01第一章-微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理(文件)
【正文】 波傳到小孔狹縫時，縫上各點都可看作子波源，小孔仿佛一個新的波源，由它發(fā)出與原來同頻率的波 (稱為子波 )在孔后的邊緣處，波的傳播方向發(fā)生改變傳播，于是，就出現(xiàn)了偏離直線傳播方向的衍射現(xiàn)象．當(dāng)狹縫縮小，與波長相近時，衍射效果顯著。 . de Broglie （法， 18921986） 從自然界的 對稱性 出發(fā) , 認(rèn)為 : 既然光 (波 )具有粒子性， . 德布洛意把 題為 “ 量子理論的研究 ” 的博士論文提交巴黎大學(xué)。) 經(jīng)愛因斯坦的推薦，物質(zhì)波理論受到了關(guān)注。 一 、 電子與物質(zhì)相互作用： 透射電鏡 掃描電鏡 第一章 微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理 一 、 電子與物質(zhì)相互作用： 第一章 微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理 一 、 電子與物質(zhì)相互作用： 當(dāng)高速運動的電子穿過固體物質(zhì)時 ， 會受到原子中的電子作用 ， 或受到原子核及周圍電子形成的庫倫電場的作用 ， 從而改變了電子的運動方向 電子散射 。 ?由于干涉結(jié)果 ， 在空間某些方向上彈性散射波相互減弱或相消 ， 在另一些方向上 ， 彈性散射波互相加強 。 Figure Magnified image of figure . 圖 圖 。 ?價電子與核的結(jié)合能很小 ， 被激發(fā)時只引起入射電子少量的能量損失和小角度散射 。 在其周圍的價電子受到排斥 ， 作徑向發(fā)散運動 。 ?入射電子與晶格相互作用可以看作是激發(fā)或吸收聲子的過程； ?雖然入射電子激發(fā)或吸收聲子后能量變化甚微 ， 但是動量相當(dāng)大 ， 將使入射電子發(fā)生大角度散射 。 第一章 微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理 背散射電子 被固體樣品原子反射回來的一部分入射電子 ， 以叫做 反射電子 、 初級背散射電子 。當(dāng)最終散射過程接近樣品表層時 ， 總散射角大于 90176。 ? 當(dāng)原子的核外電子從入射電子獲得了大于相應(yīng)的結(jié)合能 (臨界電離激發(fā)能 )的能量后 ， 可離開原子變成自由電子 。 一個高能入射電子被樣品吸收時 ， 可以在樣品中產(chǎn)生許多自由電子 ，其中價電子電離約占電離總數(shù)的 90％ 。 第一章 微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理 二、 固體樣品受到入射電子激發(fā)產(chǎn)生的各種信號 吸收電子 有一部分電子進入試樣后 ， 經(jīng)過多次非彈性散射 ，能量耗盡 ， 被試樣吸收 ， 這些電子稱為吸收電子 。如果在試樣下方放一接收器，便可接收到透射電子。 外層的電子會迅速填補到內(nèi)層電子空位上 ， 使原子體系的能量降低 、 趨向較穩(wěn)定的狀態(tài) 。 第一章 微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理 二、 固體樣品受到入射電子激發(fā)產(chǎn)生的各種信號 俄歇電子 ? 原子從激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)變到基態(tài)釋放能量的另一種方式是外層電子躍遷到內(nèi)層電子空位的同時 ， 將多余的能量傳給另一外層電子 ， 使其脫離原子系統(tǒng) ，成為二次電子 。 ? 根據(jù)俄歇電子的能量測定試樣成分的儀器稱為俄歇電子能譜儀。同樣孤立的鋰原子因為最外層只有一個電子，也不能產(chǎn)生俄歇電子。所以俄歇電子能譜儀特別適用于分析輕元素。如果晶體內(nèi)存在雜質(zhì)原子，在導(dǎo)帶和滿帶之間的禁帶會形成局部能級，它們的能量差很小。 晶體缺陷 ， 如位錯 ， 析出物附近的原子能態(tài)也發(fā)生變化 ， 故可以利用陰極熒光觀察晶體內(nèi)的缺陷 。 ? 對于金屬 ， 電子 空穴對 (即自由電子與正離子 )會很快復(fù)合成原子 ， 很難測出感生電流 。 缺點主要是電子穿透能力弱 （ 穿透能力為十分之一微米量級 ） ， 帶來樣品制備和實驗等方面的困難；電子與物質(zhì)的作用十分強烈 ， 致使結(jié)果分析較復(fù)雜 。 缺點是只能給出平均的結(jié)構(gòu)信息 ， 與輕原子作用很弱 ， 不適于研究生物樣品； 不適合成像 。 中子衍射的缺點與 X光衍射類似 ， 并且費用高昂 ， 實驗場所只限于有原子反應(yīng)堆的地方 。 在自己的課題或所了解的范圍，尋找能夠利用結(jié)構(gòu)分析的具體例子，并結(jié)合這些例子，指出需要用何種分析技術(shù)。 三、 分析方法的種類及功能 原子核的組成 中子 質(zhì)子 統(tǒng)稱 核子 U He H 1 1 4 2 235 92 X A Z （核）電荷數(shù) 質(zhì)量數(shù) 原 子 核 的 組 成 10－ 15m 元素符號 按照物質(zhì)結(jié)
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