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固体物理中为什么要引入倒格矢,倒格矢的优点在哪? 正格子晶面和倒格子晶矢垂直

2021-04-26知识2

什么是倒格子?固体物理里面的 假定晶格点阵基矢a1、a2、a3(1、2、3表示 a 的下标,粗体字表示 a1 是矢量,以e69da5e6ba9062616964757a686964616f31333330333535下类同)定义一个空间点阵,我们称之为正点阵或正格子,若定义b1=2 π(a2×a3)/νb2=2 π(a3×a1)/νb3=2 π(a1×a2)/ν其中 v=a1·(a2×a3)为正点阵原胞的体积,新的点阵的基矢 b1、b2、b3是不共面的,因而由 b1、b2、b3也可以构成一个新的点阵,我们称之为 倒格子,而 b1、b2、b3 称为 倒格子基矢。性质1.倒格子的一个基矢是和晶格原胞中一组晶面相对应的,它的方向是该晶面的法线方向,而它的大小则为该晶面族面间距倒数的2π倍。2.由倒格子的定义,不难得到下面的关系ai·bj=2 π δij3.设倒格子与正点阵(格子)中的位置矢量分别为G=α b1+β b2+γ b3R=η a1+θ a2+λ a3(α,η,β,θ,γ,λ皆为整数)不难证明G·R=2π(αη+βθ+γλ)=2π n,其中n为整数。4.设倒格子原胞体积为 ψ,正格子原胞体积为 v,根据倒格子基矢的定义,并利用矢量乘法运算知识,则可得到 ψ v=(2 π)^3.5.正格子晶面族(αβγ)与倒格子矢量 G=α b1+β b2+γ b3 正交(具体的内容及证明过程,请参考文献[1])

倒格子的倒格子引入的意义 这里简单的说一点,如上面的性质1,倒格子中的一个基矢对应于正格子中的一族晶面,也就是说,晶格中的一族晶面可以转化为倒格子中的一个点,这在处理晶格的问题上有很大的。

对晶格常数为a的简单立方晶格结构晶体与正格矢R=ai+2aj+2ak正交的倒格子的晶面指数和面间距各为多少? 正格矢R=ai+2aj+2ak所以,(1 2 2)a倒格矢(1 1/2 1/2)a约分(乘以2)得,(2,1,1)a,即,(2a,a,a)即为晶面指数面间距 为 4a/3 很容易算,想象一个三维坐标里的4面体,已知沿坐标轴的各边长,求其斜面上的高.

#正格子晶面和倒格子晶矢垂直

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