测试方法作业答案

1电子与物质相互作用可以得到哪些物理信息？答：可以获得以下七种信息：（1）透射电子（2）二次电子（3）背散射电子（4）特征X射线（5）阴极荧光（6）俄歇电子（7）吸收电子2何为二次电子？扫描电镜中二次电子像的衬度与什么因素有关？为什么？二次电子是指在入射电子作用下被轰击出来并离开样品表面的原子的核外电子，二次电子的衬度与两个因素有关：（1）入射束的能量，在入射电子能量在2-3KW时，二次电子发射系数达到最大，衬度明显（2）入射电子束在试样表面的倾斜角度，因为δ（θ）=δ0/cosθ,δ0为θ=0º时的二次电子系数，当倾斜角度增加时，二次电子发射系数增大，衬度也明显，二次电子像也最适宜观察试样的表面形貌。3何为背散射电子？扫描电镜中背散射电子衬度与什么因素有关？为什么？背散射电子是指电子射入试样后，受到原子的弹性和非弹性散射，有一部分电子的总散射角大于90°，重新从试样表面逸出的电子。背散射电子衬度与两个因素有关：（1）原子序数。随着原子序数的增加，背散射电子的发射系数增加。（2）试样表面倾角。试样表面倾角增加时，作用体积改变，将显著增加背散射电子发射系数。4了解透射电子显微镜的结构。透射电子显微镜主要由光学成像系统、真空系统和电气系统组成。光学成像系统包括照明部分、透镜成像放大系统和图像观察记录部分。照明部分包括电子枪和聚光镜。成像放大系统包括物镜、中间镜、投影镜、试样台组成。图像记录部分有荧光屏、照相盒和望远镜。电气系统包括灯丝电源、高压电源和使电子枪产生稳定的高能照明电子束。5什么是散射衬度？它与哪些因素有关？散射衬度也称为质厚衬度，它是指穿过样品且散射角度小的那些电子即弹性散射所形成的衬度，散射衬度与样品的密度、原子序数、厚度等因素有关，6什么是电子衍射？它满足什么方程？电子衍射是指当一定能量的电子束落到晶体上时，被晶体中原子散射，各散射电子波之间产生互相干涉现象。它满足劳厄方程或布拉格方程，并满足电子衍射的基本公式Lλ=Rd7什么是电子衍射衬度的明场像和暗场像？用物镜光阑挡去衍射束，只让透射束通过形成的电子图像，有衍射的为暗象，无衍射的为明象，这样形成的为明场象（BF）；暗场像指用物镜光阑挡去透射束及其余衍射束，让一束强衍射束通过形成的电子图像，无衍射的为暗像，有衍射的为明像，这样形成的为暗场像8扫描电镜二次电子像和背散射电子像各反映的是试样的何种信息？谁的分辨率更高？二次电子像主要反映试样表面的形貌特征。背散射电子像主要反映的是样品表面形貌和成分分布。二次电子像的分辨率更高。9什么叫电子探针X射线显微分析？有哪两大类？具体的分析方法有哪些？电子探针X射线显微分析是利用一束细聚焦电子束轰击样品，产生二次电子、背散射电子、特征X射线等各种物理信号，并研究微米级区域样品的表面形貌、化学元素的定性、定量及其分布分析的一种分析方法。分为波谱分析和能谱分析两大类电子探针分析的具体的分析方法有定点定性分析、线扫描分析、面扫描分析和定点定量分析，17.透射电子显微镜的电子显微图像包括哪几种类型？产生机制是什么？答：透射电子显微镜的电子显微图像包括振幅衬度和相位衬度。（1）相位衬度：透射束与散射束相互干涉引起的。（2）振幅衬度：a、质厚衬度，非晶试样中各部分厚度和密度差别导致对入射电子的散射程度不同引起的：b、衍射衬度，晶体薄膜内各部分满足衍射条件的程度不同而引起的。19．散射衬度与什么因素有关？这种图像主要用来观察什么？答：散射衬度也称为质厚衬度，它是指穿过样品且散射角度小的那些电子即弹性散射所形成的衬度，散射衬度与样品的密度、原子序数、厚度等因素有关，这种图像主要用来观察非晶试样和复形膜样品所成图像。20．散射衬度像上试样厚、密度大的地方图像显得暗，为什么？答：由于散射衬度即质厚衬度与试样的密度、原子序数及试样厚度有关，对于同一物质的试样、原子序数相同，试样厚的地方，散射电子穿过样品所走的路程长，散射损失能量大，散射角大，图像就较暗，试样密度大的地方，入射电子与样品内电子或原子核碰撞的几率大、次数多，散射损失能量大，散射角亦大，图像就比较暗。所以，散射衬度像上的试样厚、密度大的地方图像显得暗。21．衍衬象的衬度是怎么产生的？利用这种图像可观察干什么？答：衍射衬度是由晶体薄膜内各部分满足衍射条件的程度不同而形成的衬度。根据衍射衬度原理形成的电子图像称为衍射衬度像，利用这种图像可观察晶体缺陷，如位错、层错等。22.何谓明场象？何谓暗场象？答：用物镜光栏挡去衍射束，让透射束成像，有衍射的为暗象，无衍射的为明象，这样形成的为明场象；暗场像指用物镜光栏挡去透射束及其余衍射束，让一束强衍射束成像，则无衍射的为暗像，有衍射的为明像。24．何谓二次电子？扫描电镜中二次电子像的衬度与什么因素有关？为什么？最适宜观察什么？答：二次电子是指在入射电子作用下被轰击出来并离开样品表面的原子的核外电子，二次电子的衬度与两个因素有关：（1）入射电子的能量，入射电子能量在2-3KW时，二次电子发射系数达到最大，衬度明显（2）入射电子束在试样表面的倾斜角度，因为δ（θ）=δ0/cosθ,δ0为θ=0º时的二次电子系数，当倾斜角度增加时，二次电子发射系数增大，衬度也明显，二次电子像也最适宜观察试样的表面形貌。25.何谓背散射电子？扫描电镜中背散射电子衬度与什么因素有关？为什么？最适宜观察什么？答：背散射电子是指入射电子与试样的相互作用经多次散射后，重新逸出试样表面的电子，背散射电子衬度与试样的形貌及成分有关，因为背散射电子的产额随试样原子序数的增大而增大，其来自试样表面几百纳米的深度范围，背散射电子衬度最适宜观察试样的平均原子序数兼形貌。26．扫描电镜中二次电子像为什么比背散射电子像的分辨率更高？答：（1）二次电子来自试样表面很浅的深度，信息束斑小，分辩率高，背散射电子是来自试样表面较深的范围，信息束斑大，分辨率小。（2）二次电子像无影像，背散射电子像是有影像的，因此，二次电子像分辨率高。27．电子探针X射线显微分析有哪两大类？具体的分析方法有哪些？答：可分为波谱分析和能谱分析两大类具体的分析方法有定点定性分析，定点定量分析，线扫描分析和面扫描分析48．什么叫光电效应？答：当具有一定能量hν的入射光子与样品中的原子相互作用时，单个光子把全部能量交换给原子某壳层上一个受束缚的电子，这个电子就获得了这个能量。如果该能量大于该电子的结合能Eb，该电子就将脱离原来受束缚的能级；若还有多余的能量可以使电子克服功函数W，则电子就成为自由电子、并获得一定的动能Ek，并且hν=Eb+Ek+W。该过程就称为光电效应。49．X射线光电子能谱法的基本原理？答：利用X射线光子激发原子的内层电子，产生光电子：不同元素的内层能级的电子结合能具有特定的值；通过测定这些特定的值可定性鉴定除H和He之外的全部元素；对峰的强度采用灵敏度因子法进行定量分析。50．什么是化学位移？答：由于原子所处的化学环境不同而引起的原子内壳层电子结合能的变化，在谱图上表现为谱线的位移，这种现象称为化学位移。51．化学位移的影响因素有哪些？1）氧化作用使内层电子的结合能升高，氧化中失电子数增加，上升幅度增大；2）还原作用使内层电子的结合能降低，还原中得电子数增加，下降幅度增大；3）对于给定的价壳层结构的原子，所有内层电子的位移几乎相同；4）内层电子的结合能与成键离子的电负性有关，电负性增大，键的离子特性增大，电子结合能也越大；5）若化合物中有不同电负性的离子取代时，电子结合能会发生位移，取代离子的电负性越大，位移越大。52．XPS定量分析方法？答：由XPS提供的定量数据是以原子百分比含量表示的，而不是质量百分比，XPS只是半定量分析结果。