答案 复习提要

1、绪论1、材料分析方法有哪些？主要分几类？2、显微镜的发展经过了哪几代？第二章1、光学显微镜的分辨率与哪些因素有关？波长和数值孔径2、显微镜的有效放大倍数如何确定？ 有效放大倍数，就是人眼能够分辨的“人眼分辨率” eye与物镜的分辨率间的比值。 人眼分辨率eye一般在0.150.30mm之间，若分别用eye=0.15mm和eye=0.30mm，550nm，代入上式 有效放大倍数M满足3、试述显微镜物镜数值孔径的重要性。 数值孔径表征物镜的聚光能力，是物镜的重要性质之一。通常用N.A.表示。 显微镜的分辨率，显微镜的景深Df，有效放大倍数M和都与数值孔径有着密切关系。 = 0.61 / N.A.

2、可见，数值孔径大，分辨率高，景深小，有效放大倍数高。 4、金相试样的制备有哪几步？ 第三章1、扫描电镜的成像原理与透射电镜有何不同? P162、扫描电镜相对于光学显微镜有哪些优点？ （作业）3、电子束入射固体样品表面会激发哪些信号? 它们有哪些特点和用途?答：主要有六种： （P18）1)背散射电子:能量高；来自样品表面几百nm深度范围；其产额随原子序数增大而增多.用作形貌分析、成分分析以及结构分析。2)二次电子:能量较低；来自表层510nm深度范围；对样品表面化状态十分敏感。不能进行成分分析.主要用于分析样品表面形貌。3)吸收电子:其衬度恰好和SE或BE信号调制图像衬度相反;与背散射电子的衬度

3、互补。吸收电子能产生原子序数衬度，即可用来进行定性的微区成分分析.4)透射电子：透射电子信号由微区的厚度、成分和晶体结构决定.可进行微区成分分析。5)特征X射线: 用特征值进行成分分析，来自样品较深的区域 6)俄歇电子:各元素的俄歇电子能量值很低；来自样品表面12nm范围。它适合做表面分析。4、二次电子像和背散射电子像在显示表面形貌衬度时有何相同与不同之处? (作业)5、二次电子像景深很大，样品凹坑底部都能清楚地显示出来，从而使图像的立体感很强，其原因何在?答：二次电子像立体感很强这是因为1）凸出的尖棱，小粒子以及比较陡的斜面处SE产额较多，在荧光屏上这部分的亮度较大。2）平面上的SE产额较小

4、，亮度较低。3）在深的凹槽底部尽管能产生较多二次电子，使其不易被控制到，因此相应衬度也较暗。二次电子在正栅极作用下能以曲线轨迹进入检测器。6、扫描电镜的分辨率受哪些因素影响? 用不同的信号成像时，其分辨率有何不同? 所谓扫描电镜的分辨率是指用何种信号成像时的分辨率? （作业）第四章1、扫描隧道显微镜的工作原理是什么？什么是量子隧道效应？2、扫描隧道显微镜主要常用的有哪几种扫描模式？各有什么特点？3、仪器中加在针尖与样品间的偏压是起什么作用的？4、实验中隧道电流设定的大小意味着什么？5、接触式原子力显微镜有那两种操作模式？各有什么特点？第五章物相分析的含义和手段？第六章1、 会画晶面、晶向，会计

5、算立方晶体的晶面间距，及排序。2、正点阵和倒点阵之间的关系。 P48（1）g*矢量的长度等于其对应晶面间距的倒数 g* hkl =1/dhkl （2）g*的方向与晶面相垂直，g* /N(晶面法线)即：一个倒易矢量 g*的方向与大小表达了（HKL）在正点阵中的方位与晶面间距。所以，一个倒易矢量g*与一组（HKL）对应3、什么是晶带定理 P47例如：证明（）、（）、（）、（01）、（12）晶面属于111晶带。怎么做?答：根据晶带定律公式Hu+Kv+Lw=0计算（）晶面：1×1+1×+0×1=11+0=0（）晶面：1×1+1×+1×1=12

6、+1=0（）晶面：×1+2×1+1×1=（3）+2+1=0（01）晶面：0×1+×1+1×1=0+（1）+1=0（12）晶面：1×1+×1+1×2=1+（3）+2=0因此，经上五个晶面属于111晶带。根据晶带定律公式Hu+Kv+Lw=0计算或：下列哪些晶面属于11晶带？为什么？第七章1试述布拉格公式2dHKLsin=中各参数的含义，以及该公式有哪些应用？2、什么叫干涉面？当波长为的X射线照射到晶体上发生衍射，相邻两个（hkl）晶面的波程差是多少？相邻两个（HKL）晶面的波程差是多少？（课件，补充）晶面间距

7、为d/n、干涉指数为nh、 nk、 nl的假想晶面称为干涉面。当波长为的X射线照射到晶体上发生衍射，相邻两个（hkl）晶面的波程差是n，相邻两个（HKL）晶面的波程差是。3、概念：结构因子、多重因子、系统消光。4、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？ 答：原子散射因数f 是以一个电子散射波的振幅为度量单位的一个原子散射波的振幅。也称原子散射波振幅。它表示一个原子在某一方向上散射波的振幅是一个电子在相同条件下散射波振幅的f倍。它反映了原子将X射线向某一个方向散射时的散射效率。 原子散射因数与其原子序数有何关系，Z越大，f 越大。因此，重原子对X射线散射的能力比

8、轻原子要强。5、多重性因子的物理意义是什么？某立方晶系晶体，其100的多重性因子是多少？如该晶体转变为四方晶系，这个晶面族的多重性因子会发生什么变化？答：多重性因子的物理意义是等同晶面个数对衍射强度的影响因数叫作多重性因子。某立方晶系晶体，其100的多重性因子是6？如该晶体转变为四方晶系多重性因子是4；这个晶面族的多重性因子会随对称性不同而改变。6、衍射线在空间的方位取决于什么？而衍射线的强度又取决于什么？答：衍射线在空间的方位主要取决于晶体的面网间距，或者晶胞的大小。衍射线的强度主要取决于晶体中原子的种类和它们在晶胞中的相对位置。7、总结简单点阵、体心点阵和面心点阵衍射线的系统消光规律。P5

9、98、试述多晶体试样衍射强度公式中各参数的含义？ P639、德拜法的衍射相对强度 衍射仪法的衍射相对强度 第八章1、X射线的本质是什么？是谁首先发现了X射线，谁揭示了X射线的本质？2、质量吸收系数与哪些因素有关？P683、X射线的产生的条件有哪些？P654、为什么X射线管工作时要一直通水冷却？5、试述获取X射线衍射花样的三种基本方法及其用途？答：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。6、测角仪在采集衍射图时，如果试样表面转到与入射线成300角，则计数管与入射线所成角度为多少？

10、能产生衍射的晶面，与试样的自由表面是何种几何关系？答：当试样表面与入射X射线束成30°角时，计数管与入射X射线束的夹角是600。能产生衍射的晶面与试样的自由表面平行。7、非晶态物质的衍射图谱与晶体物质的有什么不同？8、怎样根据X射线衍射图谱标定立方晶体的晶面指数？（课件）9、为什么X射线衍射可以用来分析表征晶体的结构问题？衍射方向和强度10、谢乐公式D=k/cos中的D、分别表示什么? 该公式用于粒径大小测定时应注意哪些问题?11、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（设=45o，=0.15nm）。对于晶粒直径为25n

11、m的粉末，试计算=10o、45o、80o时的B值。D=k/cos12、在衍射仪上用铁的辐射扫测钨的衍射花样，如忽略温度因数，试求I110/I200。已知： ，钨为bcc结构。13、试述X射线衍射单物相定性基本原理及其分析步骤？答：X射线物相分析的基本原理是每一种结晶物质都有自己独特的晶体结构，即特定点阵类型、晶胞大小、原子的数目和原子在晶胞中的排列等。因此，从布拉格公式和强度公式知道，当X射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，衍射花样的特征可以用各个反射晶面的晶面间距值d和反射线的强度I来表征。其中晶面网间距值d与晶胞的形状和大小有关，相对强度I则与质点的种类及其在晶胞中的位置

12、有关。通过与物相衍射分析标准数据比较鉴定物相。单相物质定性分析的基本步骤是：（1）计算或查找出衍射图谱上每根峰的d值与I值；（2）利用I值最大的三根强线的对应d值查找索引，找出基本符合的物相名称及卡片号；（3）将实测的d、I值与卡片上的数据一一对照，若基本符合，就可定为该物相。物相分析的例题 （例2）第九章1、电磁透镜的像差是怎样产生的? 如何来消除和减少像差?（课件，补充）磁透镜的像差: 球差、像散、色差 球差是由于透镜磁场中，远轴区域和近轴区域对电子束的折射能力不同而产生的。 像散是透镜磁场非旋转对称所引起的（或：由于磁场轴对称条件不好引起的像差）。 色差是由于入射波长（或能量）的非单一性

13、造成的。 消除或减小像差的方法： 球差：采用小的孔径角成像。 像散：采用消像散器 色差：主要采取稳定加速电压的方法，另外，采用小的孔径角成像，或使样品尽可能地薄也有助于减小色差。 2、透射电镜的成像系统的主要构成及特点是什么?透射电镜成像系统的主要构成：物镜、中间镜、投影镜。 物镜是电镜的最关键的部分，它形成第一幅衍射谱或电子像。物镜是一个强励磁、短焦距透镜。 中间镜是一个弱激磁、长焦距、变倍率透镜，可在020倍之间调节。 投影镜是一个短焦距、强激磁、定倍率透镜，孔径角很小，约10-5 rad。 3、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? （课件，补充）4、透射电子显微

14、镜中物镜光阑、选区光阑的位置？衍射像和显微像的位置？物镜光阑位于物镜背焦面上； 选区光阑位于物镜像平面上； 衍射像成像在物镜焦平面上； 显微像成在物镜像平面上。5、请导出电子衍射的基本公式，解释其物理意义，并阐述倒易点阵与电子衍射图之间有何对应关系? 简要说明多晶（纳米晶体）、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。 （课本96）薄单晶试样产生规则排列的衍射点阵； 厚单晶产生菊池线（平行排列的明暗线对）； 多晶体试样产生同心圆环； 无定形试样（非晶）得到的则是弥散环。 6、什么是衍射衬度?它与质厚衬度有什么区别? P106 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

15、电子图像反差。由于样品中各晶粒位向不同所形成的衬度。（属于晶体结构物质） 散射衬度又称质厚衬度，是由于试样上各部位对电子散射能力不同所形成的衬度称为散射衬度。（属于非晶态物质） 答：由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度称为衍射衬度。或是由样品各处满足布拉格条件程度的差异造成的。对于晶体薄膜样品而言，厚度大致均匀，原子序数也无差别，因此，不可能利用质厚衬度来获得图象反差，这样，晶体薄膜样品成像是利用衍射衬度成像，简称“衍射衬度”非晶（复型）样品电子显微图像衬度是由于样品不同微区间存在原子序数或厚度的差异而形成的，即质厚衬度，质厚衬度是建立在非晶样品中原子对电子的散射和透射电子显微镜小孔径成像的基

16、础上的。7、什么是衍射衬度? 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。 P107-1088、已知Cu3Au为面心立方结构，可以以有序和无序两种结构存在，请画出其有序和无序结构001晶带的电子衍射花样，并标定出其指数。P1039、多晶和单晶电子衍射花样的指标化问题。几个例题和练习题。尤其单晶的第1013章1、什么是俄歇电子？光电子？2、俄歇电子和X射线光电子的产生机制有什么不同？并画图表示。3、表示俄歇峰（俄歇跃迁）的三个符号分别代表什么？4、光电子能谱的谱峰符号的各个字母和数字分别表示什么？5、什么是 化学位移？原子所处化学环境不同有哪两方面的含义？6、什么是能谱仪、波谱仪？各有什么特点？波谱仪：用来检测X射线的特征波长的仪器能谱仪：用来检测X射线的特征能量的仪器优