包装 材料 测试 方法

材料测试与研究方法思考与练习题

第一章 色谱分析

1. 气相色谱仪由哪几部分组成？ 2. 气相色谱的分离原理是什么。

3. 解释基线、保留值、死时间、保留时间和调整保留时间。 4. 热导池检测器的基本原理是什么？ 5. 根据色谱图可得到哪些信息？ 6. 简述柱温选择的原则。 7. 简述气相色谱分析的优缺点。 8. 简述色谱定量分析的依据 9. 简述对固定液的要求

10. 使用归一化方法定量时，应具有什么条件？ 11. 简述内标法使用条件和内标法特点。

12. 色谱定量分析时采用内标法，内标物选择的基本原则是什么？ 13. 比较热导池检测器和氢火焰检测器的优缺点。 14. 简述热导池气相色谱常用氢气作载气的原因。

第二章 紫外光谱分析

1、什么是波谱分析？分子的微观运动分为哪几种？分光光度计由哪几部分组成？

2、 什么是摩尔吸光系数？ 什么是百分吸收系数？ 3、电子的跃迁的类型有哪几种？各种跃迁的特点是什么？ 4、什么是生色团、助色团？什么是红移、蓝移？

5、影响紫外吸收波长的因素有哪些？影响规律各是什么？ 6、什么是R吸收带、K吸收带、E1、E2、B带？ 7、无机化合物紫外吸收光谱产生的原因有哪两个？ 8、用紫外光谱进行定性分析时应考

材料物理专业2013级《材料分析测试方法A》作业

第一章 电磁辐射与材料结构

一、教材习题

1-1 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）。

1-3 某原子的一个光谱项为45FJ，试用能级示意图表示其光谱支项与塞曼能级。 1-5 下列原子核中，哪些核没有自旋角动量？

12

C6、19F9、31P15、16O8、1H1、14N7。

1-8 分别在简单立方晶胞和面心立方晶胞中标明（001）、（002）和（003）面，并据此回答：

干涉指数表示的晶面上是否一定有原子分布？为什么？ 1-9 已知某点阵?a?=3?，?b?=2?，? = 60?，c∥a×b，试用图解法求r*110与r*210。 1-10 下列哪些晶面属于[111]晶带？

(111),(231),(231),(211),(101),(101),(133)。

二、补充习题

1、试求加速电压为1、10、100kV时，电子的波长各是多少？考虑相对论修正后又各是多

少？

第二章 电磁辐射与材料的相互作用

一、教材习题

2-2 下列各光子能量（eV）各在

材料测试与研究方法思考与练习题

第一章 色谱分析

1. 气相色谱仪由哪几部分组成？ 2. 气相色谱的分离原理是什么。

3. 解释基线、保留值、死时间、保留时间和调整保留时间。 4. 热导池检测器的基本原理是什么？ 5. 根据色谱图可得到哪些信息？ 6. 简述柱温选择的原则。 7. 简述气相色谱分析的优缺点。 8. 简述色谱定量分析的依据 9. 简述对固定液的要求

10. 使用归一化方法定量时，应具有什么条件？ 11. 简述内标法使用条件和内标法特点。

12. 色谱定量分析时采用内标法，内标物选择的基本原则是什么？ 13. 比较热导池检测器和氢火焰检测器的优缺点。 14. 简述热导池气相色谱常用氢气作载气的原因。

第二章 紫外光谱分析

1、什么是波谱分析？分子的微观运动分为哪几种？分光光度计由哪几部分组成？

2、 什么是摩尔吸光系数？ 什么是百分吸收系数？ 3、电子的跃迁的类型有哪几种？各种跃迁的特点是什么？ 4、什么是生色团、助色团？什么是红移、蓝移？

5、影响紫外吸收波长的因素有哪些？影响规律各是什么？ 6、什么是R吸收带、K吸收带、E1、E2、B带？ 7、无机化合物紫外吸收光谱产生的原因有哪两个？ 8、用紫外光谱进行定性分析时应考

第一部分

1. X射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？ 2. 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？ （1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射； （2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射； （3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。

3. 什么叫―相干散射‖、―非相干散射‖、―荧光辐射‖、―吸收限‖、―俄歇效应‖、―发射谱‖、―吸

收谱‖？

4. X射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理量描

述它？

5. 产生X射线需具备什么条件？

6. Ⅹ射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？

7. 计算当管电压为50 kv时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波

限和光子的最大动能。

8. 特征X射线与荧光X射线的产生机理有何异同？某物质的K系荧光X射线波长是否等

于它的K系特征X射线波长？ 9. 连续谱是怎样产生的？其短波限?0限?khc1.24?103与某物质的吸收??eVVhc1.24?103有何不同（V和VK以kv为单位）？ ??eVkVk10. Ⅹ射线与物质有哪些相互作用？规律如何？对x射线分析有何影响？反冲电子、光电子

和俄歇电子有何不同？

11. 试计算当管压为50k

一、 填空题

1、 当X射线管的管电压超过临界电压会产生 连续 X射线和 标识 X射线。

2、 X射线衍射方法有劳厄法 、 转晶法 、 粉末法 。

3、 电子能谱分析法是基于电磁辐射或运动实物粒子照射或轰击材料产生的电子能谱进行材料分析的方法，最常用的主要有俄歇电子能谱、 X 射线光电子能谱 和紫外光电子能谱三种。 4、 影响差热曲线的因素有升温速度 、粒度和颗粒形状、装填密度和压力和气氛

5、 X射线测定应力常用的方法有 Sin2Ψ法和0o-45o法。 6、 产生衍射的必要条件是 2dsinθ=nλ ，充分条件是 IFI2≠0 。

7、 结构振幅用∣F2HKL∣ 表示，结构因数用∣FHKL∣表示，结构因数=0时没有衍射我们称系统消光，它包括点阵消光和结构消光。 8、 在GPC测试过程中，如果流动相的流速小于设定值会使测量结果偏小 。

9、 培养细胞的生长方式一般有 贴附型生长 、 悬浮型生长 两种。

10、 凝胶渗透色谱仪一般由进样系统、分离系统、检测系统、数据处理系统四个部分组成。

11、 体外培养一般可分为：细胞培养、组织培养、器官培养。

第 一 页 12、 第一共振线是发射光谱的最

中国海洋大学本科生课程大纲

课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修

一、课程介绍

1.课程描述：材料科学涵盖了金属材料工程、冶金工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化学等专业，它是研究材料的组成与结构、合成与制备、性质及使用性能和测试与表征等四个基本要素及其相互关系与制约规律的一门科学。在这其中，材料性能的测试和对其结构的表征与计算，是实现按照预定性能设计材料和制备材料的关键，《材料研究方法与测试技术》正是在这个需求的基础上开设的一门核心基础课程。《材料研究方法与测试技术》是材料科学一门具有重要学科意义且实用性极强的核心基础课之一。它主要涉及材料研究方法的基础理论知识和材料分析、测试的技术手段，是综合性和实践性紧密相结合的课程，是每一位学习材料的学生必须掌握的知识，在材料学科中具有无可比拟的地位。

2.设计思路：《材料研究方法与测试技术》的理论内容主要是采用课堂讲述的形式，对基本理论、仪器操作和结果分析进行有机结合，培养学生利用所学基础知识分析问题，解决问题的能力，为学生以后从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的理论基础，进而满足社会对于材料科学与工程人才的需求。本课程主要介绍了光学显微

第一部分 X-射线衍射物相分析

一、名词解释

1、倒点阵：一种虚构的数学工具，若以a、b、c表示正点阵的基矢，则与之对应的倒格子基矢满足于a*a=b*b=c*c=1或a*b=a*c=b*a=b*c=c*a=c*b=0则（a*、b*、c*）的点阵为正点阵（a、b、c）的倒点阵。

2、：光程差为波长的整数倍即2d sinO=ny这就是布拉格公式。

3、结构因子：为了表达晶胞的散射能力，定义F=一个晶胞的相干散射振幅/一个电子的相干散射振幅=Eb/Ee。

4、相互作用体积：电子射入固体试样后，受到原子的弹性和非弹性散射，入射电子发生扩散或漫散射，使电子与物质的相互作用不限于电子入射方向，而是具有一定的体积范围，称为相互作用体积。

5、电磁辐射是指在空间传播的交变电磁场。电磁辐射也可称为电磁波（有时也将部分谱域的电磁波泛称为光）。

6、 原子中的一个或几个电子由基态所处能级跃迁到高能级上，这时的原子状态称激发态，是高能态；而原子由基态转变为激发态的过程称为激发。

7、辐射的发射是指物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。辐射发射的实质在于辐射跃迁，即当物质的粒子吸收能量被激发至高能态(E2)后，瞬间返回基态或低能态(E1)，多余的能量以电磁辐射的形式释放

第四节

原子吸收光谱法

原子吸收光谱法——原子吸收分光光度法 从光源辐射出的具有待测元素特征谱线的光， 通过样品蒸汽时被待测元素基态原子所吸收， 从而由特征谱线被减弱的程度来测定样品中 待测元素含量。

优点：检出限低，灵敏度高，测量精度好，选 择性好，分析速度快，应用范围广，仪 器比较简单，操作方便。 缺点：多元素同时测定尚有困难，有相当一些 元素的测定灵敏度还不能令人满意。

一、 基本原理(一)原子吸收光谱的产生

当入射辐射的能量等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态所需要的能量时，原子就要从辐射场 中吸收能量，产生共振吸收，电子由基态跃迁到 激发态，同时伴随着原子吸收光谱的产生。 由于各元素的原子结构和外层电子的排布不同， 元素从基态跃迁至第一激发态时吸收的能量不同， 因而各元素的共振吸收线具有不同的特征。 原子吸收光谱位于紫外区和可见区。

(二)原子吸收光谱的谱线轮廓 原子吸收光谱谱线不是严格几何意义上的线，而是有一定的宽度。 谱线轮廓以原子吸收谱线的中心波长和半高宽 度来表征。 中心波长由原子能级决 定。

半高宽度受到很多实验 因素的影响。图 原子吸收光谱轮廓图

影响宽度的因素有：

多普勒变宽、碰撞变宽(包括共振变宽、洛伦

第一章

一、选择题

1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（ ） A.X射线透射学；B.X射线衍射学；C.X射线光谱学；D.其它

2. M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（ ） A. Kα；B. Kβ；C. Kγ；D. Lα。

3. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（ ）

A． Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。

4. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（ ） A. 短波限λ0；B. 激发限λk；C. 吸收限；D. 特征X射线

5.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（ ） （多选题） A. 光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C）

二、正误题

1. 随X射线管的电压升高，λ0和λk都随之减小。（ ） 2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。（ ） 3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。（ ）

4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。（ ） 5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。（ ）

三、

第四节

原子吸收光谱法

原子吸收光谱法——原子吸收分光光度法 从光源辐射出的具有待测元素特征谱线的光， 通过样品蒸汽时被待测元素基态原子所吸收， 从而由特征谱线被减弱的程度来测定样品中 待测元素含量。

优点：检出限低，灵敏度高，测量精度好，选 择性好，分析速度快，应用范围广，仪 器比较简单，操作方便。 缺点：多元素同时测定尚有困难，有相当一些 元素的测定灵敏度还不能令人满意。

一、 基本原理(一)原子吸收光谱的产生

当入射辐射的能量等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态所需要的能量时，原子就要从辐射场 中吸收能量，产生共振吸收，电子由基态跃迁到 激发态，同时伴随着原子吸收光谱的产生。 由于各元素的原子结构和外层电子的排布不同， 元素从基态跃迁至第一激发态时吸收的能量不同， 因而各元素的共振吸收线具有不同的特征。 原子吸收光谱位于紫外区和可见区。

(二)原子吸收光谱的谱线轮廓 原子吸收光谱谱线不是严格几何意义上的线，而是有一定的宽度。 谱线轮廓以原子吸收谱线的中心波长和半高宽 度来表征。 中心波长由原子能级决 定。

半高宽度受到很多实验 因素的影响。图 原子吸收光谱轮廓图

影响宽度的因素有：

多普勒变宽、碰撞变宽(包括共振变宽、洛伦