X射线部分重点

一，1X射线本质：电磁波产生条件：1产生自由电子2使电子做定向高速运动3在电子运动路径上设置使其突然减速的障碍物X射线晶体管组成：阴极（发射电子）阳极（靶，使减速）窗口（射出通道）用于晶体结构分析的X射线范围2.5Å~0.5Å（10Å=1nm）波粒二象性的体现：波动性以一定的波长和频率在空间中传播粒子性以光子形式辐射和吸收时具有一定的质量，能量，动量,2连续X射线光谱：具有由某一最短波长λ0开始，强度I对波长连续分布构成连续X射线谱如何产生：1经典电动力学：一个高速运动着的电子到达靶面上时，因突然减速产生很大的负加速度，这种负加速度一定会引起周围电磁场的急剧变化，产生电磁波。2量子理论：能量为eV的电子与靶的整体碰撞时，电子失去自己的能量，其中一部分以光子的形式辐射出去，而每碰撞一次产生一个能量为hv的光子。为何具有短波限λ0，最大强度为何不在λ0处：λ0是少数电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子，其具有最高能量和最短波长强度不光由单电子最高能量决定，还和电子数量有关3特征X射线：对一定材料当管压超过某一数值（激发电压）时会在某些特定波长位置上出现若干强度很高的特征谱线叠加在连续谱上，反映了物质的原子序数特征，所以叫特征X射线波长为定值：当外来的高速粒子的动能足够大时，可将壳层中某个电子击出，于是在原来位置上出现空位，原子的系统能量升高处于激发态，此时不稳定会自发向低能态转化，这一能量以光量子的形式辐射出来变成光子能量，即Δεkl=hv=hc∕λ。对于原子序数为Z的物质来说，各原子能级具有的能量是固有的Δεkl就是固有值，Δε=hc∕λ，λ也随之固定。莫塞莱定律表明特征X射线的频率或波长只决定于阳极靶物质的原子能级结构，与外界因素无关零界激发电压：阴极射来的电子动能要大于原子核结合能或逸出功才能打出电子4K系激发：K层电子被击出的过程K系辐射：电子跃迁所引起的辐射KαKβ：电子由L→K，M→K跃迁（分别跨越1,2个能级）所引起的K系辐射Λkα＞λkβ而ΙΚα＞ΙΚβ：由于K-M层上得电子能量差大于K-L层，能量差与波长λ成反比，故电子由M→K层跃迁时产生的Kβ射线的波长比L→K层跃迁产生的Kα射线的波长要短，电子由L→K层跃的几率比由M→K层跃的几率大，所以Kα线强度大。5X射线相干散射：入射X射线光子与原子内受核束缚较紧的电子发生弹性碰撞，仅其运动方向改变而无能量改变的散射。非相干散射：入射X射线光子与原子内受核束缚较松的电子发生弹性碰撞，其运动方向改变同时能量有损失7线吸收系数：X射线照到物体后，强度衰减与通过距离的比例（通过单位长度衰减的强度）质量吸收系数：=μ∕ρ（通过单位质量能量的衰减量）λκ：讨论光电效应产生的条件时，λκ叫K系激发限讨论X射线物质吸收的条件时，λκ叫K系吸收限8二5衍射矢量方程：劳埃方程：a（cosα-cosαο）=hλ，b（cosβ-cosβο）=kλ，c（cosγ-cosγο）=lλ7四种主要衍射方式：劳埃法，周转晶体法，粉末法，平面底片照相法8晶面指数与干涉指数关系H=nh，K=nk，L=nl三1X射线方向与强度表达了：组成晶体的原子种类，数量和在晶胞中的位置3原子散射强度表达式：F物理意义：原子散射因子，原子对X射线散射能力4晶胞散射强度表达式：结构因子物理意义：单位晶胞中所有原子散射波叠加的波系统消光：原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上衍射线消失的现象消光计算倒易点阵权重：简单点阵→去除F=0的点其倒易点阵仍为简单点阵底心点阵→去除F=0的点其倒易点阵仍为底心点阵体心点阵→去除F=0的点其倒易点阵为面心点阵面心点阵→去除F=0的点其倒易点阵为体心点阵四1德拜法多晶成像原理：样品中各晶粒同名（或等同面）的hkl面，其倒易点的集合构成倒易球面，在满足衍射条件时，反射球与倒易球相交，形成一系列同心圆，从反射球中心向同心圆连线构成一系列共顶圆锥，其圆锥的母线即为相应hkl面衍射线方向，这些圆锥即为衍射圆锥花样特征：存在接收衍射线的死区60﹤2θ﹤1202德拜相机的组成：带盖子的不透光金属筒形外壳，式样架，光阑，承光管等粉末样品制备：金属用锉刀锉成粉，脆性样品先打碎在研磨，用250-325目筛子过筛，在真空中退火消除内应力，电解萃可以取合金中单独相底片的安装：正装法，反装法，偏装法五1PDF卡片包括：d值序列，三强线，物相的化学式及英文名称，矿物学通用名称或有机结构式，试验条件，卡片序号，晶体学数据，物相的物理性质，式样来源制备方式及化学分析数据六2电子衍射花样：成像原理：单晶爱瓦尔德球面上所有倒易点阵构成图形的放大像，多晶：多晶样品中取向各异的晶面，同名的hlk面的倒易点的集合是倒易球，该球与反射球相交为圆环，因此同名的hkl面衍射线将形成以2θ为半圆锥角的衍射圆锥，多晶花样可视为倒易球面与反射球面相交圆环的放大像。特征：单晶：排列十分整齐的强度不一的斑点，多晶：放大像为一系列的同心衍射圆环7球差:在电磁透镜中近轴与远轴区域对电子折射能力不同，造成物点不能聚焦为像点，而形成一定大小的斑点像散：由于透镜磁场非旋转对称引起的误差色差：由于由于电子波长（能量）引起的焦距变化而产生的相差景深：在保证像清晰的前提下，物平面允许的轴向可移动距离焦长：将焦距和物距一定时，在保证像清晰的前提下，像平面的可移动距离电磁透镜的景深长焦长也长七1聚光镜光阑：装在第二聚光镜的下方，限制照明孔径角物镜光阑：装在物镜的后焦面上，（1）使物镜孔径角减小，减小像差得到高质量的图像（2）在后焦面上套取衍射束斑点成像选区光阑：装在物镜的像平面，分析样品上的微小区域6明场像：透射束通过物镜光阑而衍射束被挡掉得到的像暗场像：衍射束通过物镜光阑而透射束被挡掉得到的像中心暗场像：明场的光阑位置移动成光阑孔套住hkl斑，把透射束当掉消光距离：入射电子受原子强烈的散射作用，在晶体内透射波之间的相互作用在晶体深度上发生周期性振荡的深度周期八1电子束入射固体样品表面激发的信号及其用途背散射电子，形貌分析，显示原子序数衬度二次电子，显示表面形貌吸收电子，显示原子序数衬度，进行定性的微区成分分析透射电子，微区成分分析特征X射线，判定微区存在着元素俄歇电子，表面层成分分析4背射电子形貌衬度特点：分辨率远比二次电子低，能量很高，有很强的衬度，但衬度太大失去细节的层次