题目
4.立方结构的(112)与(113)晶面同属于( )晶带轴。A. [110]B. [111]C. E[211]
4.立方结构的(112)与(113)晶面同属于( )晶带轴。
A. [110]
B. [111]
C. E[211]
题目解答
答案
A. [110]
解析
晶带轴定理是解决本题的核心。题目要求判断两个晶面(112)和(113)所属的晶带轴。关键在于找到同时垂直于这两个晶面法线方向的晶带轴方向。晶面的法线方向由其指标(hkl)确定,因此需计算这两个法线方向的共同垂直方向。
步骤1:确定晶面法线方向
- 晶面(112)的法线方向为向量 $\vec{a} = (1,1,2)$;
- 晶面(113)的法线方向为向量 $\vec{b} = (1,1,3)$。
步骤2:计算共同垂直方向
通过向量叉乘求两法线的共同垂直方向:
$\vec{a} \times \vec{b} =
\begin{vmatrix}\mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\1 & 1 & 2 \\1 & 1 & 3\end{vmatrix} = (1 \cdot 3 - 2 \cdot 1)\mathbf{i} - (1 \cdot 3 - 2 \cdot 1)\mathbf{j} + (1 \cdot 1 - 1 \cdot 1)\mathbf{k} = \mathbf{i} - \mathbf{j}$
结果为向量 $(1,-1,0)$,简化为晶带轴方向 [110](忽略负号,方向相反仍属同一晶带轴)。
步骤3:验证垂直关系
- [110] 与 (112) 法线垂直:点积 $1 \cdot 1 + 1 \cdot (-1) + 2 \cdot 0 = 0$;
- [110] 与 (113) 法线垂直:点积 $1 \cdot 1 + 1 \cdot (-1) + 3 \cdot 0 = 0$。