题目
计算面心立方、体心立方结构的(100)、(110)、(111)等晶面的面密度,计算密排六方结构的(0001)、(1010)晶面的面密度(面密度定义为原子数/单位面积)。
计算面心立方、体心立方结构的(100)、(110)、(111)等晶面的面密度,计算密排六方结构的(0001)、(1010)晶面的面密度(面密度定义为原子数/单位面积)。
题目解答
答案
解析
步骤 1:体心立方结构的(100)面面密度计算
- 体心立方结构的(100)面的面积为 $a^2$,其中 $a$ 是晶胞的边长。
- 在这个面积上,有1个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{1}{a^2}$。
步骤 2:体心立方结构的(110)面面密度计算
- 体心立方结构的(110)面的面积为 $\sqrt{2}a^2$。
- 在这个面积上,有2个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{2}{\sqrt{2}a^2} = \frac{\sqrt{2}}{a^2}$。
步骤 3:体心立方结构的(111)面面密度计算
- 体心立方结构的(111)面的面积为 $\frac{\sqrt{3}a^2}{2}$。
- 在这个面积上,有2个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{2}{\frac{\sqrt{3}a^2}{2}} = \frac{4}{\sqrt{3}a^2} = \frac{4\sqrt{3}}{3a^2}$。
步骤 4:面心立方结构的(100)面面密度计算
- 面心立方结构的(100)面的面积为 $a^2$。
- 在这个面积上,有2个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{2}{a^2}$。
步骤 5:面心立方结构的(110)面面密度计算
- 面心立方结构的(110)面的面积为 $\sqrt{2}a^2$。
- 在这个面积上,有2个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{2}{\sqrt{2}a^2} = \frac{\sqrt{2}}{a^2}$。
步骤 6:面心立方结构的(111)面面密度计算
- 面心立方结构的(111)面的面积为 $\frac{\sqrt{3}a^2}{2}$。
- 在这个面积上,有1.5个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{1.5}{\frac{\sqrt{3}a^2}{2}} = \frac{3}{\sqrt{3}a^2} = \frac{\sqrt{3}}{a^2}$。
步骤 7:密排六方结构的(0001)面面密度计算
- 密排六方结构的(0001)面的面积为 $\frac{\sqrt{3}a^2}{2}$。
- 在这个面积上,有1个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{1}{\frac{\sqrt{3}a^2}{2}} = \frac{2}{\sqrt{3}a^2} = \frac{2\sqrt{3}}{3a^2}$。
步骤 8:密排六方结构的(1010)面面密度计算
- 密排六方结构的(1010)面的面积为 $a^2c$。
- 在这个面积上,有1个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{1}{a^2c}$。
- 体心立方结构的(100)面的面积为 $a^2$,其中 $a$ 是晶胞的边长。
- 在这个面积上,有1个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{1}{a^2}$。
步骤 2:体心立方结构的(110)面面密度计算
- 体心立方结构的(110)面的面积为 $\sqrt{2}a^2$。
- 在这个面积上,有2个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{2}{\sqrt{2}a^2} = \frac{\sqrt{2}}{a^2}$。
步骤 3:体心立方结构的(111)面面密度计算
- 体心立方结构的(111)面的面积为 $\frac{\sqrt{3}a^2}{2}$。
- 在这个面积上,有2个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{2}{\frac{\sqrt{3}a^2}{2}} = \frac{4}{\sqrt{3}a^2} = \frac{4\sqrt{3}}{3a^2}$。
步骤 4:面心立方结构的(100)面面密度计算
- 面心立方结构的(100)面的面积为 $a^2$。
- 在这个面积上,有2个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{2}{a^2}$。
步骤 5:面心立方结构的(110)面面密度计算
- 面心立方结构的(110)面的面积为 $\sqrt{2}a^2$。
- 在这个面积上,有2个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{2}{\sqrt{2}a^2} = \frac{\sqrt{2}}{a^2}$。
步骤 6:面心立方结构的(111)面面密度计算
- 面心立方结构的(111)面的面积为 $\frac{\sqrt{3}a^2}{2}$。
- 在这个面积上,有1.5个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{1.5}{\frac{\sqrt{3}a^2}{2}} = \frac{3}{\sqrt{3}a^2} = \frac{\sqrt{3}}{a^2}$。
步骤 7:密排六方结构的(0001)面面密度计算
- 密排六方结构的(0001)面的面积为 $\frac{\sqrt{3}a^2}{2}$。
- 在这个面积上,有1个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{1}{\frac{\sqrt{3}a^2}{2}} = \frac{2}{\sqrt{3}a^2} = \frac{2\sqrt{3}}{3a^2}$。
步骤 8:密排六方结构的(1010)面面密度计算
- 密排六方结构的(1010)面的面积为 $a^2c$。
- 在这个面积上,有1个原子。
- 因此,面密度为 $\frac{1}{a^2c}$。