材料化学09级材料科学研究与测试方法习题.docx

材料化学09级材料科学研究与测试方法习题.docx

《材料化学09级材料科学研究与测试方法习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料化学09级材料科学研究与测试方法习题.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

材料化学09级材料科学研究与测试方法习题

《材料科学研究与测试方法》习题及思考题

一、名词解释

电磁辐射（电磁波或光）、激发电位、电子跃迁（能级跃迁）、辐射跃迁、无辐射跃迁、分子振动、伸缩振动、变形振动（变角振动或弯曲振动）、倒易点阵、晶带、X射线相干散射（弹性散射、经典散射或汤姆逊散射）、X射线非相干散射（非弹性散射、康普顿-吴有训效应、康普顿散射、量子散射）、光电效应、共振线、灵敏线、原子线，共振荧光、非共振荧光、斯托克斯荧光、反斯托克斯荧光、直跃线荧光、阶跃线荧光、热助直跃荧光、热助阶跃荧光、热助激发、分子光谱、紫外可见吸收光谱（电子光谱）、红外吸收光谱、红外活性与红外非活性、K系特征辐射、L系特征辐射、K射线、K、K1射线、K2射线、短波限、吸收限、二次电子、俄歇电子、连续X射线、特征X射线、背散射电子、吸收电流（电子）、透射电子、系统消光、点阵消光、结构消光、电磁透镜、明场像、暗场像、中心暗场像、质厚衬度、衍射衬度、d-d跃迁、f-f跃迁、生色团、助色团、蓝移、红移、振动自由度、倍频峰（或称泛音峰）、组频峰、振动耦合、费米共振、热分析、热重法、差热分析、差示扫描量热法、微商热重（DTG）曲线、参比物（或基准物、中性体）

（下划线部分为重点要求的名词术语）

二、填空

1．电磁波谱可分为3个部分：

①长波部分，包括（）与（），有时习惯上称此部分为（）。

②中间部分，包括（）、（）和（），统称为（）。

③短波部分，包括（）和（）（以及宇宙射线），此部分可称（）。

2．原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为（）跃迁或（）跃迁。

3．电子由高能级向低能级的跃迁可分为两种方式：

跃迁过程中多余的能量即跃迁前后能量差以电磁辐射的方式放出，称之为（）跃迁；若多余的能量转化为热能等形式，则称之为（）跃迁。

4．分子的运动很复杂，一般可近似认为分子总能量（E）由分子中各（），（）及（）组成。

5．多原子分子振动可分为（）振动与（）振动两类。

6．伸缩振动可分为（）和（）。

7．变形振动可分为（）和（）。

8．倒易矢量r*HKL的基本性质为：

r*HKL垂直于正点阵中相应的（HKL）晶面，其长度r*HKL等于（HKL）之晶面间距dHKL的（）。

9．电磁辐射与物质（材料）相互作用，产生辐射的（）、（）、（）等，是光谱分析方法的主要技术基础。

10．按辐射与物质相互作用性质，光谱分为（）、（）与（）。

11．X射线与固体物质相互作用产生的信息主要有（）、（）、（）、（）、（）等，据此建立的分析方法主要有（）、（）、（）、（）等。

12．入射电子照射固体时，与固体中粒子的相互作用包括（）、（）、（）三个过程。

13．物质对电子的散射有（）散射和（）散射之分。

14、常见的衍射分析包括（）衍射分析、（）衍射分析和（）衍射分析。

15、常见的三种电子显微分析是（）、（）和（）。

16．X射线衍射方法分为多晶体衍射方法和单晶体衍射方法；主要的多晶体衍射方法是（）和（）；单晶体衍射方法是（）、（）和（）等。

17．透射电子显微镜（TEM）由（）系统、（）系统、（）系统、（）系统和（）系统组成。

18．透射电子显微镜（TEM）的成像系统是由（）镜、（）镜和（）镜组成。

19．透射电子显微镜（TEM）成像系统的两个基本操作是（）操作和（）操作。

20．电子探针分析主要有三种工作方式，分别是（）分析、（）分析和（）分析。

21．在紫外和可见光区范围内，有机及无机化合物的电子跃迁类型主要包括（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）和（）。

22．根据朗伯-比尔定律，一束平行电磁辐射，强度为I0，穿过厚度为b、组分浓度为c的透明介质溶液后，由于介质中粒子对辐射的吸收，结果强度衰减为I，则溶液的吸光度A表示为（）。

23．若一个分子是由N个原子组成，则非线性分子的振动自由度为（），而线性分子的振动自由度为（）。

23．红外辐射与物质相互作用产生红外吸收光谱，必须有分子偶极矩的变化。

只有发生偶极矩变化的分子振动，才能引起可观测到的红外吸收谱带，称这种分子振动为（），反之则称为（）。

24．影响DTA曲线和DSC曲线的主要因素有（）、（）、（）、（）、（）、（）等。

25．影响TG曲线的主要因素有（）、（）、（）、（）、（）、（）等。

26．X射线衍射、扫描电镜、红外吸收光谱的英文字母缩写分别是（）、（）、（）。

27．透射电镜、X射线光电子能谱、差热分析的英文字母缩写分别是（）、（）、（）。

28．紫外光电子能谱、原子吸收光谱、波谱仪、差示扫描量热法的英文字母缩写分别是（）、（）、（）、（）。

29．透射电镜、扫描电镜、电子探针的英文字母缩写分别是（）、（）、（）。

30．X射线衍射、热重法、傅里叶变换红外光谱的英文字母缩写分别是（）、（）、（）。

31．原子发射光谱、紫外可见吸收光谱、差示扫描量热法、X射线光电子能谱的英文字母缩写分别是（）、（）、（）、（）。

三、判断题

1．干涉指数表示的晶面并不一定是晶体中的真实原子面，即干涉指数表示的晶面上不一定有原子分布。

2．晶面间距为d101／2的晶面，其干涉指数为（202）。

3．正点阵与倒易点阵之间互为倒易关系。

4．原子发射光谱是带状光谱。

5．原子吸收光谱是线状光谱。

6．原子荧光光谱是线状光谱。

7．紫外可见吸收光谱是带状光谱。

8．红外吸收光谱是线状光谱。

9．红外吸收光谱一般也叫振转光谱（或振动光谱）。

10．转动光谱是线状光谱。

11．电子束的入射角越大，二次电子的产额越大。

12．电子与固体作用产生的信息深度次序是：

俄歇电子二次电子<背散射电子<吸收电子<特征X射线。

13．可能产生反射的晶面，其倒易点必落在反射球（厄瓦尔德球）上。

14．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。

15．透射电镜分辨率的高低主要取决于物镜。

16．通过调整中间镜的透镜电流，使中间镜的物平面与物镜的背焦面重合，可在荧光屏上得到衍射花样；若使中间镜的物平面与物镜的像平面重合则得到显微像。

17．电子衍射与X射线衍射相比，其精度和准确度更高。

18．单晶电子衍射花样是同心圆，而多晶电子衍射花样是有规律的斑点。

19．单晶电子衍射斑点具有周期性。

20．通常所谓的扫描电子显微镜的分辨率是指二次电子像的分辨率。

21．背散射电子像与二次电子像比较，其分辨率高，景深大。

22．二次电子像的衬度主要来源于形貌衬度。

23．电子探针是一种微区成分分析方法。

24．电子探针可以分析元素周期表上所有的元素。

25．电子探针中检测特征X射线的谱仪有波谱仪和能谱仪两种，波谱仪是检测X射线的能量和强度的谱仪，而能谱仪是检测X射线波长和强度的谱仪。

26．紫外可见吸收光谱是电子光谱。

27．配位体场的强度对d轨道能级分裂的大小影响很大，从而也就决定了电子光谱峰的位置。

28．d-d跃迁受配位体场强度大小的影响很大，而f-f跃迁受配位体场强度大小的影响很小。

29．d-d跃迁和f-f跃迁受配位体场强度大小的影响都很大。

30．红外辐射与物质相互作用产生红外吸收光谱必须有分子偶极矩的变化。

31．若一个分子是由N个原子组成，则非线性分子的振动自由度为3N-5，而线性分子的振动自由度为3N-6。

32．若一个分子是由N个原子组成，则非线性分子的振动自由度为3N-6，而线性分子的振动自由度为3N-5。

33．所谓特征振动频率就是指某一化学键或基团，虽受周围化学环境的影响，但其振动频率变化比较小的吸收带频率。

34．所谓特征振动频率就是指某一化学键或基团，虽受周围化学环境的影响，但其振动频率不变的吸收带频率。

35．物质脱水在DTA曲线上表现为吸热谷（峰）。

36．升温速率对差热分析结果（DTA曲线）没有影响。

37．样品粒度对差热分析结果（DTA曲线）没有影响。

38．样品用量对差热分析结果（DTA曲线）没有影响。

39．炉内气氛对差热分析结果（DTA曲线）有影响。

40．无论测试条件如何，同一样品的差热分析曲线都应是相同的。

41．升温速率对TG曲线没有影响。

42．样品粒度对TG曲线没有影响。

43．样品用量对TG曲线没有影响。

44．炉内气氛对TG曲线有影响。

45．无论测试条件如何，同一样品的TG曲线都应是相同的。

46．同一样品在不同仪器上的热分析结果应该完全相同。

四、选择

1．下列（）晶面属于[100]晶带。

A、（100）B、（020）C、（111）D、（110）

2．干涉指数表示的晶面（）

A、并不一定是晶体中的真实原子面B、一定是晶体中的真实原子面

3．晶面间距为d101／3的晶面，其干涉指数为（）。

A、（101）B、（202C、（303）D、（404）

4．原子吸收光谱是（）。

A、线状光谱B、带状光谱C、连续光谱

5．原子发射光谱是（）。

A、线状光谱B、带状光谱C、连续光谱

6．电子光谱是（）。

A、线状光谱B、带状光谱C、连续光谱

7．紫外可见吸收光谱是（）。

A、线状光谱B、带状光谱C、连续光谱

8．红外吸收光谱是（）。

A、线状光谱B、带状光谱C、连续光谱

9．可能产生反射的晶面，其倒易点（）反射球（厄瓦尔德球）上。

A、必落在B、不一定落在

10．入射X射线的波长（）越长则可能产生的衍射线条（）。

A、越少B、越多

11．靶不同（入射X射线的波长不同），同一干涉指数（HKL）晶面的衍射线出现的位置（）。

A、肯定不相同B、肯定相同C、说不清楚

12．透射电镜分辨率的高低主要取决于（）。

A、物镜B、中间镜C、投影镜

13．透射电镜分析中，非晶样品的衬度主要来源于（）。

A、衍射衍度B、质厚衬度C、其它衬度

14．透射电镜分析中，晶体样品的衬度主要来源于（）。

A、衍射衍度B、质厚衬度C、其它衬度

15．二次电子像的衬度主要来源于（）。

A、形貌衬度B、原子序数衬度C、电压衬度D、磁衬度

16．平整样品的背散射电子像的衬度主要来源于（）。

A、形貌衬度B、原子序数衬度C、电压衬度D、磁衬度

17．电子探针X射线显微分析（简称电子探针）是一种（）。

A、微区元素成分分析方法B、物相分析方法C、结构分析方法。

18．紫外可见吸收光谱是（）。

A、电子光谱B、振动光谱C、转动光谱。

19．中红外吸收光谱是（）。

A、电子光谱B、纯振动光谱C、纯转动光谱D、振-转光谱（或振动光谱）。

20．差热分析测量的参数是（）。

A、样品的质量变化B、样品和参比物之间的温差C、输入给样品与参比物之间的能量差

21．热重法测量的参数是（）。

A、质量变化B、样品与参比物之间的温差C、输入给样品与参比物之间的的能量差

22．差示扫描量热法测量的参数是（）。

A、质量变化B、样品与参比物之间的温差C、输入给样品与参比物之间的的能量差

23．下列方法中，（）可用于测定Ag的点阵常数。

A、X射线衍射分析B、红外光谱C、原子吸收光谱D紫外光电子能谱

24．下列方法中，（）可用于测定方解石的点阵常数。

A、X射线衍射分析B、扫描电镜C、原子吸收光谱D、差热分析

25．下列方法中，（）可用于测定Ag中杂质元素的含量。

A、X射线衍射分析B、红外光谱C、原子吸收光谱D、紫外光电子能谱

26．尖晶石固溶体的研究可选用下列方法中的（）。

A、X射线衍射分析B、热失重C、原子吸收光谱D原子发射光谱

27．某薄膜（样品）中极小弥散颗粒（直径远小于1m）的物相鉴定，可以选择（）。

A、X射线衍射分析B、紫外可见吸收光谱C、差热分析D、多功能透射电镜

28．要测定聚合物的熔点，可以选择（）。

A、红外光谱B、热重法（TG）C、差热分析（DTA）D、X射线衍射

29．要测定聚合物的玻璃化转变温度Tg，可以选择（）。

A、IRB、TGC、DSCD、XRD

30．下列分析方法中，（）可以分析陶瓷原料的矿物组成。

A、原子吸收光谱B、原子发射光谱C、X射线衍射D、X射线荧光光谱

31．要分析铁中碳化物成分和基体中碳含量，一般应选用（）。

A、波谱仪型电子探针仪B、能谱仪型电子探针仪C、原子发射光谱D、原子吸收光谱

32．下列分析方法中，（）不能分析有机化合物的结构。

A、红外光谱B、紫外可见光谱C、原子吸收光谱

33．下列分析方法中，（）分辨率最高。

A、光学显微镜B、透射电子显微镜C、扫描电子显微镜D、原子力显微镜

五、简答

1．简述X射线与固体物质相互作用产生的主要信息及据此建立的主要分析方法。

2．电子与固体作用产生多种粒子信号（如下图），哪些对应入射电子？

哪些是由电子激发产生的？

入射电子束与固体作用产生的发射现象

3．简述电子与固体作用产生的信号及据此建立的主要分析方法。

4．辨析概念：

X射线散射、衍射与反射。

5．辩析概念：

反射角、衍射角与掠射角（或布拉格角）。

6．简述布拉格方程的意义。

7．简述影响X射线衍射强度的因素

8．透射电子显微镜中物镜和中间镜各处在什么位置，起什么作用。

9．试比较光学显微镜成像和透射电子显微镜成像的异同点。

10．简述透射电镜对分析样品的要求。

11．什么是明场像？

什么是暗场像？

12．什么是衍射衬度？

它与质厚衬度有什么区别？

13．电子衍射分析的基本公式是在什么条件下导出的？

公式中各项的含义是什么？

14．二次电子像的衬度和背散射电子像的衬度各有何特点？

15．试比较波谱仪和能谱仪在进行微区化学成分分析时的优缺点。

16．要在观察断口形貌的同时，分析断口上粒状夹杂物的化学成分，选用什么仪器？

怎样操作？

17．f-f跃迁与d-d跃迁光谱的显著差别是什么？

18．简述影响红外吸收谱带的主要因素。

19．简述差热分析法的原理及应用范围。

20．试述差热分析中放热峰和吸热峰产生的原因有哪些？

21．差示扫描量热法与差热分析方法比较有何优越性？

22．热重法与微商热重法相比各具有何特点？

23.如何用紫外光谱定量分析双组份的混合物？

24．指出红外吸收波数在2200cm-1的化合物可能存在的基团？

25．指出红外吸收波数在3300cm-1的化合物可能存在的基团？

六、计算题

1．计算下列电磁辐射的有关参数：

（1）波数为3030cm-1的芳烃红外吸收峰的波长（m）；

（2）5m波长射频辐射的频率（MHz）；

（3）588.995nm钠线相应的光子能量（eV）。

2．计算加速电压为45KV的电子波的波长（不经相对论校正）

3．CO的红外光谱在2170cm-1有一吸收峰，计算CO的键力常数。

4．某有色溶液，用1cm比色皿时其透射比为T，如改用2cm比色皿时其透射比为多少？

5．已知某一有机化合物，在波长520nm处的摩尔吸光系数为9.29×104L/（molcm），今用2cm的吸收池，在该波长处测得的吸光度为0.89，求有色化合物的浓度？