原子散射因素的物理意义是什么

‘壹’ 原子散射因子的物理意义是什么

是说库仑散射因子吗？

量纲分析下，就知道α的单位是m，表距离。再把α和E调个位，可以看出这是一个在电场中的势能式子，所以其物理意义应该是：带电粒子在靶核电场中运动，所能接近靶核的最小距离。

‘贰’ 散射的物理意义

散射 散射（scattering）是指由传播介质的不均匀性引起的光线向四周射去的现象。如一束光通过稀释后的牛奶后为粉红色，而从侧面和上面看，是浅蓝色。
1.光线通过有尘土的空气或胶质溶液等媒质时，部分光线向多方面改变方向的现象。叫做光的散射.超短波发射到电离层时也发生散射。
太阳辐射通过大气时遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时，都要发生散射。但散射并不象吸收那样把辐射能转变为热能，而只是改变辐射方向，使太阳辐射以质点为中心向四面八方传播开来。经过散射之后，有一部分太阳辐射就到不了地面。如果太阳辐射遇到的是直径比波长小的空气分子，则辐射的波长愈短，被散射愈厉害。其散射能力与波长的对比关系是：对于一定大小的分子来说，散射能力和波长的四次方成反比，这种散射是有选择性的。例如波长为0.7微米时的散射能力为1，波长为0.3微米时的散射能力就为30。因此，太阳辐射通过大气时，由于空气分子散射的结果，波长较短的光被散射得较多。雨后天晴，天空呈青蓝色就是因为辐射中青蓝色波长较短，容易被大气散射的缘故。如果太阳辐射遇到直径比波长大的质点，虽然也被散射，但这种散射是没有选择性的，即辐射的各种波长都同样被散射。如空气中存在较多的尘埃或雾粒，一定范围的长短波都被同样的散射，使天空呈灰白色的。有时为了区别有选择性的散射和没有选择性的散射，将前者称为散射，后者称为漫射。
2.两个基本离子相碰撞，运动方向改变的现象。
3.在某些情况下，声波投射到不平的分界面或媒质中的微粒上而不同方向传播的现象，也叫乱反射。
4.按介质不均性的不同，光的散射可分为两大类：介质中含有许多较大的质点 ，它们的线度在数量级上等于光波的波长，引起的光的散射叫做悬浮质点散射。十分纯净的液体或气体，由于分子热运动而造成的密度的涨落引起光的散射叫做分子散射。

(1)定义或解释
光传播时因与物质中分子（原子）作用而改变其光强的空间分布、偏振状态或频率的过程。当光在物质中传播时，物质中存在的不均匀性（如悬浮微粒、密度起伏）也能导致光的散射（简单地说，即光向四面八方散开）。蓝天、白云、晓霞、彩虹、雾中光的传播等等常见的自然现象中都包含着光的散射现象。
(2)说明
①引起光散射的原因是由于媒质中存在着其他物质的微粒，或者由于媒质本身密度的不均匀性(即密度涨落)。
②一般由光的散射的原因不同而将光的散射分为两类：
a．廷德尔散射[1]。
颗粒浑浊媒质(颗粒线度和光的波长差不多)的散射，散射光的强度和入射光的波长的关系不明显，散射光的波长和入射光的波长相同。
b.分子散射。
光通过纯净媒质时，由于构成该媒质的分子密度涨落而被散射的现象。分子散射的光强度和入射光的波长有关，但散射光的波长仍和入射光相同。
光通过不均匀介质时部分光偏离原方向传播的现象。偏离原方向的光称散射光，散射光一般为偏振光（线偏振光或部分偏振光，见光的偏振）。散射光的波长不发生变化的有廷德耳散射、分子散射等，散射光波长发生改变的有拉曼散射、布里渊散射和康普顿散射等。廷德耳散射由英国物理学家J.廷德耳首先研究，是由均匀介质中的悬浮粒子引起的散射，如空气中的烟、雾、尘埃，以及浮浊液、胶体等引起的散射均属此类。真溶液不会产生廷德耳散射，故化学中常根据有无廷德耳散射来区别胶体和真溶液。分子散射是由于物质分子的热运动造成的密度涨落而引起的散射，例如纯净气体或液体中发生的微弱散射。
介质中存在大量不均匀小区域是产生光散射的原因，有光入射时，每个小区域成为散射中心，向四面八方发出同频率的次波，这些次波间无固定相位关系，它们在某方向上的非相干叠加形成了该方向上的散射光。J.W.S.瑞利研究了线度比波长要小的微粒所引起的散射，并于1871年提出了瑞利散射定律：特定方向上的散射光强度与波长λ的四次方成反比；一定波长的散射光强与(1＋cosθ)成正比，θ为散射光与入射光间的夹角，称散射角。凡遵守上述规律的散射称为瑞利散射。根据瑞利散射定律可解释天空和大海的蔚蓝色和夕阳的橙红色。
对线度比波长大的微粒，散射规律不再遵守瑞利定律，散射光强与微粒大小和形状有复杂的关系。G.米和P.J.W.德拜分别于1908年和1909年以球形粒子为模型详细计算了对电磁波的散射，米氏散射理论表明，只有当球形粒子的半径a＜0.3λ／2π时，瑞利的散射规律才是正确的，a较大时，散射光强与波长的关系就不十分明显了。因此，用白光照射由大颗粒组成的散射物质时(如天空的云等)，散射光仍为白光。气体液化时，在临界状态附近，密度涨落的微小区域变得比光波波长要大，类似于大粒子，由大粒子产生的强烈散射使原来透明的物质变混浊，称为临界乳光。
波长发生改变的散射与构成物质的原子或分子本身的微观结构有关，通过对散射光谱的研究可了解原子或分子的结构特性。
波长较短的光容易被散射,波长较长的光不容易被散射

‘叁’ 试述原子散射因子 f和结构因子的物理意义，结构因子与哪些因素有关

原子散射因数f 是以一个电子散射波的振幅为度量单位的一个原子散射波的振幅。也称原子散射波振幅。它表示一个原子在某一方向上散射波的振幅是一个电子在相同条件下散射波振幅的f倍。它反映了原子将X射线向某一个方向散射时的散射效率。 原子散射因数与其原子序数有何关系，Z越大，f 越大。因此，重原子对X射线散射的能力比轻原子要强。

结构因子是晶胞沿（HKL）面反射方向的散射波即衍射波，FHKL是晶胞所含各原子相应方向上散射波的合成波。结构因子与原子种类、原子数目、原子坐标有关， 不受晶胞形状和大小影响.

‘肆’ 卢瑟福散射实验的原理和物理意义

咨询记录 · 回答于2021-02-15

‘伍’ 材料分析方法周玉版中原子散射因数怎么看

在容量分析中，怎么分离干扰元素的几种方法
（1）物理干扰物理干扰是指试样在转移、蒸发过程中任何物理因素变化而引起的干扰效应。属于这类干扰的因素有：试液的粘度、溶剂的蒸汽压、雾化气体的压力等。物理干扰是非选择性干扰，对试样各元素的影响基本是相似的。 配制与被测试样相似的标准样品，是消除物理干扰的常用的方法。在不知道试样组成或无法匹配试样时，可采用标准加入法或稀释法来减小和消除物理干扰。

（2）化学干扰化学干扰是指待测元素与其它组分之间的化学作用所引起的干扰效应，它主要影响待测元素的原子化效率，是原子吸收分光光度法中的主要干扰来源。它是由于液相或气相中被测元素的原子与干扰物质组成之间形成热力学更稳定的化合物，从而影响被测元素化合物的解离及其原子化。 消除化学干扰的方法有：化学分离；使用高温火焰；加入释放剂和保护剂；使用基体改进剂等。

（3）电离干扰在高温下原子电离，使基态原子的浓度减少，引起原子吸收信号降低，此种干扰称为电离干扰。电离效应随温度升高、电离平衡常数增大而增大，随被测元素浓度增高而减小。加入更易电离的碱金属元素，可以有效地消除电离干扰。

（4）光谱干扰光谱干扰包括谱线重叠、光谱通带内存在非吸收线、原子化池内的直流发射、分子吸收、光散射等。当采用锐线光源和交流调制技术时，前3种因素一般可以不予考虑，主要考虑分子吸收和光散射地影响，它们是形成光谱背景的主要因素。

（5）分子吸收干扰分子吸收干扰是指在原子化过程中生成的气体分子、氧化物及盐类分子对辐射吸收而引起的干扰。光散射是指在原子化过程中产生的固体微粒对光产生散射，使被散射的光偏离光路而不为检测器所检测，导致吸光度值偏高。

‘陆’ 原子物理学的主题物理思想是什么

原子物理学是研究原子的结构、运动规律及相互作用的物理学分支。它主要研究：原子的电子结构；原子光谱；原子之间或与其他物质的碰撞过程和相互作用。
历史
经过相当长时期的探索，直到20世纪初，人们对原子本身的结构和内部运动规律才有了比较清楚的认识，之后才逐步建立起近代的原子物理学。 1897年前后，科学家们逐渐确定了电子的各种基本特性，并确立了电子是各种原子的共同组成部分。通常，原子是电中性的，而既然一切原子中都有带负电的电子，那么原子中就必然有带正电的物质。20世纪初，对这一问题曾提出过两种不同的假设。 1904年，汤姆逊提出原子中正电荷以均匀的体密度分布在一个大小等于整个原子的球体内，而带负电的电子则一粒粒地分布在球内的不同位置上，分别以某种频率振动着，从而发出电磁辐射。这个模型被形象的比喻为“果仁面包”模型，不过这个模型理论和实验结果相矛盾，很快就被放弃了。 1911年卢瑟福在他所做的粒子散射实验基础上，提出原子的中心是一个重的带正电的核，与整个原子的大小相比，核很小。电子围绕核转动，类似大行星绕太阳转动。这种模型叫做原子的核模型，又称行星模型。从这个模型导出的结论同实验结果符合的很好，很快就被公认了。 绕核作旋转运动的电子有加速度，根据经典的电磁理论，电子应当自动地辐射能量，使原子的能量逐渐减少、辐射的频率逐渐改变，因而发射光谱应是连续光谱。电子因能量的《生死线》中原子物理学家何莫修减少而循螺线逐渐接近原子核，最后落到原子核上，所以原子应是一个不稳定的系统。 但事实上原子是稳定的，原子所发射的光谱是线状的，而不是连续的。这些事实表明：从研究宏观现象中确立的经典电动力学，不适用于原子中的微观过程。这就需要进一步分析原子现象，探索原子内部运动的规律性，并建立适合于微观过程的原子理论。 1913年，丹麦物理学家玻尔在卢瑟福所提出的核模型的基础上，结合原子光谱的经验规律，应用普朗克于1900年提出的量子假说，和爱因斯坦于1905年提出的光子假说，提出了原子所具有的能量形成不连续的能级，当能级发生跃迁时，原子就发射出一定频率的光的假说。 玻尔的假设能够说明氢原子光谱等某些原子现象，初次成功地建立了一种氢原子结构理论。建立玻尔理论是原子结构和原子光谱理论的一个重大进展，但对原子问题作进一步的研究时，却显示出这种理论的缺点，因此只能把它视为很粗略的近似理论。 1924年，德布罗意提出微观粒子具有波粒二象性的假设，以后的观察证明，微观粒子具有波的性质。1926年薛定谔在此基础上建立了波动力学。同时，其他学者，如海森伯、玻恩、狄喇克等人，从另外途径建立了等效的理论，这种理论就是现在所说的量子力学，它能很好地解释原子现象。 20世纪的前30年，原子物理学处于物理学的前沿，发展很快，促进了量子力学的建立，开创了近代物理的新时代。由于量子力学成功地解决了当时遇到的一些原子物理问题，很多物理学家就认为原子运动的基本规律已清楚，剩下来的只是一些细节问题了。 由于认识上的局限性，加上研究原子核和基本粒子的吸引，除一部分波谱学家对原子能级的精细结构与超精细结构进行了深入的研究，取得了一些成就外，很多物理学家都把注意力集中到研究原子核和基本粒子上，在相当长的一段时间里，对原子物理未能进行全面深入的研究，居里夫人使原子物理的发展受到了一定的影响。 20世纪50年代末期，由于空间技术和空间物理学的发展，工程师和科学家们发现，只使用已有的原子物理学知识来解决空间科学和空间技术问题已是很不够了。过去，人们已精确测定了很多谱线的波长，深入研究了原子的能级，对谱线和能级的理论解释也比较准确。 但是，对谱线强度、跃迁几率、碰撞截面等这些空间科学中非常重要的基本知识，则了解得很少，甚至对这些物理量的某些参数只知道其量级。核试验中遇到的很多问题也都与这些知识有关。因此还必须对原子物理进行新的实验和理论探讨。
运用
原子物理学的发展对激光技术的产生和发展，作出过很大的贡献。激光出现以后，用激光技术来研究原了物理学问题，实验精度有了很大提高，因此又发现了很多新现象和新问题。射频和微波波谱学新实验方法的建立，也成为研究原子光谱线的精细结构的有力工具，推动了对原子能级精细结构的研究。因此，在20世纪50年代末以后，原子物理学的研究又重新被重视起来，成为很活跃的领域。
[编辑本段]主要发展方向
原子对撞
近十多年来，对原子碰撞的研究工作进展很快，已成为原子物理学的一个主要发展方向。目前原子碰撞研究的课题非常广泛，涉及光子、电子、离子、中性原子等与原子和分子碰撞的物教材封面理过程。与原子碰撞的研究相应，发展了电子束、离子束、粒子加速器、同步辐射加速器、激光器等激光源、各种能谱仪等测谱设备，以及电子、离子探测器、光电探测器和微弱信号检测方法，还广泛地应用了核物理技术和光谱技术，也发展了新的理论和计算方法。电子计算机的应用，加速了理论计算和实验数据的处理。
原子光谱
原子光谱与激光技术的结合，使光谱分辨率达到了百万分之一赫兹以下，时间分辨率接近万亿分之一秒量级，空间分辨达到光谱波长的数量级，实现了光谱在时间、空间上的高分辨。由于激光的功率密度已达到一千万瓦每平方厘米以上，光波电场场强已经超过原子的内场场强，强激光与原子相互作用产生了饱和吸收和双光子、多光子吸收等现象，发展了非线性光谱学，从而成为原了物理学中另一个十分活跃的研究方向。
特殊条件下的原子
极端物理条件(高温、低温、高压、强场等)下和特殊条件(高激发态、高离化态)下原子的结构和物性的研究，也已成为原子物理研究中的重要领域。
总结
原子是从宏观到微观的第一个层次，是一个重要的中间环节。物质世界这些层次的结构和运动变化，是相互联系、相互影响的，对它们的研究缺一不可，很多其他重要的基础学科和技术科学的发展也都要以原子物理为基础，例如化学、生物学、空间物理、天体物理、物理力学等。激光技术、核聚变和空间技术的研究也要原子物理提供一些重要的数据，因此研究和发展原子物理这门学科有着十分重要的理论和实际意义。

‘柒’ 单个原子对核外电子的弹性散射的散射角的三个影响因素是什么

弹性散射是入射核子与靶核碰撞，将一部分动能传给靶核，自己能量减少降速。非弹性散射是入射核子与靶核碰撞，将动能传给靶核使靶核激发，自己被俘获。散射角取决于入射核子的初始动能。一种由热力学涨落（如密度温度）所引起的弹性散射。在固体中这种效应被缺陷和杂质的散射所掩盖，在流体中明显一些。 入射光在线度小于光波长的微粒上散射后散射光和入射光波长相同的现象。由英国物理学家瑞利提出而得名。分子散射光的强度与入射光的频率的四次方成正比。

一般认为光子是物质原子内的电子在其轨道跃变的过程中的部分能量包的定向释放。具有电性中性的特质；具有射线矢量的特质；具有能力传递既能叠加的特点，也就说：不受现有的原先物质内能温度效应的影响，而直接赋予受体能量的叠加，而不是减小。光子可以被物质的介质界面所反射或者吸收。这是光子必须面临的世界现实。当物质的外层结构发生交大变化的时候，对于光子来说，反应为折射、弹射和吸收的不同。物质的介质界面的氛围结构决定了这一切。原子核的外层电子运动方向刚好与光子顺路，光子就会将它的大部分能量附着在电子上，电子获得能量，跃迁释放能量，它激发附近的获得能量，升级为光子，反射出去！季灏老师的双缝干涉，使用材料不同，原子外层电子，对于激光能量产生影响是必然的，因为金属都有光电效应，红光也有微弱变化。

‘捌’ 为什么原子散射因子总是小于相应的原子序数

这是因为原子散射因数f是以一个电子散射波的振幅为度量单位的一个原子散射波的振幅。
它表示一个原子在某一方向上散射波的振幅是一个电子在相同条件下散射波振幅的f倍。它反应了原子将X射线向某一方向散射时的散射效率。

关系：z越大，f越大。因此，重原子对X射线散射的能力比轻原子要强。

‘玖’ 什么是微分散射截面，简述其物理意义答案

不对。如果只有单位入射粒子，如何讨论散射粒子数？
微分散射截面，物理意义应该是：
代表对于一束实验粒子，飞向一个散射中心粒子，如果未发生散射时粒子束所通过的平面面元，与发生散射时粒子束所通过的立体角元所在球面的面元，二者面积的比值。（而非球面的面元与平面面元比值。因为粒子数是单位面积的，而且平面面元和球面面元都是微分。）是一个和实验粒子、散射中心粒子都有关的比例系数。
如果不考虑完全反弹粒子，那么微分散射截面在散射中心粒子身上，只取决于这个粒子的上面一小部分，和下面一小部分。

‘拾’ 根据X射线衍射实验数据可以得到哪些信息

一、谱图横坐标2θ,从而知道掠射角θ(入射角的余角,又称为布拉格角).然后就可以求得谱线对应的晶面-晶面间距d值；最后可获得晶体的长宽高几何尺寸.
可参见我的以前回答：
二、谱图的谱线强度（纵标）；如果是照片、感光底片的话,就是光斑的亮度.
影响衍射强度各因子的物理意义及其计算方法
衍射线的强度能反映晶体内微观结构信息,因此进行衍射强度分析的过程也是完成晶体结构判断的过程；衍射强度分析是衍射分析基本理论的重要组成部分.影响实际单相粉晶的某条衍射线强度的因素很多,其中可分为6大部分的影响因素：
第1部分是物理常数,不属于影响因素；
第2部分为实验参数,列为第1个影响因素的原子散射因子f与实验参数有关.
第3部分是与样品晶体结构有关的参数.其中多重性因子p和结构因子F(hkl)是第2个和第3个影响因素；
第4部分是与布拉格角（掠射角）θ有关的角因子,它由两个因子合并而成：偏振因子（或称为Thomson因子）和洛伦兹（Lorentz）因子 ；
第5部分是导致X射线强度衰减的吸收因子,它也是一个影响因素；
第6部分是为修正原子热振动影响的温度因子.
其中结构因子F(hkl)最感兴趣：
F(hkl)由晶格结构决定,即由晶胞中原子的种类和原子位置分布决定.通常Fj表原子的原子散射因子,用Xj、Yj、Zj表原子j的位置.Fj的物理意义是j原子的相对于一个电子的散射波振幅之比,可按公式计算.结构因子是决定衍射强度的主要因素,它的计算方法一般为先假设晶胞中原子的可能坐标（xyz）然后进行结构振幅或衍射强度的计算,将计算结果与实测数据进行比较,若两者吻合并且还能得到其它实验如NMR、IR的旁证,则说明所假设结构正确；否则需修正假设,再计算,再比较,直至逼近吻合.这就是通过结构因子推求晶体结构的主要途径.F(hkl)有各种表达式.这里面的理论知识很多,也是X射线衍射分析的高级研究内容,这里不能赘述.
三、所有横标纵标信息、强度信息、谱线分布谱线组合全体搭配信息,通俗地讲就是衍射花样,是XRD的重要信息,从中可能也可以导向对谱图进行解析、归属谱线到晶面、推导出晶体的晶系晶型等等!