题目
已知衍射峰积分宽度为=0.25度,X射线波长=0.25,布拉格角=19.23度,试根据谢乐公式计算亚晶粒尺寸[假定=0.25,计算结果取整数]
已知衍射峰积分宽度为
度,X射线波长
,布拉格角=19.23度,试根据谢乐公式计算亚晶粒尺寸[假定
,计算结果取整数]
题目解答
答案
根据谢乐公式,亚晶粒尺寸 ( D ) 可以通过以下公式计算:

其中:
( K ) 是形状因子,一般取
。
是X射线波长,给定为
。
是衍射峰的积分宽度,给定为 ( 0.25 ) 度(需要转换为弧度)。
是布拉格角,给定为 ( 19.23 ) 度。
步骤 1: 计算
的弧度

步骤 2: 计算
给定
。
步骤 3: 代入公式计算 ( D )
将已知数值代入谢乐公式:

计算分母:

步骤 4: 计算 ( D )

最终结果
取整数,亚晶粒尺寸
。
解析
考查要点:本题主要考查谢乐公式的应用,涉及单位换算和代数计算能力。
解题核心思路:
- 明确谢乐公式:$D = \dfrac{k\lambda}{\beta \cos \theta}$,其中$\beta$需以弧度为单位。
- 角度单位转换:将积分宽度$\beta$从度转换为弧度。
- 代入已知数据:注意分母中$\beta \cos \theta$的计算顺序。
破题关键点:
- 单位统一:$\beta$必须转换为弧度。
- 分步计算:先计算分母,再整体代入,避免计算错误。
步骤1:积分宽度转换为弧度
根据角度与弧度的换算关系:
$\beta (\text{弧度}) = \dfrac{0.25 \times \pi}{180} \approx 0.00436 \, \text{rad}$
步骤2:计算$\cos \theta$
题目已给出$\cos 19.23^\circ \approx 0.94$,直接使用。
步骤3:代入谢乐公式
将已知数据代入公式:
$D = \dfrac{0.9 \times 0.154}{0.00436 \times 0.94}$
计算分母
$0.00436 \times 0.94 \approx 0.00410$
计算分子
$0.9 \times 0.154 = 0.1386$
最终计算
$D = \dfrac{0.1386}{0.00410} \approx 33.80 \, \text{nm}$
步骤4:取整数
结果取整数,得$D \approx 34 \, \text{nm}$。