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材料分析测试技术习题

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第一章 1.什么是连续X 射线谱?为什么存在短波限λ0? 答:对 X 射线管施加不同的电压,再用适当的方法去测量由 X 射线管发出的 X 射线的波长和强度,便会得到 X 射线强度与波长的关系曲线,称之为X 射线谱。在管电压很低,小于 20kv 时的曲线是连续的,称之为连续谱。 大量能量为eV 的自由电子与靶的原子整体碰撞时,由于到达靶的时间和条件不同,绝大多数电子要经过多次碰撞,于是产生一系列能量为hv 的光子序列,形成连续的 X 射线谱,按照量子理论观点,当能量为eV 的电子与靶的原子整体碰撞时,电子失去自己的能量,其中一部分以光子的形式辐射出去,在极限情况下,极少数的电子在一次碰撞中将全部的能量一次性转化为一个光量子,这个光量子具有最高的能量和最短的波长,即λ0。 2.什么是特征 X 射线?它产生的机理是什么?为什么存在激发电压 Vk? 答:当 X 射线管电压超过某个临界值时,在连续谱的某个波长处出现强度峰,峰窄而尖锐,这些谱线之改变强度,而峰位置所对应的波长不便,即波长只与靶的原子序数有关,与电压无关,因为这种强度峰的波长反映了物质的原子序数特征,故称为特征 X 射线,由特征 X 射线构成的 X 射线谱叫做 特征 X 射线谱。 它的产生是与阳 极靶物质的原子结 构紧 密 相 关当外 来 的高速 粒 子( 电子或 光子) 的动 能足 够 大时,可 以将壳 层 中的某个电子击 出, 或 击 到原子系统 之外 ,击 出原子内 部的电子形成逸 出电子,或 使 这个 电子填 补 到未 满 的高能级 上 。于是在原来 位置出现空 位,原子系统 处于激发态 ,高能级 的电子越 迁 到该 空 位处,同时将多余 的能量 e=hv=hc/λ释 放出来 ,变成光电子而成为德 特征 X 射线。 由于阴 极射来 的电子欲 击 出靶材 的原子内 层 电子,比 如k 层 电子,必 须 使 其动 能大于 k层 电子与原子核 的结 合 能 Ek 或k 层 的逸 出功Wk。即有 eVk=1/2mv2〉 -Ek=Wk,故存在阴极电子击 出靶材 原子 k 电子所需 要的临界激发电压 Vk。 3、 X 射线与物质有哪 些互 相 作 用? 答;X 射线的散 射:相 干 散 射,非 相 干 散 射 X 射线的吸 收 :二 次特征辐射( 当入 射X 射线的能量足 够 大时,会产生二 次荧 光辐射);光电效 应:这种以光子激发原子所产生的激发和辐射过程 ; 俄 歇 效 应:当...

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