题目
对晶格常数为a的简单立方晶体,与正格矢R=ai+2aj+2ak正交的倒格子晶面族的面指数为(), 其面间距为()。
对晶格常数为a的简单立方晶体,与正格矢R=ai+2aj+2ak正交的倒格子晶面族的面指数为(), 其面间距为()。
题目解答
答案
(122);
解析
考查要点:本题主要考查倒格子晶面族的面指数与正格矢正交的关系,以及面间距的计算方法。
解题核心思路:
- 面指数的确定:倒格子晶面族的面指数(hkl)对应其法线方向的倒格矢。题目中要求晶面族与正格矢R正交,即晶面族的法线方向应与R方向一致,因此面指数由R的分量直接确定。
- 面间距的计算:利用简单立方结构的面间距公式 $d_{hkl} = \frac{a}{\sqrt{h^2 + k^2 + l^2}}$,代入面指数即可求得。
破题关键点:
- 正交条件的理解:晶面族的法线方向与正格矢R方向相同,而非点积为零。
- 面指数的简化:确保hkl为最简整数比。
面指数的确定
正格矢 $R = a\mathbf{i} + 2a\mathbf{j} + 2a\mathbf{k}$ 的方向向量为 $(1, 2, 2)$。
倒格子晶面族的法线方向由面指数 $(hkl)$ 决定,因此 面指数应与正格矢的方向向量成比例。
将 $(1, 2, 2)$ 化为最简整数比,得面指数为 $(122)$。
面间距的计算
面间距公式为:
$d_{hkl} = \frac{a}{\sqrt{h^2 + k^2 + l^2}}.$
代入 $h=1, k=2, l=2$:
$d_{122} = \frac{a}{\sqrt{1^2 + 2^2 + 2^2}} = \frac{a}{\sqrt{9}} = \frac{a}{3}.$