题目
证明:倒格子矢量G=h1b1+h2b2十h3b3垂直于密勒指数为(h1h2h3)的晶面系。
证明:倒格子矢量G=h1b1+h2b2十h3b3垂直于密勒指数为(h1h2h3)的晶面系。
题目解答
答案
证明:(充分利用晶面系的特点:等间距平行排列来证) 如图所示a 1 a 2 a 3 为正格子基矢晶面系(h 1 h 2 h 3 )中最靠近坐标原占的晶面ABC在基矢a 1 a 2 a 3 上的截距为a 1 /h 1 a 2 /h 2 a 3 /h 3 倒格子矢量G=h 1 b 1 +h 2 b 2 +h 3 b 3 垂直于该晶面。图中 利用a i .b j =2πδ ij 可得 =(h 1 b 1 +h 2 b 2 +h 3 b 3 ). =0 =(h 1 b 1 +h 2 b 2 +h 3 b 3 ). =0故有倒格子矢量G=h 1 b 1 +h 2 b 2 +h 3 b 3 与晶面系(h 1 h 2 h 3 )垂直。 证明:(充分利用晶面系的特点:等间距平行排列来证)如图所示,a1,a2,a3为正格子基矢,晶面系(h1h2h3)中最靠近坐标原占的晶面ABC在基矢a1,a2,a3上的截距为a1/h1,a2/h2,a3/h3,倒格子矢量G=h1b1+h2b2+h3b3垂直于该晶面。图中,,利用ai.bj=2πδij可得=(h1b1+h2b2+h3b3).=0=(h1b1+h2b2+h3b3).=0故有倒格子矢量G=h1b1+h2b2+h3b3与晶面系(h1h2h3)垂直。
解析
步骤 1:定义倒格子矢量和晶面系
倒格子矢量G由正格子基矢a1, a2, a3的倒数基矢b1, b2, b3线性组合而成,即G=h1b1+h2b2+h3b3。晶面系(h1h2h3)表示一组等间距平行排列的晶面,其中h1, h2, h3为密勒指数,表示晶面在基矢a1, a2, a3上的截距的倒数。
步骤 2:确定晶面ABC的截距
晶面ABC在基矢a1, a2, a3上的截距分别为a1/h1, a2/h2, a3/h3。因此,晶面ABC的法向量可以表示为h1b1+h2b2+h3b3,即倒格子矢量G。
步骤 3:证明倒格子矢量G垂直于晶面ABC
为了证明倒格子矢量G垂直于晶面ABC,我们需要证明G与晶面ABC上的任意两个向量的点积为零。设晶面ABC上的两个向量为 和 ,则有:
G. = (h1b1+h2b2+h3b3). = h1b1. + h2b2. + h3b3. = 0
G. = (h1b1+h2b2+h3b3). = h1b1. + h2b2. + h3b3. = 0
由于a1, a2, a3与b1, b2, b3满足a_i.b_j = 2πδ_ij,其中δ_ij为克罗内克δ函数,当i=j时为1,否则为0。因此,上述点积为零,证明了倒格子矢量G垂直于晶面ABC。
倒格子矢量G由正格子基矢a1, a2, a3的倒数基矢b1, b2, b3线性组合而成,即G=h1b1+h2b2+h3b3。晶面系(h1h2h3)表示一组等间距平行排列的晶面,其中h1, h2, h3为密勒指数,表示晶面在基矢a1, a2, a3上的截距的倒数。
步骤 2:确定晶面ABC的截距
晶面ABC在基矢a1, a2, a3上的截距分别为a1/h1, a2/h2, a3/h3。因此,晶面ABC的法向量可以表示为h1b1+h2b2+h3b3,即倒格子矢量G。
步骤 3:证明倒格子矢量G垂直于晶面ABC
为了证明倒格子矢量G垂直于晶面ABC,我们需要证明G与晶面ABC上的任意两个向量的点积为零。设晶面ABC上的两个向量为 和 ,则有:
G. = (h1b1+h2b2+h3b3). = h1b1. + h2b2. + h3b3. = 0
G. = (h1b1+h2b2+h3b3). = h1b1. + h2b2. + h3b3. = 0
由于a1, a2, a3与b1, b2, b3满足a_i.b_j = 2πδ_ij,其中δ_ij为克罗内克δ函数,当i=j时为1,否则为0。因此,上述点积为零,证明了倒格子矢量G垂直于晶面ABC。