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X射线衍射复习题

习 题 一
1．名词解释：
相干散射（汤姆逊散射）：散射波的波长和频率与入射波完全相同，新的散射波之间将可以发生相互干涉-----相干散射
不相干散射（康普顿散射）：散射辐射的波长λ₂应要比入射光束的波长λ₁长，波长的增量Δλ取决于散射角α，散射位相与入射波位相之间不存在固定关系，故这种散射是不相干的，称之为非相干散射。
荧光辐射：能量较高的光子和原子作用后，转变为较低能量的光子时所发生的辐射。
俄歇效应：原子发射的一个电子导致另一个或多个电子（俄歇电子）被发射出来而非辐射X射线（不能用光电效应解释），使原子、分子成为高阶离子的物理现象，是伴随一个电子能量降低的同时，另一个（或多个）电子能量增高的跃迁过程
吸收限：物质对电磁辐射的吸收随辐射频率的增大而增加至某一限度即骤然增大。
3．若X射线管的额定功率为1.5kW，在管电压为35kV时，容许的最大电流是多少？
4．讨论下列各组概念中二者之间的关系：
1）同一物质的吸收谱和发射谱；
答：λk吸收 〈λkβ发射〈λkα发射
2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。
答：λkβ发射（靶）〈λk吸收(滤波片)〈λkα发射（靶）。任何材料对X射线的吸收都有一个Kα线和Kβ线。如 Ni 的吸收限为0.14869 nm。也就是说它对0.14869nm波长及稍短波长的X射线有强烈的吸收。而对比0.14869稍长的X射线吸收很小。Cu靶X射线:Kα=0.15418nm   Kβ=0.13922nm。
5．为使Cu靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6，求滤波片的厚度。
7．欲用Mo靶X射线管激发Cu的荧光X射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？
答：欲使Cu样品产生荧光X射线辐射，
V =1240/λCu=1240/0.15418=8042，V =1240/λCu=1240/0.1392218=8907

激发出荧光辐射的波长是0.15418nm

8．X射线的本质是什么？
10．实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe为主要成分的样品，试选择合适的X射线管和合适的滤波片。

11．计算0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X射线振动频率和能量。

12．为使CuKα的强度衰减1/2，需要多厚的Ni滤波片？（Ni的密度为8.90）。

15．X射线实验室用防护铅屏，若其厚度为1mm，试计算其对CuKα、MoKα辐射的透射因子（I透射/I入射）各为多少？

习 题 二
1．名词解释：
晶面指数与晶向指数、晶带、干涉面
X射线散射：当X射线照射到试样上时，如果试样内部存在纳米尺度的电子密度不均匀区，则会在入射光束周围的小角度范围内（一般2=<6&ordm;）出现散射X射线、
衍射：当一束单色X射线入射到晶体时，由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成，这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有X射线衍射分析相同数量级，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关
反射：
3．下面是某立方晶系物质的几个晶面，试将它们的面间距从大到小按次序重新排列：（12），（100），（200），（11），（121），（111），（10），（220），（130），（030），（21），（110）。

4．证明（）、（）、（）晶面属于[111]晶带。

5．判别下列哪些晶面属于[11]晶带：（0），（1），（231），（211），（01），（13），（12），（12），（01），（212）。、
答：（0）（1）、（211）、（12）、（01）、（01）晶面属于[11]晶带，因为它们符合晶带定律：hu+kv+lw=0。答：（0）（1）、（211）、（12）、（01）、（01）晶面属于[11]晶带，因为它们符合晶带定律：hu+kv+lw=0。
8．试述布拉格公式2dHKLsinθ=λ中各参数的含义，以及该公式有哪些应用？

9．试述获取衍射花样的三种基本方法？ 它们的应用有何不同？

10．当X射线在原子例上发射时，相邻原子散射线在某个方向上的波程差若不为波长的整数倍，则此方向上必然不存在放射，为什么？

11．当波长为λ的X射线在晶体上发生衍射时，相邻两个（hkl）晶面衍射线的波程差是多少？相邻两个HKL干涉面的波程差又是多少？

12．“一束X射线照射一个原子列（一维晶体），只有镜面反射方向上才有可能产生衍射线”，此种说法是否正确？

习题三
1．名词解释：结构因子、多重因子、罗仑兹因子、系统消光
2．原子散射因数的物理意义是什么？某元素的原子散射因数与其原子序数有何关系？

4．洛伦兹因数是表示什么对衍射强度的影响？其表达式是综合了哪几个方面考虑而得出的？
答：洛伦兹因数是表示掠射角对衍射强度的影响。洛伦兹因数表达式是综合了样品中参与衍射的晶粒大小，晶粒的数目和衍射线位置对衍射强度的影响。

5．多重性因数的物理意义是什么？某立方系晶体，其{100}的多重性因数是多少？如该晶体转变成四方晶系，这个晶面族的多重性因数会发生什么变化？为什么？

6．多晶体衍射的积分强度表示什么？今有一张用CuKα摄得的钨（体心立方）的德拜图相，试计算出头4根线的相对积分强度（不计算A（θ）和e -2M，以最强线的强度为100）。头4根线的θ值如下：
线 条 θ
1 20.20
2 29.20
3 36.70
4 43.60
7．试述衍射强度公式中各参数的含义？
8．对于晶粒直径分别为100，75，50，25nm的粉末衍射图形，请计算由于晶粒细化引起的衍射线条宽化幅度B。（设θ=45°，λ=0.15nm）。
对于晶粒直径为25nm的粉末，试计算：θ=10°、45°、80°时的B值。

9．某斜方晶体晶胞含有两个同类原子，坐标位置分别为：（，，1）和（，， ），该晶体属何种布拉菲点阵？写出该晶体（100）、（110）、（211）、（221）等晶面反射线F2值。
10．说明原子散射因子、结构因子F、结构振幅各自的物理意义。
11．多重性因子、吸收因子及温度因子是如何引入多晶体衍射强度公式？衍射分析时如何获得它们的值？
12．金刚石晶体属面心立方点阵，每个晶胞含8个原子，坐标为：（0，0，0）、（，，0）、（，0，）、（0，，）、（，，）、（，，）、（，，）、（，，）原子散射因子a，求其系统消光规律（F2最简表达式），并据此说明结构消光的概念。
13．“衍射线在空间的方位仅取决于晶胞的形状与大小，而与晶胞中的原子位置无关；衍射线的强度则仅取决于晶胞中原子位置，而与晶胞形状及大小无关”，此种说法是否正确？
14．CuKα射线（λkα=0.154nm）照射Cu样品，已知Cu的点阵常数=0.361nm，试用布拉格方程求其（200）反射的θ角。

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