書名: 材料物理基礎習題及解答作者名: 楊雷編著本章字數: 5字更新時間: 2020-09-15 09:22:33
1 晶格結構
1.1 概念題
1.1.1 什么是晶格?什么是布拉菲格子?什么是配位數?
晶體中原子排列的具體形式稱為晶格。布拉菲格子是矢量全部端點的集合,其中,l1,l2,l3為整數;
為原胞基矢。配位數是指一個原子周圍最近鄰原子的數目。
1.1.2 什么是原胞?什么是WS原胞?什么是晶胞?
原胞是晶格最小周期性單元。以晶格中某一格點為中心,作其與所有格點的垂直平分面,這些垂直平分面所圍成的以該點為中心的最小體積單元是該格點的WS原胞。能完整反映晶體內部原子或離子在三維空間分布的化學-結構特征的單元,其中既能夠保持晶體結構的對稱性而體積又最小的單位稱為晶胞。
1.1.3 什么是基元?什么是原胞基矢?
每一個格點所代表的物理實體定義為基元。原胞的邊矢量就是原胞基矢。
1.1.4 什么是倒格子?
對布拉菲格子中所有格矢,滿足
的全部
的集合,構成該布拉菲格子的倒格子。
1.1.5 什么是群?什么是點群?什么是晶體空間群?
定義:有限或則無限個數學對象(稱為元素)E,A1,A2,A3,A4…的集合G≡{E、A1,A2,A3,A4,……},其中有一個與次序有關的運算方法,能從集合中任意兩個元Ai,Aj,得出確定的元Ak,記為AiAj=Ak。若滿足下列四個條件,則這一集合稱為群,集合中的元素稱為群元。
(1)封閉性:任意兩個群元的乘積(包括自身相乘),都在此集合內。即任意Ai,Aj∈G,則AiAj=Ak∈G。
(2)單位元的存在:集合中存在單位元,使集合中的任意元A,有EAi=AiE=A。
(3)逆元的存在:集合中的每一個元Ai有逆元,滿足
Ai=Ai
=E。
(4)結合律成立:元素間“乘法”滿足Ai(AjAk)=(AiAj)Ak。
點群即點對稱群,由旋轉操作、鏡面反映、中心反演、旋轉反演和旋轉鏡面等點對稱操作構成群稱為點群。
滿足晶格要求的轉動平移算符構成的群稱為晶體空間群,常簡稱為空間群。
1.1.6 有哪7個晶系?有哪14種布拉菲格子?
7個晶系:三斜晶系、單斜晶系、正交晶系、三角晶系、四方晶系、六角晶系、立方晶系。
14種不拉菲格子:簡單三斜、簡單單斜、底心單斜、簡單正交、底心正交、體心正交、面心正交、簡單三角、簡單四方、體心四方、簡單六角、簡單立方、體心立方、面心立方。
1.1.7 晶體、非晶體和準晶體的差異在哪里?
晶體中的原子在較長的尺度范圍內原子的排列十分有規則,具有長程有序性。非晶體則類似液體,不具備長程有序性。準晶具有取向序性而不具備平移對稱性。
1.1.8 什么是布拉格平面?
在k空間中,連接原點和某一倒格矢的垂直平分面稱為布拉格平面。
1.1.9 什么是幾何消光?
如果基元中原子的相對位置恰好能使某些晶面的幾何結構因子為零,那么相應晶面的衍射峰消失,這稱為幾何消光。