题目
简单立方晶格中,晶列[123]与晶列[456]所在晶面的密勒指数为__________。(注:本题中bar(1)可用-1表示,如(0bar(1)0)在输入答案时可输入(0-10))
简单立方晶格中,晶列[123]与晶列[456]所在晶面的密勒指数为__________。(注:本题中$\bar{1}$可用-1表示,如$(0\bar{1}0)$在输入答案时可输入$(0-10)$)
题目解答
答案
晶列[123]和[456]的方向向量分别为(1, 2, 3)和(4, 5, 6)。
叉积为:
\[
\mathbf{v} = (1, 2, 3) \times (4, 5, 6) = (-3, 6, -3)
\]
简化后得(1, -2, 1)。
因此,晶面的密勒指数为(1, -2, 1)。
答案:(1, -2, 1)
解析
本题考查简单立方晶格中晶面密勒指数的求解,解题思路是先根据晶列确定其方向向量,再通过计算这两个方向向量的叉积得到晶面的法向量,最后将法向量转化为晶面的密勒指数。
- 确定晶列的方向向量:
- 对于晶列$[123]$,其方向向量$\vec{a}=(1, 2, 3)$。
- 对于晶列$[456]$,其方向向量$\vec{b}=(4, 5, 6)$。
- 计算方向向量的叉积:
- 设叉积结果为向量$\vec{v}$,根据向量叉积公式\(\vec{v}=\vec{a}\times\vec{b}=\begin{vmatrix} \vec{i} & \vec{j} & \vec{k}\\ 1 & 2 & 3\\ 4 & 5 & 6 \end{vmatrix}\)。
- 其中$\vec{i}$、$\vec{j}$、$\vec{k}$分别为$x$、$y$、$z$轴的单位向量。
- 计算行列式:
- $x$分量:\(\vec{i}\begin{vmatrix} 2 & 3\\ 5 & 6 \end{vmatrix}=\vec{i}(2\times6 - 3\times5)=\vec{i}(12 - 15)= - 3\vec{i}\)。
- $y$分量:\(\vec{j}\begin{vmatrix} 1 & 3\\ 4 & 6 \end{vmatrix}=\vec{j}(1\times6 - 3\times4)=\vec{j}(6 - 12)= - 6\vec{j}\),但叉积公式中$y$分量前面有负号,所以实际$y$分量为$6\vec{j}$。
- $z$分量:\(\vec{k}\begin{vmatrix} 1 & 2\\ 4 & 5 \end{vmatrix}=\vec{k}(1\times5 - 2\times4)=\vec{k}(5 - 8)= - 3\vec{k}\)。
- 所以$\vec{v}=(-3, 6, -3)$。
- 简化叉积结果:
- 为了得到最简形式,将向量$\vec{v}=(-3, 6, -3)$的每个分量同时除以$-3$,得到$(1, -2, 1)$。
- 确定晶面的密勒指数:
- 晶面的法向量与晶面的密勒指数相对应,所以晶面的密勒指数为$(1, -2, 1)$。