X射线衍射与电子显微学课程教学大纲高等教育专业基础教材_高等教育-大学课件.pdf

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1、X射线衍射与电子显微学课程教学大纲 一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称：X射线衍射与电子显微学 所属专业：材料物理 课程性质：专业基础课 学 时：90（5学时/周）（二）课程简介、目标与任务；本课程主要针对材料物理专业的本科生开设。通过对 X射线衍射和电子显 微术的学习，对这两种材料分析方法有一个较全面的认识，使学生能够了解 X 射线衍射分析和电子显微术的基本原理、过程、设备及应用，掌握相应的基础知 识和基本技能，使学生能够正确地运用 X射线衍射和电子显微分析技术开展有 关的科学研究，为今后从事材料的研究工作打下必要的理论基础。（三）先修课程要求，与先修课与后续相关

2、课程之间的逻辑关系和内容衔接：先修课程要求：普通物理，高等数学，晶体学基础 学本课程之前需具备一定的普通物理和晶体学知识，以及高等数学知识。（四）教材与主要参考书。教材：1 晶体 X射线衍射学基础，李树棠，冶金工业出版社 2 电子显微分析，章晓中，清华大学出版社，2006年。主要参考书：1.左演生，材料现代分析方法，北京工业大学出版社 2.周玉，材料分析方法，哈尔滨工业大学，机械工业出版社 3.梁栋材，X射线晶体学基础，科学出版社 4.黄胜涛，固体 X射线学，高等教育出版社电子显微图像分析原理与应 用,黄孝瑛等,宇航出版社，1987年。5.透射电子显微学进展，叶恒强，王元明主编，科学出版社，2

3、003年 6.金属电子显微分析，陈世朴，王永瑞，机械工业出版社，1985年 7.分析电子显微学导论，戎咏华著，高等教育出版社，（2006）二、课程内容与安排 X射线衍射：（45学时）0.绪论（1 学时）第一章 X射线的产生和性质（4 学时）1.1 X射线的本质 1.2 X射线的产生 1.3 X射线谱 1.4 X射线与物质的相互作用 1.5 X射线的防护 第二章 几何晶体学基础（4 学时）2.1 晶体结构和空间点阵 2.2 晶体对称的基本概念 2.3 晶面和晶向指数 2.4 倒易点阵 2.5 晶带 第三章 X射线衍射的几何原理（5 学时）3.1 X射线在晶体中的衍射 3.2 产生衍射的几何条件

4、3.3 X 射线衍射实验方案 第四章 X射线衍射线的强度（6 学时）4.1 一个电子对 X射线的散射 4.2 一个原子对 X射线的散射 4.3 一个晶胞对 X射线的散射 4.4 一个小晶体对 X射线的散射 4.5 粉末多晶体衍射的积分强度 4.6 衍射强度的计算 学所属专业材料物理课程性质专业基础课学时学时周二课程简介目标与任务本课程主要针对材料物理专业的本科生开设通过对射线衍射和电子显微术的学习对这两种材料分析方法有一个较全面的认识使学生能够了解射线衍射分析和微分析技术开展有关的科学研究为今后从事材料的研究工作打下必要的理论基础三先修课程要求与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接先修

5、课程要求普通物理等数学晶体学基础学本课程之前需具备一定的普通物理和晶中清华大学出版社年主要参考书左演生材料现代分析方法北京工业大学出版社周玉材料分析方法哈尔滨工业大学机械工业出版社梁栋材射线晶体学基础科学出版社黄胜涛固体射线学等教育出版社电子显微图像分析原理与应用黄孝瑛第五章多晶体衍射的照相方法（1 学时）5.1 成相原理 5.2 德拜-谢乐法 5.3 其它照相法 第六章 X射线衍射仪（6 学时）6.1 测角仪 6.2 辐射探测器 6.3 测量记录系统 6.4 数据处理系统 6.5 测量方法和测量参数的选择 6.6 衍射峰的强度 6.7 衍射峰位的确定 6.8 衍射花样的指标化 第七章 X射线

6、物相分析（6 学时）7.1 定性相分析 7.2 定量相分析 第八章 点阵常数的精确测定（4 学时）8.1 原理 8.2 误差来源 8.3 误差的消除 第九章 晶粒尺寸和点阵畸变的测定（4 学时）9.1 衍射线的宽化效应 9.2 晶粒尺寸和点阵畸变的测定 第十章宏观应力的测定（2 学时）10.1 基本原理 10.2 测试技术 第十一章 非晶材料的 X射线散射分析（2 学时）10.1 非晶物质结构的主要特征 学所属专业材料物理课程性质专业基础课学时学时周二课程简介目标与任务本课程主要针对材料物理专业的本科生开设通过对射线衍射和电子显微术的学习对这两种材料分析方法有一个较全面的认识使学生能够了解射线

7、衍射分析和微分析技术开展有关的科学研究为今后从事材料的研究工作打下必要的理论基础三先修课程要求与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接先修课程要求普通物理等数学晶体学基础学本课程之前需具备一定的普通物理和晶中清华大学出版社年主要参考书左演生材料现代分析方法北京工业大学出版社周玉材料分析方法哈尔滨工业大学机械工业出版社梁栋材射线晶体学基础科学出版社黄胜涛固体射线学等教育出版社电子显微图像分析原理与应用黄孝瑛10.2 径向分布函数 10.3 实验要求和数据处理 电子显微学：（45学时）第一章电子光学（7 学时）第一节 绪论 光学显微镜的局限性 第二节电子光学基础 第三节电子透镜 第四节电子透

8、镜的缺陷和理论分辨距离 第二章 透射电子显微镜（6 学时）第一节透射电子显微镜的基本结构 第二节电子光学系统的构造与原理 第三节 TEM 样品制备 第四节 TEM 主要性能测试 第三章电子衍射（9 学时）第一节电子衍射原理 第二节电子衍射花样的形成 第三节选区电子衍射 第四节 多晶电子衍射花样的分析 第五节单晶电子衍射花样的分析 第四章 复杂电子衍射花样（6学时）第一节高阶劳厄带斑点 第二节超点阵斑点 第三节孪晶电子衍射花样 第四节二次衍射花样 学所属专业材料物理课程性质专业基础课学时学时周二课程简介目标与任务本课程主要针对材料物理专业的本科生开设通过对射线衍射和电子显微术的学习对这两种材料分

9、析方法有一个较全面的认识使学生能够了解射线衍射分析和微分析技术开展有关的科学研究为今后从事材料的研究工作打下必要的理论基础三先修课程要求与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接先修课程要求普通物理等数学晶体学基础学本课程之前需具备一定的普通物理和晶中清华大学出版社年主要参考书左演生材料现代分析方法北京工业大学出版社周玉材料分析方法哈尔滨工业大学机械工业出版社梁栋材射线晶体学基础科学出版社黄胜涛固体射线学等教育出版社电子显微图像分析原理与应用黄孝瑛第五节菊池花样 第五章 透射电镜显微图像解释（7 学时）第一节质厚衬度 第二节衍射衬度 第三节衍衬像运动学原理 第四节几种晶体缺陷的衍衬象 第五

10、节衍衬像动力学原理 第六章扫描电子显微镜（5 学时）第一节扫描电子显微镜的发展简史 第二节电子与固体样品作用时产生的信号 第三节扫描电镜的基本结构与原理 第四节 SEM 的主要性能特点及其分辨率 第五节 SEM 的样品制备 第六节扫描电镜像的衬度原理 第七节扫描电镜的应用 第七章电子探针显微分析（3学时）第一节电子探针的结构 第二节波谱仪（WDS 第三节能谱仪（EDS 第四节能谱（EDS 与波谱（WDS 的比较 第五节电子探针 X射线微区分析 第八章其它电子显微术（2 学时）（一）教学方法与学时分配 课堂讲授，18周，共 90学时。学时分配祥见课程内容目录 学所属专业材料物理课程性质专业基础课

11、学时学时周二课程简介目标与任务本课程主要针对材料物理专业的本科生开设通过对射线衍射和电子显微术的学习对这两种材料分析方法有一个较全面的认识使学生能够了解射线衍射分析和微分析技术开展有关的科学研究为今后从事材料的研究工作打下必要的理论基础三先修课程要求与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接先修课程要求普通物理等数学晶体学基础学本课程之前需具备一定的普通物理和晶中清华大学出版社年主要参考书左演生材料现代分析方法北京工业大学出版社周玉材料分析方法哈尔滨工业大学机械工业出版社梁栋材射线晶体学基础科学出版社黄胜涛固体射线学等教育出版社电子显微图像分析原理与应用黄孝瑛（二）内容及基本要求 主要内容

12、：祥见课程内容目录 X射线衍射:【重点掌握】：第二、三、四、七章【掌握】：第一、八、九章【了解】:第六、十章【一般了解】：第五、十一章【难点】：倒易点阵；X射线衍射线的方向和强度；X射线定性和定量相分析 电子显微学：【重点掌握】：电子透镜的缺陷和理论分辨距离、电子衍射分析、透射电镜 衍射衬度原理【掌握】：透射电镜成像原理、扫描电镜成像原理【了解】：其它电子显微术【难点】：电子衍射分析、透射电镜衍射衬度原理 制定人：寇昕莉、黄娟娟 审定人：批准人：日期：学所属专业材料物理课程性质专业基础课学时学时周二课程简介目标与任务本课程主要针对材料物理专业的本科生开设通过对射线衍射和电子显微术的学习对这两种材料分析方法有一个较全面的认识使学生能够了解射线衍射分析和微分析技术开展有关的科学研究为今后从事材料的研究工作打下必要的理论基础三先修课程要求与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接先修课程要求普通物理等数学晶体学基础学本课程之前需具备一定的普通物理和晶中清华大学出版社年主要参考书左演生材料现代分析方法北京工业大学出版社周玉材料分析方法哈尔滨工业大学机械工业出版社梁栋材射线晶体学基础科学出版社黄胜涛固体射线学等教育出版社电子显微图像分析原理与应用黄孝瑛