《X射线学》课程教学大纲.docx
X射线学一、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 is a compulsory and basic undergraduate course on materials physics subject . The course inclues the Fundamentals of X-ray* s Physics, Fundamentals of X-ray Crystal , Geometry Principle of X-ray Diffraction, the Intensity of X-ray Diffraction Beam, Photogrammetry of Polycrystallion Diffraction, Laue' s Photogrammetry and Determination of Crystal Direction, Powder Photogrammetry and Determination of Lattice Parameter.课程基本信息课程名称X射线学课程编码431117英文名称Roentgenology or X-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开课单位材料科学与工程学院材料科学系选用教材X射线衍射技术.化学工业出版出版社.潘峰，王英华等.主要参考书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.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 Di ('fraction Crystallography . Springe. Yoshio Was e da.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2030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1.2 X射线的产生1.3 X射线谱1.4 . 1连续光谱1.1.2 特征光谱1.1.3 X射线管的工作条件1.4 X射线与物质的相互作用1.5 . 1 X射线的散射1.5.1 X射线的吸收1.5.2 X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 .4.5 X射线的折射1.5 X射线的产生与物质相互作用的小结1.6 . 1 X射线的探测1.5.2 X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）25.1 1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. 1 X射线衍射仪简介6.2 测角仪的工作原理6.3 X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1.1.1 3. 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%。
