第一章 晶体结构_9700783.pdf

第一章晶体结构 §1-1晶体结构的周期性和布喇菲(Bravais)点阵 内容提要： 一、晶体结构及其周期性 本章主要讨论几何结晶学的基本内容，并对晶体衍射 的原理做些初步介绍。 1．晶体的特征（宏观特征） 首先讨论晶体的宏观特征，然后再阐明晶体的宏观 有一定的熔点 特征与其内部原子或离子的周期性排列的关系，其 解理性 后后，，将讨论晶体中原子周期性排列的几何性质将讨论晶体中原子周期性排列的几何性质，，最最 从外形上看从外形上看，晶体通常是规则的凸多面体晶体通常是规则的凸多面体 后介绍一些常见的晶体结构。 为了简单处理固体物理中的某些问题，在本章引入 晶面角守恒 倒格子的概念。 各向异性 对于晶体衍射，将着重介绍X射线的衍射原理。 晶体的宏观性质由晶体的微观结构所决定。宏观特征是内 提示：本章讨论的晶体均指完美晶体。有关缺陷晶 在原子结构规则性排列的结果，人们对晶体结构的研究最 体在第三章讨论。 早就始于这些有规则外形的矿石。 固体物理第一章 固体物理第一章 2.空间点阵（布喇菲点阵） 空间点阵学说认为：晶体内部结构可概括为一些相 同的点子，在空间有规则地作周期性的无限分布， 而这些相同的点，可代表原子、离子、分子或其集 团的重心。这些点子的总体称空间点阵，是晶体结 构周期性规则排列的数学抽象。 基元 （basis ）：重复排列的具体基本结构单元称为 基元。 注意：基元是一种物理实体，不包括周期性，点 阵概括了周期性，是一种数学抽象，它们的之间的 基元、点阵与晶体结构之间的关系 逻辑关系为：点阵+基元= 晶体结构 固体物理第一章 固体物理第一章 二、布喇菲格子(Bravais lattice) 晶体内部质点有序性的证明： 1．布喇菲格子 1912年德国科学家劳厄用晶体作光栅，使X 晶格——通过点阵中的节点，可以做很多平行的直 射线产生衍射，证明晶体内部质点是有序排 线族和平行的晶面组，点阵就成为一些网格，称为 列的 晶格(lattice) 。 英国科学家布拉格父子用各种各样的年英国科学家布拉格父子用各种各样的 把晶格中的基元抽象成把晶格中的基元抽象成一个几何点个几何点，，点的集合称为点的集合称为 晶体作大量的衍射实验 布喇菲点阵或布喇菲格子，如果晶体由完全相同的 一种原子组成，原子与结点重合，是布喇菲格子。 三位科学家研究成果揭示了一切晶体皆具有 格子构造的秘密 如果晶体的基元包含两种或两种以上的原子，则每 个基元中，相应的同种原子各构成和结点相同的网 格称为子晶格，子晶格相互位移套构成复式格子。 固体物理第一章 固体物理第一章