第二章、x射线衍射方向


1. 简述布拉格方程及其应用？ 2. X射线衍射方向的求法，写出立方晶系X射 线衍射方向公式 。 3. 写出晶带定律，证明晶面（110）,（2-22）, （3-12）是否属于同一晶带？如果是写出晶 带轴。
电子衍射课堂练习
1. 相邻原子面层的散射波其干涉加强的条 件是什么？ 2. 布拉格方程有哪两个方面的应用？ 3.倒易矢量g与衍射晶面之间有什么关系？ 何谓晶带定律？ 4.倒易矢量g的重要性质有哪些？
弹性散射(P4)
非弹性散射(P4) 特征X射线(P4) 零层倒易截面 (P42)
原子序数衬度
二、 判断题
你认为是正确的请在题后面的括号中填√，你认为是 错误的在题后面的括号中填×。 1. 采取稳定加速电压的方法可以有效地减小电磁透镜的色 差。（ T ）
2. 扫描电子显微镜的分辨率通常是指背散射电子像的分辨
（3）反射效率可接近100%，而衍射强度与入射强度相比却微乎其微。
简答题答案





1、P87电子束发散度 2、带能谱仪的扫描电镜及透射电镜，原因见各种透镜的成像原理与应用 3、x射线衍射，透射电镜（电子衍射），具体原因见成像原理及应用 4、P114，弹性散射，非弹性散射，特征X射线，俄歇电子 5、P39表 6、相结构分析（已知θ、λ求d）和成分分析(已知d、θ求λ) 7、P35 8、P41 9、P117，式9-7 10、 将d a
扫描电子显微学

SEM结构与成像原理(P83-86) 两种成像衬度(P89-95) SEM的应用 (P4) 成分分析方法(P104-110) 能谱仪 波谱仪
X射线部分：

X射线产生的条件(三个条件，见后面填空题) 特征X射线 K系激发，L系激发…（特征X射线定义P113）


X射线与物质的相互作用（P114-115）

h k l 代入2d sin 中得sin h2 k 2 l 2 2a
2 2 2
五、选择题 (1 )
1.多晶体电子衍射花样是（B）。 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。
2.不可以消除的像差是（A）。
A. 球差；B. 像散；C. 色差；D. A+B。 3.可以提高TEM像衬度的光栏是（B）。 A. 第二聚光镜光栏；B. 物镜光栏；C. 选区光栏；D. 其 它光栏。 4.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。
五、选择题 (2 )
5.物镜光栏在TEM镜筒中的位置是（C）。 A. 物镜的物平面；B. 物镜的像平面；C. 物镜的后焦面； D. 物镜的前焦面。 6.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） （多选题） A.光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C）
7.在扫描电子显微镜中，下列二次电子像衬度最亮的区域 是（D）。
A.和电子束垂直的表面；B. 和电子束成30º 的表面；C. 和电子束成45º 的表面；D. 和电子束成60º 的表面。
选择题 (3 )
8. 可以探测表面1nm层厚的样品成分信息的 物理信号是（D）。 A. 背散射电子；B. 吸收电子；C. 特征X 射线；D. 俄歇电子。 9.扫描电子显微镜中的成分分析附件通常为 （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。 10.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。
7.倒空间的g矢量有哪些重要性质？ 8.何谓晶带定律？判断（110）（021）（221） （121）是否同一晶带。 9.写出X射线相对积分强度的计算公式。 10.写出立方晶体衍射方向公式
11.Ｘ射线衍射与可见光镜面反射有何异同？
两者相似：入射角等于反射角
衍射和反射的本质区别 （1）衍射是散射波相干的结果，而光反射仅发生在两种介质的界面上。 （2）衍射只在满足布拉格角的角度上产生（入射线与衍射线的夹角永远是2θ），而反射可在任意角度 产生。
扫描探针显微镜思考题

1. STM的工作原理以及可以用它做什
么工作？

2. AFM的工作原理以及可以用它做什
么工作？
5.电子衍射基本公式的内容是什么？
R1
R4
R2
R 3
某体心立方晶体的电子衍射 花样为正六边形。测得基本 特征平行四边形的 R1＝R2＝ R3＝ 12.0mm， R4＝20.8mm 已知相机常数为21.5mmAo. 问题：1.标定衍射花样 2.计算出该物质的晶胞参数。
6 .
7. 从Al的多晶电子衍射环上测得各环的半径分别 为 R1＝4.5mm；R2＝5.25mm； R3＝7.25mm；R4＝8.5mm 求相机常数K 。
第四章、X射线衍射
1.衍射仪法衍射线的相对强度公式是什么？并写
出各项的意义。
2. 简单立方，面心立方， 体心立方晶体的消光
规律是什么？
3.什么是结构因素？什么是结构消光？
课堂练习
R4 R2 R1 R3
1．某体心立方晶体的电子衍 射花样为正六边形。测得基 本特征平行四边形的 R1＝R2＝12.0mm， R3＝ 12.0mm， R4＝20.8mm , R1和R2的夹角为60°， 已知相机常数为21.5mmAo.
问题： 1.标定衍射花样（要求：画出示意图，写出晶面指 数和晶带指数） 2.计算出该物质的晶胞参数。
2． 某面心立方物质的单胞常数a＝4.05Ao， 衍 射晶面111， 002， 022， 113所对应的d值分 别为2.337， 2.025， 1.432，1.221。从该物 质的多晶电子衍射图上测得， 环的半径
4. 在断口上进行元素分析时选用什么谱仪？
1. 说明能谱仪和波谱仪的工作原理以及它们的主要区别。 2. 电子探针的主要用途
扫描电子显微镜作业题：
1.扫描电镜图像衬度的种类，主
要用于做哪些工作？ 2.影响扫描电镜分辨率的主要因
素是什么？
背散射电子衍射思考题：

1. 简述背散射电子衍射花样是如何形成的？ 2. 背散射电子衍射技术的主要应用有哪些？ 3. 取向成像图上的盲点是如何形成的？
三、填空题（共14分，每小题2分)
1. X射线产生的条件是 产生自由电子 、 自由电子定向高
速运动、有障碍物使其突然减速
2. 透射电镜主要由 电子光学系统 系统组成。
。
、 真空系统 、电源
3. 利用电子束与样品作用产生的特征X射线分析样品微区 成分的方法为 能谱法 位衬度。 、 波谱法 。
4. 透射电镜的图像衬度有 质厚衬度
R1＝4.5mm，
R2＝5.25mm，
R3＝7.25mm，
R4＝8.5mm， 问题：求出相机常数K 。
习题：
1. 简述布拉格方程及其应用？ 2. 试推导电子衍射的基本公式，并指出Lλ的 物理意义。 3. 简述单晶子电子衍射花样的标定方法。 4. 说明多晶、单晶及厚单晶衍射花样的特征 及形成原理。 5. 什么是零层倒易截面？什么叫晶带定理？ 说明同一晶带中各晶面与倒易矢量之间的 关系。 6. 写出四种点阵类型的结构消光规律。
X射线的衍射方向(即θ，利用2d=sinθ（d=?，P49有公式，带入即
可）)

X射线的相对积分强度公式（P117 9-7式） X射线衍射谱的标定（依据、注意事项、多相物 质的标定方法）（找不到，参照P120-121）
扫描探针显微镜

STM成像原理(P130)、工作模 式(P134) AFM成像原理(P138-139)、工作 模式(P139) 主要应用(P135、P140)
四、简答题
1.二次电子像景深很大，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?
2.分析钢中碳化物形态和成分，应选用哪种仪器？为 什么？
3.要确定材料的物相用什么方法？为什么？ 4.X射线（或电子射线）与物质相互作用产生的物理 信号有哪些？
5.写出基本点阵的系统消光规律
6.布拉格方程有哪方面的应用？
率。（ F ） 3. 若只考虑衍射效应，在照明光源和介质一定的条件下， 孔径角越小，电磁透镜的分辨本领越高。（ F ） 4. 原子力显微镜检测探针与试样之间的原子力成像。（ T）
5. 在透射电子显微镜中，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；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。（ T ） 6. 特征X射线的波长与X射线管的加速电镜 能谱仪、波谱仪 背散射电子衍射仪 X射线衍射仪 扫描隧道显微镜 原子力显微镜
仪 器 种 类
各种仪器结构，工作原理及应用
电子显微学部分

TEM结构与成像原理（P1422）


电子衍射原理（P32） 布拉格方程（P32） 倒易点阵(P34) 电子衍射基本公式(P36) 晶带定理(P41) 衍射花样的标定(P44-50) 样品制备方法(P26)
背散射电子衍射
背散射电子衍射花样的形成原理
(P98)
取向衬度的形成原理 背散射电子衍射的主要应用(P99-P103)
部分模拟试题
一、名词解释
球差(P9) 二次电子(P3)
色差(P10)
结构因素(P37)
背散射电子(P3)
俄歇电子(P4)
衍射衬度(P63)
相位衬度(P72) 表面形貌衬度
(P89)
第七章思考题：

1. 简述背散射电子衍射花样是如何形成的？ 2. 背散射电子衍射技术的主要应用有哪些？ 3. 取向成像图上的盲点是如何形成的？