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文本内容:
射线学X
一、课程介绍《X射线学》是材料物理专业本科生必修的一门学科基础课本课程主要内容包括:X-射线物理学基础,X射线衍射的晶体学基础,X射线衍射的几何原理、X射线衍射线束的强度;多晶体衍射的照相方法、劳厄照相法与晶体取向的测定以及粉末照相法与点阵常数的测定等有关X射线衍射的相关应用内容IntroductionRoentgenology isa compulsoryand basicundergraduate courseon materialsphysics subject.The courseincluesthe Fundamentals of X-ray*s Physics,Fundamentalsof X-ray Crystal,Geometry Principleof X-rayDiffraction,the IntensityofX-ray DiffractionBeam,Photogrammetry ofPolycrystallion Diffraction,Laue sPhotogrammetryand Determinationof CrystalDirection,Powder Photogrammetryand Determinationof LatticeParameter.课程基本信息课程名称X射线学课程编码431117英文名称Roentgenology orX-Ray Analysis课程学时64课程学分4课程类别专业教育课程课程性质选修课开课学期第6学期课内实验学时适用专业材料物理专业材料科学与工程学院材料科学系开课单位选用教材《X射线衍射技术》.化学工业出版出版社.潘峰,王英华等.
1、《X射线衍射技术及其应用》.化学工业出版社.江超华.
2、《晶体X-射线衍射学基础》.冶金工业出版社.李树棠.主要参考书
3、《X-射线衍射测试分析基础教程》.化学工业出版社.余勇,范小红主编
4、X-Ray Difraction Crystallography^.Springe.Yoshio Waseda.
二、教学大纲
1、教学目的《X射线学》是材料物理专业本科生必修的一门学科基础课这也是一门面向理工科、材料相关专业本科生的、材料结构分析的学科基础课程适合高年级的本科学生X-射线学衍射与电子显微分析技术是材料科学的重要研究方法,是材料微观成份、微观组织以及晶体结构分析的主要手段通过本课程的学习,使学生能够掌握X-射线学的相关基础内容,包括X射线的本质及与物质的相互作用,晶体学基础,X射线衍射的几何定律,X射线束的强度学会X射线的几种基本实验方法及数据的分析与处理方法本课程的内容,也是电子衍射以及中子衍射的理论基础,因此学生通过本课程的学习,能够打下比较扎实的专业基础
2、教学要求按照习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上的指示,要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人结合思想政治教育,帮助大学生形成正确的世界观、人生观和价值观,•方面要增强学生的专也自豪感,另•方面要培养学生的“工匠精神”教师要积极备课,对课程内容要融会贯通,理解透彻授课在多媒体教室,充分利用多媒体教学课件展示课程的主要内容,特别是相关图表以及实验、研究成果等等授课时,要多种教学方式方法结合,切忌照木(屏)宣科,上课时也要结合板书授课内容与大纲相符80%以上,同时注重新的研究成果的及时介绍平时成绩(作业和实验)积累,成绩评价体系标准真实、严谨、公平、公正、公开,能促使学生学习的积极性在本课程的学习中,学生需要掌握以下主要内容
(1)X-射线的物理基础,包括X射线的本质及与物质的相互作用;
(2)晶体学基础;
(3)X射线衍射的儿何定律;
(4)X射线束的强度;
(5)学会X射线的几种基本实验方法及数据的分析与处理方法
3、预备知识或先修课程及后续实验课程要求本课程是面对材料物理专业2年以上本科生开设学科基础课程的X-射线学学习本课程需要具备物理光学、固体物理、量子力学、材料学等相关知识本课程为专业教育课程,按照材料物理专业教学培养方案,《材料科学综合实验》实验课中,与本课程相关的内容有20〜30学时(根据实验课的教学计划进行调节)的配套实验课,使学生掌握相关内容
4、教学方式课程采用多媒体课件教学,需要多媒体设备及教室为了增强教学效果,需要晶体的标准投影图及吴氏夫网等教具理论授课64学时,教师讲授与课堂讨论相结合
5、各章节内容及学时分配第1章X-射线物理学基础(6学时)
1.1劳厄实验与X射线的本质
1.2X射线的产生
1.3X射线谱
1.
4.1连续光谱
1.
1.2特征光谱
1.
1.3X射线管的工作条件
1.4X射线与物质的相互作用
1.
5.1X射线的散射
1.
5.1X射线的吸收
1.
5.2X射线的衰减规律
1.
4.4吸收限的应用一一吸收性质在X射线实验技术中的应用
2.
4.5X射线的折射
1.5X射线的产生与物质相互作用的小结
1.
6.1X射线的探测
1.
5.2X射线的防护第2章X射线衍射的晶体学基础(14学时)
2.1晶体结构和空间点阵
3.
1.1晶体结构
4.
1.2布拉菲阵胞
5.
1.3常见的晶体结构
6.2晶体对称的基本概念
7.
2.1晶体的宏观对称性(点对称性)
8.
2.2点群
9.
2.3晶体的微观对称性
10.3晶面和晶向指数
11.
3.1立方晶格的晶面指数
12.
3.2立方晶格的晶向指数
13..3六方晶格的晶面指数和晶向指数
14.4晶面间距、晶面夹角和晶带
15.
4.1晶面间距的计算公式
16..2晶同夹角的计算公式
17..3晶带
18.5晶体投影
19.
5.1球面投影
20.
5.2极射赤面投影和吴里夫网
21.
5.3晶带的极射赤面投影
22.
5.4标准投影图第3章X射线衍射的几何原理(8学时)
3.1正点阵、倒易点阵与倒易矢量
3.
1.1正点阵
3.
1.2倒易点阵
三、倒易点阵与正点阵关系
4.2布拉格定律
3.
2.1布拉格Bragg方程的导出
23.
2.2布拉格Bragg方程的讨论
3.3衍射矢量方程与厄瓦尔德图解
3.
3.1衍射矢量方程
4.
3.2厄瓦尔德图解第4章X射线衍射线束的强度(12学时)
4.1一个电子对X射线的散射
5.2一个原子对X射线的散射
5.1单胞对X射线的散射
5.2一个小晶体对X射线的散射
24.5一个小晶体衍射的积分强度
24.1末多晶体衍射的积分强度
24.2光效应对衍射强度的影响第5章多晶体衍射的照相方法(6学时)
5.1粉末法成相原理
25.2德拜-谢乐法(Debye-Scherrer method)
25.11德拜相机
5.
2.2试样制备及要求
5.
2.3底片的安装
5.4衍射花样的测量与计算
5.3耦射的选择
5.4晶体单色器
5.5聚焦照相法
5.6平面底片照相法第6章X射线多晶衍射仪法(6学时)
6.1X射线衍射仪简介
6.2测角仪的工作原理
6.3X射线探测器的工作原理
6.4辐射测量中的主要电子电路
6.5计数测量方法和实验参数的选择
6.6衍射线束的强度
6.7衍射花样的指标化及晶体结构的确定第7章劳厄照相法与晶体取向的测定(6学时)
7.1劳厄实验方法的一般介绍
7.2劳厄法成相原理和对衍射斑点分布规律的解释
7.3劳厄衍射花样指数化
1.
1.
13.1极射赤面投影法中的几何关系
1.
1.2作劳厄斑点的极射赤面投影的方法的步骤
1.
1.3由背射衍射花样作晶体的极射赤面投影
7.
3.4格伦林格图表法
8.4晶体取向的测定
7.
4.1劳厄照相法
7.
4.2衍射仪法第8章粉末照相法与点阵常数的测定(4学时)
8.1一般介绍
8.2德拜一谢乐法中系统误差的来源
8.3德拜一谢乐法中误差校正方法
8.4衍射仪精确测量点阵常数第9章X射线物相分析
8.1物相定性分析概述
8.2单相定性分析
8.3多相定性鉴定
8.4物相的定量分析
6、考核要求、考核方式及成绩评定标准本课程以课堂教学为主,成绩评定实行百分制平时成绩点总成绩20%〜30%以课堂讨论、文件综述以及作业情况作参考,期末闭卷考试成绩占总成绩的80%〜70%。