撞就耗尽能量所产生的X射线。
2. 特征x射线谱的产生机理。
答：高速运动的粒子（电子或光子）将靶材原子核外电子击出去，或击到原子系统外，或填到未满的高能级上，原子的系统能量升高，处于激发态。为趋于稳定，原子系统自发向低能态转化：较高能级上的电子向低能级上的空位跃迁，这一降低的能量以一个光子的形式辐射出来变成光子能量，且这降低能量为固定值（因原子序数固定），因而λ固定，所以辐射出特征X射线谱。
3．布拉格方程 2dsinθ=λ中的d、θ、λ分别表示什么？布拉格方程式有何用途？ 答：dHKL表示HKL晶面的面网间距，θ角表示掠过角或布拉格角，即入射X射线或衍射线与面网间的夹角，λ表示入射X射线的波长。该公式有二个方面用途：（1）已知晶体的d值。通过测量θ，求特征X射线的λ，并通过λ判断产生特征X射线的元素。这主要应用于X射
篇三：材料现代分析方法(复习题及答案)
1、埃利斑由于光的波动性，光通过小孔发生衍射，明暗相间的条纹衍射的图样，条纹间距随小孔尺寸的变大，衍射的图样的中心有最大的亮斑，称为埃利斑。
2、 差热分析 是在程序的控制条件下，测量在升温、降温或恒温过程中样品和参比物之间的温差。
3、 差示扫描量热法（DSC） 是在程序控制条件下，直接测量样品在升温、降温或恒温过程中所吸收的或放出的热量。
4、 倒易点阵 是由晶体点阵按照一定的对应关系建立的空间点阵，此对应关系可称为倒易变换。
5、 干涉指数 在（hkl）晶面组（其晶面间距记为dhkl）同一空间方位，设若有晶面间距为dhkl/n（n为任意整数）的晶面组（nh，nk，nl）即（H,K,L）记为干涉指数。
6、 干涉面 简化布拉格方程所引入的反射面（不需加工且要参与计算的面）。
7、景深 当像平面固定时（像距不变）能在像清晰地范围内，允许物体平面沿透镜轴移动的最大距离。
8、 焦长 固定样品的条件下，像平面沿透镜主轴移动时能保持物象清晰的距离范围。
9、 晶带 晶体中，与某一晶向【uvw】平行的所有（HKL）晶面属于同一晶带，称为晶带
10、α 射线若K层产生空位，其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射，其中有L层电子跃迁产生的K系特征辐射称为Ka.
11、 数值孔径子午光线能进入或离开纤芯（光学系统或挂光学器件）的最大圆锥的半顶角之余弦，乘以圆锥顶所在介质的折射率。
12、 透镜分辨率用物理学方法(如光学仪器)能分清两个密切相邻物体的程度
13 衍射衬度 由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度成为衍射衬度。
14α 射线若K层产生空位，其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射，其中有L层电子跃迁产生的K系特征辐射称为Ka.
15质厚衬度 由于样品不同区间存在原子序数或厚度的差异而形成的非晶体样品投射电子显微图像衬度，即质量衬度，简称质厚衬度。
16 质谱 是离子数量（强度）对质荷比的分布，以质谱图或质谱表的形式的表达。
一、 判断题
1）、埃利斑半径与照明光源波长成反比，与透镜数值孔径成正比。（×）
14）、产生特征x射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发态。（√）
5）、倒易点阵中的一个点代表的是正点阵中的—组晶面。（√）
11）、电子衍射只适于材料表层或或薄膜样品的结构分析。（√）
17）、电子衍射和x射线衍射一样必须严格符合布拉格方程。（×）
12）、凡物质受热时发生质量变化的物理或化学变化过程，均可用热重法分析、研究。（√）
13）、激发电位较低的谱线都比较强，激发电位高的谱线都比较弱。（√）
2）孔径角与物镜的有效直径成正比，与焦点的距离成反比。（√）
3）、NA值越大，照明光线波长越长．分辨率就越高。（×）
9）、能提高透射电镜成像衬度的可动光阑是第二聚光镜光阑。（√）
6）、透射电子显微镜的分辨率主要受 衍射效应 和 像差 两因素影响。（√）
10）、透射电子显微镜中可以消除的像差是球差。（×）
8）、已知x光管是铜靶,应选择的滤波片材料是钴。（×）
15）、x射线物相定性分析可知被测材料中有哪些物相，而定量分析可知这些物相的含量有什么成分。（×）
4）、有效放大倍数与仪器可以达到的放大倍数不同，前者取决于仪器分辨率和人眼分辨率，而后者仅仅是仪器的制造水平。（√）
7）、影响点阵常数精度的关键因素是sinθ，当θ角位于低角度时，若存在一Δθ的测量误差，对应的Δsinθ的误差范围很小。（×）
16）、有效放大倍数与仪器可以达到的放大倍数不同，前者取决于仪器分辨率和人眼分辨率，而后者仅仅是仪器的
制造水平。（√）
二、 填空题
6）按入射电子能量的大小，电子衍射可分为（高能电子衍射）、（低能电子衍射）及（反射式高能电子衍射）。
18）阿贝成像原理可以简单地描述为两次（干涉）：平行光束受到有周期性特征物体的衍射作用形成（衍射波），各级衍射波通过（物镜）重新在像平面上形成反映物的特征的像。
12）按照出射信号的不同，成分分析手段可以分为两类：x光谱和电子能谱），出射信号分别是（x射线，电子）。
11）表面形貌分析技术经历了（光学显微分析）、（透射电镜分析）、（扫描探针显微镜分析）的发展过程。 4材料性能主要决定于其（化学成分）、（物相组成）、（微观组织）。
7）常用的热分析法有（差热分析法）、（差热扫描量热法）、（热重法）及动态热机械法和热机械分析法。
13）电子能谱包括（光电子能谱 ）（ 俄歇电子能谱）（电子能量损失能谱），（离子中和谱）。
17）光谱分析方法包括各种（吸收光谱分析）和（发射光谱分析）以及（ 散射光谱分析 ）
9）光谱分析仪器主要由（光源）、（ 光谱仪）及（检测器）。
22）材料分析的三个基本方面：（成分分析）、（结构分析）和（形貌分析）。
23）光学透镜的像差包括（球差）、（色差）及（像散）。
1 光学光学系统包括（目镜）、（物镜）、光源及（聚光器）。
14）获取衍射花样的三种基本方法是（劳埃法）（周转晶体法）（粉末法）
20）利用电磁线圈激磁的电磁透镜，通过调节（磁电流）可以很方便地调节（磁场强度），从而调节（透镜焦距和放大倍数）。
5）德拜相机底片安装方法包括（正装法）、（ 反装法）、（偏装法）。
16）入射X射线可使样品产生（相干散射）和（非相干散射）。（相干散射）是X射线衍射分析方法的技术基础。
21）热电偶实际上是一种（测温元件），它将热能转换为（热电流），利用所产生的（热电势）测量温度。
2）通常有三种抛光的方法，即（机械抛光）、（电解抛光）、（化学抛光）。
3通常透射电镜由（成像系统）、电源系统、（记录系统 ）、循环冷却系统和（真空系统）组成
15）依据差热分析曲线特征，可定性分析物质的（物理或化学）变化过程，还可依据峰面积半定量的测定反应热）。
19）衍射波的两个基本特征—衍射线在空间分布的（方位）和（强度），与晶体内原子（分布规律）密切相关。
8）质谱分析可用于测定化合物的（相对分子质量），推测（分子式）和（结构式）。
10）主要的物相分析手段有三种：（ X射线衍射）、（电子衍射）、（种子衍射）
三、 简答题
1）说明倒易点阵与正空间点阵的关系。
1.正点阵晶面族（hkl）可以用倒易矢量（uvw）来唯一地表征
2.倒易点阵完全保留了正空间点阵的周期性信息
3.正空间点阵中的一个晶带的特点可以用一个过倒易点阵原点且垂直于该晶带
轴的倒易矢量来唯一表征
2）试述获取衍射花样的三种基本方法及其用途？
获取衍射花样的三种基本方法是劳埃法、旋转晶体法和粉末法。
劳埃法主要用于分析晶体的对称性和进行晶体定向；
旋转晶体法主要用于研究晶体结构；粉末法主要用于物相分析
3）光学显微镜的成像原理是什么，从成像原理看，如何才能获得清晰的物像？
（一）折射和衍射 光线通过不同密度介质的透明物体时，则发生折射现象，这是由于光
在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体(如玻
璃)时，光线在其介面改变了方向，并和法线构成折射角。
（二）凸透镜成像原理，显微镜有两组镜头，物镜成倒立放大的实像，目镜则将物镜成的像
再次成像，只不过成的是放大的虚像，因此经过两次成像后，显微镜下看到的物象是倒立放大的虚像。
由于透镜常产生像差：球差，像场弯曲，像散，色差
（1）选择更短的波长
（2）为提高数值孔径, 用折射率很高的材料
（3）采用功能性的目镜 如惠更斯目镜
4）实验中选择阳极靶和滤波片原则是什么？已知一个以Cu为主要成 分的样品，试选择合适的阳极靶和滤波片？sn ni
选靶原则：靶材产生的特征X射线尽可能少地激发样品的荧光辐射，以降低衍射花样背底，使图像清晰。
滤波片原则：选择材料，使其K吸收限（波长K滤）处于入射的Ka射线与Kb射线波长之间，则Kb射线因激发滤片的荧光辐射而被滤片吸收。滤片原子序数与Z靶满足下述条件时，波长Kb小于波长K滤小于波长Ka靶；当Z靶小于40时，Z滤=Z靶-1：当Z靶大于40时，Z滤=Z靶-2
5）简述电子衍射和X射线衍射共同点和不同点。
相同点：1、电子衍射的原理和X射线衍射相似，是以满足（或基本满足）布拉格方程作为产生衍射的必要条件。
2、两种衍射技术得到的衍射花样在几何特征上也大致相似：多晶体的电子衍射花样是一系列不同半径的同心圆环，单晶衍射花样由排列得十分整齐的许多斑点所组成，而非晶体物质的衍射花样只有一个漫散的中心斑点
不同点：1、电子波的波长比X射线短得多，在同样满足布拉格条件时，它的衍射角θ很小，约为10-2rad。而X射线产生衍射时，其衍射角最大可接近90。
2、在进行电子衍射操作时采用薄晶样品，薄样品的倒易阵点会沿着样品厚度方向延伸成杆状，因此，增加了倒易阵点和爱瓦尔德球相交截的机会，结果使略为偏离布格条件的电子束也能发生衍射。
3、因为电子波的波长短，采用爱瓦德球图解时，反射球的半径很大，在衍射角θ较小的范围内反射球的球面可以近似地看成是一个平面，从而也可以认为电子衍射产生的衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面内。这个结果使晶体产生的衍射花样能比较直观地反映晶体内各
4、原子对电子的散射能力远高于它对X射线的散射能力（约高出四个数量级），故电子衍射束的强度较大，摄取衍射花样时曝光时间仅需数秒钟。
5、电子衍射适合对表层或薄膜样品的分析。
6）推导布拉格方程，并说明布拉格方程式有何用途？
设一束平行射线波长以θ角照射到晶体中晶面指数（hkl）的各原子面上，各原子面产生反射，任意相邻面（A1,A2）反射光程差 ，干涉面一直加强的条件 ，即
用途：（1）已知晶体的d值。通过测量θ，求特征X射线的λ，并通过λ判断产生特征X射线的元素。这主要应用于X射线荧光光谱仪和电子探针中。
（2）已知入射X射线的波长， 通过测量θ，求晶面间距。并通过晶面间距，测定晶体结构或进行物相分析。
8）透射电镜中有哪些主要光阑? 分别安装在什么位置? 其作用如何?
主要有三种光阑： ①聚光镜光阑。在双聚光镜系统中, 该光阑装在第二聚光镜下方。作用: 限制照明孔径角。
②物镜光阑。安装在物镜后焦面。作用:提高像衬度；减小孔径角，从而减小像
差；进行暗场成像。
③选区光阑: 放在物镜的像平面位置。作用:对样品进行微区衍射分析。
10）磁透镜的像差是怎样产生的? 如何来消除和减少像差?
球差是磁透镜中心区和边沿区对电子的折射能力不同引起的. 增大透镜的激磁电流可减小球差。
像散是由于电磁透镜的周向磁场不非旋转对称引起的.可以通过引入一强度和方位都可以调节的矫正磁场来进行补偿。
色差是电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的. 稳定加速电压和透镜电流可减小色差。
14）什么是双光束衍射？电子衍衬分析时，为什么要求在近似双光束条件下进行？
双光束衍射:倾转样品，使晶体中只有一个晶面满足Bragg条件，从而产生衍射，其它晶面均远离Bragg位置，衍射花样中几乎只存在大的透射斑点和一个强衍射斑点。
原因：在近似双光束条件下，产生强衍射，有利于对样品的分析
15）简要说明多晶（纳米晶体）、单晶及非晶衍射花样的特征
多晶体的电子衍射花样是一系列不同半径的同心圆环。多晶取向完全混乱，可看作是一个单晶体围绕一点在三维空间内旋转，故其倒易点是以倒易原点为圆心，（hkl）晶面间距的倒数为半径的倒易球，与反射球相截为一个圆。所有能产生衍射的半点都扩展为一个圆环，故为一系列同心圆环。
单晶体的电子衍射花样由排列的十分整齐的许多斑点组成。倒易原点附近的球面可近似看作是一个平面，故与反射球相截的是而为倒易平面，在这平面上的倒易点阵都坐落在反射球面上，相应的晶面都满足Bragg方程，因此，单电子的衍射谱是而为倒易点阵的投影，也就是某一特征平行四边形平移的花样。
非晶态物质的电子衍射花样只有一个漫散的中心斑点。非晶没有整齐的晶格结构。