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材料结构分析复习 由 “漂亮的雷锋们” 整理提供 推动现代文明发展三大学科是什么？ 答：材料、信息、能源 材料研究的四大要素是什么？ 答：成分、结构、加工、性能 材料结构分析常用的方法分为哪几类？ 答：组织形貌分析、晶体物相分析、成分价键分析、分子结构分析 材料的结构与性能的关系是什么？ 答：结构决定性能，性能反映结构。 什么是距离分辨率？在材料结构分析中，影响距离分辨率的因素有哪些？ 答： 什么是菲涅尔衍射？什么是弗朗禾费衍射？衍射理论的核心是什么？ 答： 菲涅尔衍射：成像时，当光源或观察屏之一与孔径或障碍物之间的距离为有限是产生的衍射。 弗朗禾费衍射：光源、障碍物、观察屏三者之间距离为无限远时的衍射。 衍射核心：指波遇到障碍物时，偏离原来直线传播的现象。 什么是阿贝成像原理？ 答：简述为：1、平行光束受到具有周期性特征物体的散射作用形成衍射谱。2、各级衍射谱重新通过干涉在像表面上形成反映物体特征的像。 光学显微镜所成的的像和物之间的相似性是由什么决定的？ 答：参与成像的衍射斑点越多，物像与物体的相似性越好。 什么是数值孔径？什么是孔径角？在孔径角一定的情况下，如何增加数值孔径？ 答：数值孔径：简写NA，表示物镜分辨细节能力的参数，是物镜性能高低的作业标志。 孔径角：物镜光轴上的物点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度。 增大NA方法：增大介质的折射率n值。 什么是埃利斑?什么是瑞利判据？根据瑞利判据，一个光学仪器的分辨率的定义是什么？ 答：埃利斑：由于衍射效应，一个点光源在像平面上形成一个具有一定尺寸的中央亮斑及其周围明暗相间的圆环所组成。 瑞利判据：两埃利斑中心间距等于第一暗环半径R。 定义：通常把两埃利斑中心间距等于第一暗环半径R0样品上相应的两个物像点间距离Δr0定义为透镜分辨率。 什么是分辨本领？光学仪器的分辨本领是由哪些因素决定？ 答：分辨本领：透镜能分辨的两点间的最小距离。 决定因素：物镜的NA值、照明光源的波长。 什么是阿贝极限？光学显微镜分辨率的极限是什么？为什么？ 答：即分辨率极限，大约是可见光波长的一半。 光学显微镜极限为0.2μm。 什么是像差？形成像差的根本原因是什么？光学显微镜的像差包括哪些？它们的产生机理分别是什么？各种像差如何进行消除？ 答：像差：物体通过透镜形成不完全相似的像。 形成原因：透镜本身存在各种像差。 像差种类及消除方法：a、球面像差（组合透镜为物镜校正）b、色像差（不同的组合透镜为物镜校正）c、像域弯曲（特制的物镜校正）。 什么是扫描电子显微镜？与光学显微镜相比，扫描电子显微镜的优势有哪些？ 答：是以类似电视或摄像机的成像方式，用聚焦电子束在样品表面扫描时激发产生的某些物理信号调制成像的仪器。 优势：a、高的分辨率。b、有较高的放大倍数，在20-30万之间连续可调。c、有很大的景深、视野大、成像富有立体感，可之间观察各种样品凹凸不平表面的细微结构。d、配有X射线能谱仪装置，可以同时进行显微组织形貌的观察和微区成分分析。e、样品制备简单。 电子束与固体样品作用时产生散射的机制是什么？按照电子的动能是否变化区分，可分为哪几类？ 答：机制：电子束沿一方向入射到样品内时，受固体物质中晶格位场和原子库伦场作用，入射方向发生改变。 分类：a、弹性散射。b、非弹性散射。 电子束与固体样品作用时产生的信号深度及区域大小与分辨率的关系是什么？ 答：随着信号深度升高作用范围变宽，不利于空间分辨率。 扫描电子显微镜的物理信号有哪些？各自产生的机理分别是什么？ 答：a、二次电子（被入射电子轰击出来的样品中原子的核外电子）。 b、背散射电子（反射回来的入射电子）。 c、X射线（损失能量激发内层电子发生电离）。 扫描电子显微镜的工作原理是什么？ 答：光栅扫描、逐点成像。 扫描电子显微镜由哪些系统组成？各系统的作用是什么？ 答：a、电子光学系统（电子枪、电磁透镜、光阑、扫描系统、样品室）。作用：为获得扫描电子，作为信号的激发源。 b、信号收集及图像显示和记录系统（信号收集系统、图像显示和记录系统）。作用：信号记录收集后调制成像。 c、真空系统和电源系统。作用：保证电子光学系统正常工作，防止样品被污染提供高的真空度。 电子枪分为哪几类？它们产生电子束的机理分别是什么？ 答：a、发卡式钨灯丝热阴极电子枪（依靠电流加热灯丝，使灯丝发射热电子，并经过阳极和灯丝之间的强电场加速得到高能电子束） b、六硼化镧（LaB6）热阴极电子枪（同上） c、场发射电子枪（利用靠近曲率半径很小的阴极尖端附近端的强电场，使阴极尖端发射电子） 21、什么是衬度像？为什么二次电子的形貌忖度像分辨率高于背散射电子忖度像？ 答：由于样品表面微区特征（如形貌、原子序数或化学成分、晶体结构或位向等）的差异，在电子束