导读：照相机构造原理(一），1照相术与照相机的形成，现代照相术的起源最早可追溯到墨子（公元前468～376年）在《墨经》一书中提到的，这就是物理学上的“小孔成象”原理，有人利用暗室小孔成象的原理制成一个暗箱，就是最原始的照相机，就形成了一系列照相镜头，这就是现代人所称的照相物镜，这就是现代摄影者所称的照相机机身，这就需要发明一种能够感光的“照相纸”，世界上才公认从那时起发明了照相术，加之照相机用的
照相机构造原理(一）
1照相术与照相机的形成
摄影，不仅被广泛地应用于国民经济中的各个领域，而且已经成为广大人民现代文明生活中 的不可缺少的重要组成部分。
现代照相术的起源最早可追溯到墨子（公元前468～376年）在《墨经》一书中提到的小孔成 象原理，以及元代赵友钦的针孔成象匣。在欧洲，16世纪著名画家达芬奇便发现：在一个房 间的窗板上戳上一个小孔，然后关上所有的门窗，使房间变得一片黑暗，这时便可看到窗外 的景色透过小孔，清晰地倒映在室内的墙壁上。这就是物理学上的“小孔成象”原理。后来 其他画家把白纸挂在墙壁上，照着倒映着的线条复描，当画家移动挂在墙壁上的白纸与小孔 的距离，便可将倒映在白纸上的图象放大或缩小，解决了当时复描图画技术上的一大难 题。
17世纪末到18世纪初，随着玻璃工业的发展，人们制成了平板玻璃、玻璃透镜。有人利用暗 室小孔成象的原理制成一个暗箱，箱上装了一块凸透镜以代替小孔，箱子的另一头装了一块 磨毛了的平板玻璃。凸透镜把投射进来的光线聚焦，人们用画笔在那平板玻璃上描画下各种 大自然的景色。这暗箱，就是最原始的照相机。光学家为改善象质，在透镜上不断地做文 章，就形成了一系列照相镜头，这就是现代人所称的照相物镜。机械设计师不断完善和改造 那个笨重的木头暗箱，这就是现代摄影者所称的照相机机身。
但是用画笔来摘下倒映在玻璃上的景色，毕竟太麻烦了，这就需要发明一种能够感光的“照 相纸”。1813年法国的涅普斯发现了一种地沥青受晒后会变色，具有一定的感光性能，便使 用它作为感光剂。具体方法是：把地沥青溶于薄荷油中制成溶液，然后涂在金属板面上；曝 光后浸在煤油中，使薄荷油溶于煤油，于是在金属板上便显出影象来了。不过得到的影象仍 然是十分模糊的。后来，法国画家达盖尔与汉普斯共同进行研究。直到1839年在达盖尔解决 了显影、定影等技术难关后，世界上才公认从那时起发明了照相术。
那时的“胶片”便是碘化银感光板，感光性能实在太差了，加之照相机用的多是用一二块透 镜组成的长焦距镜头。造成进入暗箱的光线很弱，因此拍摄一幅照片需很长时间，形成的影 象也太模糊。人们决心进一步提高感光板对光的敏感程度，即感光度。1871年发明的溴化银 明胶干版法是采用明胶代替硝棉胶，用溴化银代替碘化银，涂在玻璃片上，制成干版。这样 感光度可大大提高，曝光时间缩短为几分之一秒、几十分之一秒，乃至更短的时间。
为了适应感光底板感光度的迅速报高，控制曝光时间的长短，人们在照相机中装上了快门。 这样人们使能拍摄到飞鸟、奔马之类的快速运动物的照片。当有了镜头、快门、胶片、机身 等一系列主要部件后，一个现代照相机的雏形随着照相术的发展就初步完善了
（2）――照相机的基本组成
镜头使景物成倒象聚焦在胶片上。为使不同位置的被摄物体成象清晰，除镜头本身需要校正 好象差外，还应使物距、象距保持共轭关系。为此，镜头应该能前后移动进行调焦，因此较 好的照相机一般都应该具有调焦机构。
二、取景器
为了确定被摄景物的范围和便于进行拍摄构图，照相机都应装有取景器。现代照相机的取景 器还带有测距、对焦功能。
三、控制曝光的机构——快门和光圈
为了适应亮暗不同的拍摄对象，以期在胶片上获得正确的感光量，必须控制曝光时间的长短 和进入镜头光线的强弱。于是照相机必须设置快门以控制曝光时间的长短，并设置光圈通过 光孔大小的调节来控制光量。
四、输片计数机构
为了准备第二次拍摄，曝光后的胶片需要拉走，本曝光的胶片要拉过来，因此现代照相机需 要有输片机构。为了指示胶片已拍摄的张数，就需要有计数机构。
它既是照相机的暗箱，又是照相机各组成部分的结合体。可用框图表示照相机的最基本组成 部分。
其实，就照相机这个基本功能而言，无论是早期的“银版照相机”，还是今日已经高度电子 化、自动化、电脑化的照相机，其基本原理都没有多大区别。
3）――照相机的分类
照相机一般可按其使用技术特征如：画幅大小、取景方式、快门形式、测光方式来分类，也 可按照相机的外形和结构来分类。具体分类情况如下：
(1)按照相机使用的胶片和画幅尺寸
可分为35mm照相机(常称135照相机)、120照相机、110照相机、126照相机、中幅照相机和大 幅照相机等。135照相机使用35mm胶片，其所拍摄的标准画幅为24mm X 36mm，一般每个胶卷 可拍照36张或24张。
(2)按照相机的外型和结构
可分为平视取景照相机和单镜头反光照相机。此外还有双镜头反光照相机、折叠式照相机、 转机、座机等等。
(3)按照相机的快门形式
可分为镜头快门照相机(又称中心快门照相机)、焦平面快门照相机、程序快门照相机等。
(4)按照相机具有的功能和技术特性
可分为自动调焦照相机，电测光手控曝光照相机，电测光自动曝光照相机等。此外还有快门 优先式、光圈优先式、程序控制式、双优先式、电动卷片(自动卷片、倒片)照相机，自动对 焦(AF)照相机，日期后背照相机，内装闪光灯照相机等。
有时也可按照相机的用途来分，如一步成象照相机，立体照相机；有时也可按镜头的特性分 为变焦或双焦点照相机。实际上一架现代照相机往往具有多方面的特征，因此应以综合性的 方式来定义。
（4）――摄影光学基础
照相机的工作过程，概略地说是应用光学成像原理，通过照相镜头将被摄物体成像在感光材 料上。下面将粗略地介绍摄影光学成像原理：人类对于光的本性的认识，光线的传播及透镜 成像原理。
人类对于光的本性的认识经历了漫长而又曲折的过程。在整个18世纪中，光的微粒流理论在 光学中仍占优势，人们普遍认为光是微小的粒子组成的，从点光源发出并以直线向四面八方 辐射。19世纪初，以杨氏（Young）和菲涅耳（Fresnel）的著作为代表逐步发展成今天的波 动光学体系。如今对光的本性认识是：光和实物一样，是物质的一种，它同时具有波的性质 和微粒（量子）的性质，但从整体来说，它既不是波，也不是微粒，也不是它们的混合 物。
从本质上，讲光和一般无线电波并无区别，光和电磁波一样是横波，即波的振动方向与传播 方向垂直。一个发光体就是电磁波的发射源，发光体发射的电磁波向周围空间传播，和水波 波动产生的波浪向四周传播相似。强度最大或最小的两点距离称为波长，用λ表示。传播一 个波长所需的时间称为周期，用T表示，一个周期就是一个质点完成一次振动所需要的时 间。1秒内振动的次数称为频率，用ν表示。经过1s振动传播的距离称为速度，用“v”表 示。波长、频率、周期和速度之间有如下关系：
v=λ/T ，ν=1/T，v=λν
由此可见，光的波长与频率成反比。实际上光波只占整个电磁波波段的很小一部分。波长在 400～700nm的电磁波能够为人眼所感觉，称为可见光，超过这个范围人眼就感觉不到了。不 同波长的可见光在我们的眼睛中产生不同的颜色感觉，按照波长由长到短，光的颜色依次是 红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色。不同波长的电磁波在真空中具有完全相同的传播速度， 数值是c=300,000km/s。
光既然是电磁波，研究光的传播问题，应该是一个波动传播问题，但是在设计照相机镜头及 其他光学仪器时，并不把光看作是电磁波，而是把光看作是能传播能量的几何线，叫做光 线。光源A发光就是向四周发出无数条几何线，这无数条具有方向的几何线就叫做光线。这
样在几何光学中研究光的传播问题，就变成了一个几何问题、数学问题，问题简化多了。
下面叙述几何光学的几个基本定律——光线的传播规律：
(1)光的直线传播定律 光在均匀介质中，是沿着直线传播的，即在均匀介质中光线为一直 线。光的直线传播现象在日常生活中随时随地可以见到，如物体被光照射而成影，小孔成像 等。光的直线传播引出了光线这个概念。
(2)光的独立传播定律 光的传播是独立的，当不同光线从不同方向通过介质某一点时，彼此 互不影响。当两支光线会聚于空间某一点时，它的作用为简单的叠加。光线的这一性质，使 被拍摄物体各点的光互不影响地进入照相镜头，在成像面上成像。
(3)光的反射定律 当光传播到两种不同介质的分界面时，就会改变传播方向，发生光的反 射。光的反射定律指出：
①入射光线、反射光线和分界面上光投射点的法线在同一平面内，人射光线与反射光线分别 位于法线的两侧。
②人射角和反射角相等。入射光线与法线N的夹角记为入射角，用i表示；反射光线与法线N 的夹角记为反射角，用α表示。则有i=α。光的反射现象还具有可逆性，假如光线逆着原来反 射光线方向入射到界面上，那么它将逆着原来入射光线的方向反射出去。随着界面的不同， 反射又可分为定向反射和漫反射。从一个方向入射到光亮、平整的镜子上的光线，入射点都 落到同一平面上，其反射都向着同一方向，则称为定向反射。当光从一个方向投射到粗糙表 面上时（如毛玻璃面等），由于粗糙面可以看成由许多角度不同的小平面组成，光线便从各 个不同的方向反射出去，称为漫反射。但需注意在漫反射现象中，就每一条光线而言都还是 遵循反射定律的。
光的反射，在照相术中起着相当重要的作用。例如人本身并不发光，但当光线从各个角度照 射到人身上后，光线便可从各个角度有所反射。我们常利用反射光进行拍照，就是遵循光的 反射定律。
（5）――照相镜头特性及分类
照相镜头是照相机的最重要部件之一，一般由多片正透镜、负透镜、胶合透镜组，以及固定 这些光学元件的金属隔卷和镜筒组合而成。它的作用是把被摄目标清晰地成像在感光胶片 上。
一、照相镜头的光学特性
照相镜头的光学特性可由三个参数来表示，即照相镜头的焦距f、相对孔径D/f和视场角2 ω。其实就135照相机而言，其标准画幅已确定为24mm X 36mm，则其对角线长度为2η =43.266。照相机镜头的焦距f和视场角ω之间存在着以下关系：
式中：2η——画幅的对角线长度；
f——镜头的焦距。
照相机镜头的另一个最重要的光学特征指标是相对孔径。它表示镜头通过光线的能力，用就爱阅读网友整理上传,为您提供最全的知识大全,期待您的分享，转载请注明出处。
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1材料现代分析方法试题1（参考答案）一、基本概念题（共10题，每题5分）1．谁首先发现了揭示了答伦琴首先发现了厄揭示了2．下列哪些晶面属于11晶带（1）、（1）、（231）、（211）、（101）、（01）、（13），（0），（12），（12），（01），（212），为什么答（0）（1）、（211）、（12）、（01）、（01）晶面属于11晶带，因为它们符合晶带定律hukv。3．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为什么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。4．在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力它们的衍射谱有什么特点答在一块冷轧钢板中可能存在三种内应力，它们是第一类内应力是在物体较大范围内或许多晶粒范围内存在并保持平衡的应力。称之为宏观应力。它能使衍射线产生位移。第二类应力是在一个或少数晶粒范围内存在并保持平衡的内应力。它一般能使衍射峰宽化。第三类应力是在若干原子范围存在并保持平衡的内应力。它能使衍射线减弱。5．透射电镜主要由几大系统构成各系统之间关系如何答四大系统电子光学系统,真空系统,供电控制系统,附加仪器系统。其中电子光学系统是其核心。其他系统为辅助系统。6．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答主要有三种光阑①聚光镜光阑。在双聚光镜系统中,该光阑装在第二聚光镜下方。作用限制照明孔径角。②物镜光阑。安装在物镜后焦面。作用提高像衬度减小孔径角，从而减小像差进行暗场成像。③选区光阑放在物镜的像平面位置。作用对样品进行微区衍射分析。7．什么是消光距离影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件是什么答消光距离由于透射波和衍射波强烈的动力学相互作用结果，使振荡的深度周期叫消光距离。影响因素晶胞体积,结构因子,电子波长。8．倒易点阵与正点阵之间关系如何画出体的倒易点阵，并标出基本矢量a,b,c。答倒易点阵与正点阵互为倒易。29．红外测试样品需尽可能把游离水驱除干净。含游离水样品的红外谱图中在哪两个波数范围会出现吸收峰答把样品放入110℃烘箱中干燥至少2小时，并抽真空含游离水样品的红外谱图在3000590在吸收峰。10．一种化合物含有两个基团与各含一个基团的两种化合物的混合物，其红外谱图有大的差别吗为什么答若该化合物中的两个基团是孤立的，通常两种测试样品的红外谱图没有大的差别，因此测试红外光谱时应尽可能把样品的各组份完全分离后测试。二、综合及分析题（共5题，每题10分）1．决定试说明式中各参数的物理意义答射线的强度λ为入射为试样到观测点之间的距离V为被照射晶体的体积单位晶胞体积P为多重性因子，表示等晶面个数对衍射强度的影响因子F为结构因子，反映晶体结构中原子位置、种类和个数对晶面的影响因子φθ为角因子，反映样品中参与衍射的晶粒大小，晶粒数目和衍射线位置对衍射强度的影响Aθ为吸收因子，圆筒状试样的吸收因子与布拉格角、试样的线吸收系数μ板状试样吸收因子与μ有关，而与θ角无关。表示温度因子。32．比较物相定量分析的外标法、内标法、接比较法和全谱拟合法的优缺点答外标法就是待测物相的纯物质作为标样以不同的质量比例另外进行标定，并作曲线图。外标法适合于特定两相混合物的定量分析，尤其是同质多相（同素异构体）混合物的定量分析。内标法是在待测试样中掺入一定量试样中没有的纯物质作为标准进行定量分析，其目的是为了消除基体效应。内标法最大的特点是通过加入内标来消除基体效应的影响，它的原理简单，容易理解。但它也是要作标准曲线，在实践起来有一定的困难。K值法是内标法延伸。K值法同样要在样品中加入标准物质作为内标，人们经常也称之为清洗剂。是选用刚玉在行参比强度比较，K值法是一种较常用的定量分析方法。直接比较法通过将待测相与试样中存在的另一个相的衍射峰进行对比，求得其含量的。直接法好处在于它不要纯物质作标准曲线，也不要标准物质，它适合于金属样品的定量测量。以上四种方法都可能存在因择优取向造成强度问题。谱拟合定量分析方法。通过计算机对试样图谱每个衍射峰的形状和宽度，进行函数模拟。全谱拟合定量分析方法，可避免择优取向，获得高分辨高准确的数字粉末衍射图谱，是目前不足之处是必须配有相应软件的衍射仪。3．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解释为何对称入射B//时，即只有倒易点阵原点在爱瓦尔德球面上，也能得到除中心斑点以外的一系列衍射斑点答（1）由以下的电子衍射图可见4∵2θ很小，一般为120∴（）由代入上式即，就是电子衍射的基本公式。令一定义为电子衍射相机常数（2）、在0附近的低指数倒易阵点附近范围，反射球面十分接近一个平面，且衍射角度非常小0时产生电子衍射的厄瓦尔德球构图。答偏离矢量偏离?θ时，倒易杆中心至爱瓦尔德球面交截点的距离下图为s0，s0三种情况下的爱瓦尔德球图。8．请说明层错的一般衬度特征。答层错衬度的一般特征1）平行于薄膜表面的层错衬度特征为，在衍衬像中有层错区域和无层错区域将出现不同的亮度，层错区域将显示为均匀的亮区或暗区。252）倾斜于薄膜表面的层错，其衬度特征为层错区域出现平行的条纹衬度。3）层错的明场像，外侧条纹衬度相对于中心对称，当时，明场像外侧条纹为亮衬度，当时，外侧条纹是暗的而暗场像外侧条纹相对于中心不对称，外侧条纹一亮一暗。4）下表面处层错条纹的衬度明暗场像互补，而上表面处的条纹衬度明暗场不反转。9．若只含碳氢两种元素的一种不饱和有机物有三个双键，如何用一种光谱来确定其双键可能的排列类型答三个双键共轭、两个共轭和三个双键孤立三种状况，其紫外光谱吸收蜂分别在1771060于三类物质紫外吸收峰存在很大差别，容易确定其实际的双键排列类型。10．红外谱图在2100可能含有几种什么基团答碳碳或碳氮三键和各种累积双键、二、综合及分析题（共5题，每题10分）1．试从入射光束、样品形状、成相原理、衍射线记录、衍射花样、样品吸收与衍射强度（公式）、衍射装备及应用等方面比较衍射仪法与德拜的异同点。答入射为单色的特征X射线，都有光栏调节光束。不同衍射仪法采用一定发散度的入射线，且聚焦半径随2θ变化，德拜法通过进光管限制入射线的发散度。试样形状衍射仪法为平板状，德拜法为细圆柱状。试样吸收衍射仪法吸收时间短，德拜法吸收时间长，约为1020h。记录方式衍射仪法采用计数率仪作图，与计算机连接可实现自动记录和衅谱处理，德拜法采用环带形底片成相，而且它们的强度（I）对（2θ）的分布（线）也不同，衍射仪图谱中强度或直接测量精度高，且可获得绝对强度衍射装备衍射仪结构复杂成本高，德拜法结构简单造价低应用衍射仪与计算机连接，通过许多软件可获得各种信息而得到广泛应用。2．试述其鉴定时应注意问题答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值（2）利用出基本符合的物相名称及卡片号（3）将实测的d、基本符合，就可定为该物相。鉴定时应注意的问题（1）。（2）低角度线的数据比高角度线的数据重要。（3）强线比弱线重要，特别要重视（4）应重视特征线。（5）应尽可能地先利用其他分析、鉴定手段，初步确定出样品可能是什么物相，将它局限于一定的范围内。263．菊池线产生的原因是什么表现出什么样的几何特征请画出不同取向条件下发生菊池线衍射和斑点衍射的厄瓦尔德球构图，以及菊池线对与衍射斑点的相对位置图。答（1）原因非弹性散射的电子发生弹性相干散射的结果。（2）菊池线对的几何特征菊池线对间距等于相应衍射斑点到中心斑点的距离菊池线对的中线可视为是面与底片的交线线对公垂线与相应的斑点坐标矢量平行菊池线对在衍射图中的位置对样品晶体的取向非常敏感对称入射，即B//，线对对称分布于中心斑点两侧双光束条件，即s0，亮线通过点，暗线通过中心斑点Sg0时，菊池线对分布于中心斑点的同一侧Sg射线管靶材的发射谱稍大于被照射试样的吸收谱，或进行衍射分析时，总希望试样对X射线应尽可能少被吸收，获得高的衍射强度和低的背底。2．叙述X射线物相分析的基本原理，试比较衍射仪法与德拜法的优缺点叙述比较衍射仪法与德拜法的优缺点答特定点阵类型、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中晶面网间距值对强度过与衍射分析标准数据比较鉴定物相。与照相法相比，衍射仪法的优缺点。（1）简便快速衍射仪法都采用自动记录，不需底片安装、冲洗、晾干等手续。可在强度分布曲线图上直接测量2θ和在底片上测量方便得多。衍射仪法扫描所需的时间短于照相曝光时间。一个物相分析样品只需约15分钟即可扫描完毕。此外，衍射仪还可以根据需要有选择地扫描某个小范围，可大大缩短扫描时间。（2）分辨能力强由于测角仪圆半径一般为185大于德拜相机的半径（因而衍射法的分辨能力比照相法强得多。36如当用2θ30重线即能分开而在德拜照相中2θ小于90°时重线不能分开。（3）直接获得强度数据不仅可以得出相对强度，还可测定绝对强度。由照相底片上直接得到的是黑度，需要换算后才得出强度，而且不可能获得绝对强度值。（4）低角度区的2θ测量范围大测角仪在接近2θ0°附近的禁区范围要比照相机的盲区小。一般测角仪的禁区范围约为2θ＜3°（如果使用小角散射测角仪则更可小到2θ＝，而直径57．3般为2θ＞8°。这相当于使用射时，衍射仪可以测得面网间距小角散射测角仪可达1000而一般德拜相机只能记录（5）样品用量大衍射仪法所需的样品数量比常用的德拜照相法要多得多。后者一般有5～10少甚至可以少到不足衍射仪法中，如果要求能够产生最大的衍射强度，一般约需有上的样品即使采用薄层样品，样品需要量也在100（6）设备较复杂，成本高。显然，与照相法相比，衍射仪有较多的优点，突出的是简便快速和精确度高，而且随着电子计算机配合衍射仪自动处理结果的技术日益普及，这方面的优点将更为突出。所以衍射仪技术目前已为国内外所广泛使用。但是它并不能完全取代照相法。特别是它所需样品的数量很少，这是一般的衍射仪法远不能及的。3．（1）为什么2）当两相共存且具有对称取向关系时，其一幅衍射花样中常常出现许多斑点群，这时，可能怀疑其为二次衍射，请问应该如何鉴定其为二次衍射。答（1）对于构F?0的条件hkl偶数若（（间发生二次衍射，二次衍射斑点（（（偶数（身F0，即应该出现的。即不会出现多余的斑点，仅是斑点强度发生了变化。对于构F?0的条件是h,k,l全奇数或全偶数（（（显然全奇数或全偶数，本身是存在的。因此，不会出现多余的斑点，仅是斑点强度发生了变化。4．说明孪晶与层错的衬度特征，并用各自的衬度形成原理加以解释。答孪晶的衬度特征是孪晶的衬度是平直的，有时存在台阶，且晶界两侧的晶粒通常显示不同的衬度，在倾斜的晶界上可以观察到等厚条纹。层错的衬度是电子束穿过层错区时电子波发生位相改变造成的。其一般特征是1）平行于薄膜表面的层错衬度特征为，在衍衬像中有层错区域和无层错区域将出现不同的亮度，层错区域将显示为均匀的亮区或暗区。2）倾斜于薄膜表面的层错，其衬度特征为层错区域出现平行的条纹衬度。373）层错的明场像，外侧条纹衬度相对于中心对称，当时，明场像外侧条纹为亮衬度，当时，外侧条纹是暗的而暗场像外侧条纹相对于中心不对称，外侧条纹一亮一暗。4）下表面处层错条纹的衬度明暗场像互补，而上表面处的条纹衬度明暗场不反转。5．分别指出谱图中标记的各吸收峰所对应的基团答3250–含氢键的伸缩振动，2820–可能是醛的1690–对应C分别是芳香族和720对应定位取代基。材料现代分析方法试题8（参考答案）一、基本概念题（共10题，每题5分）1．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。2．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。答简单点阵不存在系统消光，体心点阵衍射线的系统消光规律是hkl偶数时出现反射，hkl奇数时消光。面心点阵衍射线的系统消光规律是h,k,h,k,l有奇有偶38时消光。答简单点阵不存在系统消光，体心点阵衍射线的系统消光规律是hkl偶数时出现反射，hkl奇数时消光。面心点阵衍射线的系统消光规律是h,k,l全奇或全偶出现反射，h,k,l有奇有偶时消光。3．某一粉末相上背射区线条与透射区线条比较起来，其θ较高抑或较低相应的答背射区线条与透射区线条比较θ较高，产生衍射线必须符合布拉格方程2λ，对于背射区属于2θ高角度区，根据dλ/2θ越大4．物相定性分析的原理是什么对食盐进行化学分析与物相定性分析，所得信息有何不同答物相定性分析的原理是根据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，当一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个反射晶面的晶面间距值中晶面网间距值对强度些衍射花样有两个用途一是可以用来测定晶体的结构，这是比较复杂的。二是用来测定物相，所以，任何一种结晶物质的衍射数据是其晶体结构的必然反映，因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相，这个过程比较简单。分析的思路将样品的衍射花样与已知标准物质的衍射花样进行比较从中找出与其相同者即可。对食盐进行化学分析与物相定性分析，前者获得食盐化学组成，后者能获得物相组成及晶体结构。5．分析电磁透镜对电子波的聚焦原理，说明电磁透镜的结构对聚焦能力的影响。答电磁透镜的聚焦原理（1）电荷在磁场中运动时，受到磁场的作用力，即洛仑磁力。（2）透射电子显微镜中用磁场来使电子波聚焦成像的装置是电磁透镜。（3）电磁透镜实质是一个通电的短线圈，它能造成一种轴对称的分布磁场提高加速电压，缩短电子波长，提高电镜分辨率。6．分析电子衍射与答电子衍射与（1）电子波的波长比此，在同样满足布拉格条件时，它的衍射角度很小，102。（2）电子衍射产生斑点大致分布在一个二维倒易截面内，晶体产生的衍射花样能比较直观地反映晶体内各晶面的位向。因为电子波长短，用解时，反射球半径很大，在衍射角很小时的范围内，反射球的球面可近似为平面。（3）电子衍射用薄晶体样品，其倒易点沿样品厚度方向扩展为倒易杆，增加了倒易点和果使略偏离布拉格条件的电子束也能发生衍射。（4）电子衍射束的强度较大，拍摄衍射花样时间短。因为原子对电子的散射能力远大于对7．衍衬运动学的基本假设及其意义是什么怎样做才能满足或接近基本39假设答（1）、忽略样品对电子束的吸收和多重散射。（2）、不考虑衍射束和透射束间的交互作用。即对衬度有贡献的衍射束，其强度相对于入射束强度是非常小的。（3）、双光束近似意味着a存在一个S值b具有互补性基本假设（4）柱体近似。试样下表面某点所产生的衍射束强度近似为以该点为中心的一个小柱体衍射束的强度，柱体与柱体间互不干扰。满足或接近基本假设得做到（1）试样取向应使衍射晶面处于足够偏离布拉格条件的位置，即S≠0（2）要采用足够薄的样品8．产生电子衍射的必要条件与充分条件是什么答产生电子衍射的充分条件是0，产生电子衍射必要条件是满足或基本满足布拉格方程。9．为什么紫外光谱定量分析的准确度比红外光谱高很多答因为紫外光谱的能级差比红外光谱大很多，好仪器外界因素对测试的干扰相对很小。10．你如何用学过的光谱来分析确定乙炔是否已经聚合成了聚乙炔答可采用红外光谱测试，观察是否有共轭双键生成可采用紫外光谱测定，以确定是否有共轭双键生成，以及一些共轭双键长度的信息。二、综合及分析题（共5题，每题10分）1．决定试说明式中各参数的物理意义答试中各参数的含义是射线的强度λ为入射为试样到观测点之间的距离V为被照射晶体的体积单位晶胞体积P为多重性因子，表示等晶面个数对衍射强度的影响因子F为结构因子，反映晶体结构中原子位置、种类和个数对晶面的影响因子Aθ为吸收因子，圆筒状试样的吸收因子与布拉格角、试样的线吸收系数μl和试样圆柱体的半径有关平板状试样吸收因子与μ有关，40而与θ角无关。φθ为角因子，反映样品中参与衍射的晶粒大小，晶粒数目和衍射线位置对衍射强度的影响温度因2．衍射仪测量在入射光束、试样形状、试样吸收以及衍射线记录等方面与德拜法有何不同答入射为单色的特征有光栏调节光束。不同衍射仪法采用一定发散度的入射线，且聚焦半径随2θ变化，德拜法通过进光管限制入射线的发散度。试样形状衍射仪法为平板状，德拜法为细圆柱状。试样吸收衍射仪法吸收时间短，德拜法吸收时间长，约为1020h。记录方式衍射仪法采用计数率仪作图，德拜法采用环带形底片成相，而且它们的强度（I）对（2θ）的分布（线）也不同3．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的关系及其原因。比较与答（1）由以下的电子衍射图可见∵2θ很小，一般为120∴（）由代入上式即，上就是电子衍射的基本公式。令一定义为电子衍射相机常数有热振动影响时的衍射强度无热振动理想情况下的衍射强度41把电子衍射基本公式写成矢量表达式这说明是相应的按比例放大，2）、倒易点阵与电子衍射图的关系是电子衍射图是二维倒易截面在平面上的投影，这是因为在0附近的低指数倒易阵点附近范围，反射球面十分接近一个平面，且衍射角度非常小10，这样反射球与倒易阵点相截是一个二维倒易平面。这些低指数倒易阵点落在反、孪晶的衬度特征是孪晶的衬度是平直的，有时存在台阶，且晶界两侧的晶粒通常显示不同的衬度，在倾斜的晶界上可以观察到等厚条纹。4．说明孪晶与层错的衬度特征，并用各自的衬度形成原理加以解释。答层错的衬度是电子束穿过层错区时电子波发生位相改变造成的。其一般特征是1）平行于薄膜表面的层错衬度特征为，在衍衬像中有层错区域和无层错区域将出现不同的亮度，层错区域将显示为均匀的亮区或暗区。2）倾斜于薄膜表面的层错，其衬度特征为层错区域出现平行的条纹衬度。3）层错的明场像，外侧条纹衬度相对于中心对称，当时，明场像外侧条纹为亮衬度，当时，外侧条纹是暗的而暗场像外侧条纹相对于中心不对称，外侧条纹一亮一暗。4）下表面处层错条纹的衬度明暗场像互补，而上表面处的条纹衬度明暗场不反转。射球面上，产生相应的衍射束。（3）电子衍射与a、电子波的波长比X射线短得多，因此，在同样满足布拉格条件时，它的衍射角度很小，102。b、电子衍射产生斑点大致分布在一个二维倒易截面内，晶体产生的衍射花样能比较直观地反映晶体内各晶面的位向。因为电子波长短，用解时，反射球半径很大，在衍射角很小时的范围内，反射球的球面可近似为平面。c、电子衍射用薄晶体样品，其倒易点沿样品厚度方向扩展为倒易杆，增加了倒易点和果使略偏离布拉格条件的电子束也能发生衍射。d、电子衍射束的强度较大，拍摄衍射花样时间短。因为原子对电子的散射能力远大于对5．分别指出谱图中标记的各吸收峰所对应的基团42答2995缩振动，–两个C0吸收峰，1380–甲基亚甲基的振动吸收峰，–对称料现代分析方法试题9（参考答案）一、基本概念题（共10题，每题5分）1．为什么特征X射线的产生存在一个临界激发电压X射线管的工作电压与其靶材的临界激发电压有什么关系为什么答要使内层电子受激发，必须给予施加大于或等于其结合能的能量，才能使其脱离轨道，从而产生特征要施加的最低能量，就存在一个临界激发电压。X射线管的工作电压一般是其靶材的临界激发电压的3，这时特征射线比例最大，背底较低。2．布拉格方程2λ中的d、θ、λ分别表示什么布拉格方程式有何用途答示面的面网间距，θ角表示掠过角或布拉格角，即入射λ表示入射该公式有二个方面用途（1）已知晶体的d值。通过测量θ，求特征，并通过λ判断产生特征主要应用于（2）已知入射X射线的波长，通过测量θ，求晶面间距。并通过晶面间距，测定晶体结构或进行物相分析。3．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。434．什么是丝织构，它的极图有何特点答丝织构是一种晶粒取向轴对称分布的织构，存在于拉、轧或挤压成形的丝、棒材及各种表面镀层中。其特点是多晶体中各种晶粒的某晶向丝轴或镀层表面法线平行。丝织构的极图呈轴对称分布5．电磁透镜的像差是怎样产生的如何来消除和减少像差答电磁透镜的像差包括球差、像散和色差。球差即球面像差，是磁透镜中心区和边沿区对电子的折射能力不同引起的，其中离开透镜主轴较远的电子比主轴附近的电子折射程度更大，因此设计电镜时应尽量减小球差，并提高加速电压以缩短波长，来提高分辨率。像散是由于电磁透镜的轴向磁场不对称旋转引起。可以通过引入一强度和方位都可以调节的矫正磁场来进行补偿色差是电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的。稳定加速电压和透镜电流可减小色差。色差系数和球差系数均随透镜激磁电流的增大而减小。6．扫描电镜的成像原理与透射电镜有何不同答扫描电子显微镜（以类似电视摄影显像的方式，通过细聚焦电子束在样品表面扫描激发出的各种物理信号来调制成像的显微分析技术。用电磁透镜放大成像7．二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答二次电子像显示表面形貌衬度时1）凸出的尖棱，小粒子以及比较陡的斜面处荧光屏上这部分的亮度较大。2）平面上的额较小，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。背散射电子像显示表面形貌衬度时1）用分辨率远比2）直线轨迹逸出样品表面，对于背向检测器的样品表面，因检测器无法收集到变成一片阴影，因此，其图象衬度很强，衬度太大会失去细节的层次，不利于分析。因此，貌分析效果远不及一般不用8．要分析钢中碳化物成分和基体中碳含量，应选用哪种电子探针仪为什么答分析钢中碳化物成分可用能谱仪分析基体中碳含量可用波谱仪，这是因为与波谱仪相比，能谱仪具有以下优点能谱仪探测灵敏度比波谱仪高约一个数量级。在同一时间对分析点内所有元素几分钟内可得到定性分析结果，而波谱仪只能逐个测量每种元素特征波长。结构简单，稳定性和重现性都很好（因为无机械传动）不必聚焦，对样品表面无特殊要求，适于粗糙表面分析。与波谱仪相比能谱仪具有以下缺点和不足分辨率低i检测器分辨率约为160谱仪分辨率为5－104能谱仪中因i检测器的铍窗口限制了超轻元素的测量，因此它只能分析原子序数大于11的元素而波谱仪可测定原子序数从4到92间的所有元素。能谱仪的i探头必须保持在低温态，因此必须时时用液氮冷却9．影响红外光谱吸收峰位置的主要因素有哪些答成键轨道类型，诱导效应，共轭效应，键张力，氢键，振动的耦合，不同物态等。10．解释红外光谱图的一般程序是什么答运用红外光谱解谱的四要素，分析吸收峰对应的基团若是单纯物质可对照可查该物质相应发表文献的红外光谱信息。二、综合及分析题（共5题，每题10分）1．试述答X射线衍射仪结构包括X射线发生器、测角仪、X射线探测器、光路系统，主要是滤波片（单色器）和狭缝系统，以及记录和自动保护系统。X射线发生器通常是由X射线管和高压变压器组成，X射线管中阴极通电后产生电子云，经高压电给予增加能量形成高速运动的电子撞击阳极金属靶上，经与金属靶材料发生作用而激发出特征X射线，经滤波后去掉线，余下狭缝后形成近似平行的射线到达样品上，在测角仪转动扫描过程中，若某些晶面与入射射线经狭缝平行化成达到探测器（计数管），探测器将放大输出到记录仪上记录及保存。由于此需要循环水保护系统。3．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答影响扫描电镜分辨率的有三大因素电子束束斑大小，检测信号类型，检测部位原子序数。用不同的信号成像时，分辨率的大小如下信号二次电子背散射电子吸收电子特征歇电子分辨率5～～005～10因为此，分辨率是指二次电子像的分辨率4．举例说明电子探针的三种工作方式点、线、面在显微成分分析中的应用。答（1）电子探针定点分析将电子束固定在要分析的微区上用波谱仪分析时，改变分光晶体和探测器的位置，即可得到分析点的用能谱仪分析时，几分钟内即可直接从荧光屏（或计算机）上得到微区内全部元素的谱线（2）电子探针线分析45将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征长或能量）的位置把电子束沿着指定的方向作直线轨迹扫描，便可得到这一元素沿直线的浓度分布情况。改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。（3）电子探针面分析电子束在样品表面作光栅扫描，将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征长或能量）的位置，此时，在荧光屏上得到该元素的面分布图像。改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。也是用．推断谱图中可能含有什么基团答（1）酚羟基，因为3000峰强吸收和1150存在吸收峰（2）存在苯环，因为00附近有吸收峰，以及6003）存在烷基，2800料现代分析方法试题10（参考答案）一、基本概念题（共10题，每题5分）1．一束X射线照射一个原子列（一维晶体），只有镜面反射方向上才有可能产生衍射线，此种说法是否正确答不正确，因为一束子列上每个原子受迫都会形成新的射线，只要符合光的干涉三个条件（光程差是波长的整数倍），不同点光源间发出的面反射，其光程差为零，是特殊情况。2．什么叫干涉面当波长为λ的X射线照射到晶体上发生衍射，相邻两个（面的波程差是多少相邻两个（面的波程差是多少答晶面间距为d/n、干涉指数为假想晶面称为干涉面。当波长为λ的X射线照射到晶体上发生衍射，相邻两个（面的波程差是相邻两个（面的波程差是λ。463．谢乐公式B的B、λ、t、θ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答B为半高宽或峰的积分宽度，λ为入射X射线波长，t为粒径大小，θ为表示选用这是运用X射线来测定晶粒大小的一个基本公式。B为衍射峰的宽，t表示晶粒的大小。可见当晶粒变小时，衍射峰产生宽化。一般当晶粒小于10，它的衍射峰就开始宽化。因此式适合于测定晶粒10即100纳米以下晶粒的粒径。因此，它是目前测定纳米材料颗粒大小的主要方法。虽然精度不很高，但目前还没有其它好的方法测定纳米级粒子的大小。②一般情况下我们的样品可能不是细小的粉末，但实际上理想的晶体是不存在的，即使是较大的晶体，它经常也具有镶嵌结构在，即是由一些大小约在10向稍有差别的镶嵌晶块组成。它们也会导到4．试述极图与反极图的区别答极图是多晶体中某{面族的倒易矢量（或晶面法线）在空间分布的极射赤面投影图。它取一宏观坐标面为投影面，对板织构可取轧面，对丝织构取与丝轴平行或垂直的平面。图7111}极图，投影面为轧面。在极图上用不同级别的等密度线表达极点密度的分布，极点密度高的部位就是该晶面极点偏聚的方位。反极图表示某一选定的宏观坐标（如丝轴、板料的轧面法向对于微观晶轴的取向分布，因而反极图是以单晶
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