精品课程《固体物理》ppt电子教案课件1.3晶面和晶向.ppt
第三节 晶向、晶面和它们的标志,本节主要内容:,1.3.1 晶向及晶向指数,1.3.2 晶面及密勒指数,1.3 晶向、晶面和它们的标志,1.3.1 晶向及晶向指数,1.晶向,通过晶格中任意两个格点连一条直线称为晶列,晶列的取向称为晶向,描写晶向的一组数称为晶向指数(或晶列指数)。,过一格点可以有无数晶列。,(3)晶列族中的每一晶列上,格点分布都是相同的;,(4)在同一平面内,相邻晶列间的距离相等。,(1)平行晶列组成晶列族,晶列族包含所有的格点;,(2)晶列上格点分布是周期性的;,晶列的特点,2.晶向指数,如果从晶列上一个格点沿晶向到任一格点的位矢为,晶列上格点的周期=?,为固体物理学原胞基矢,如遇到负数,将该数的上面加一横线。,其中 为整数,将 化为互质的整数,记为,即为该晶列的晶列指数。,(2)以布拉维原胞基矢表示,如果从晶列上一个格点沿晶向到任一格点的位矢为,其中 为有理数,将 化为互质的整数 m,n,p,记为mnp,mnp即为该晶列的晶列指数.,例1:如图在立方体中,D是BC的中点,求BE,AD的晶列指数。,解:,晶列BE的晶列指数为:,011,AD的晶列指数为:,求AD的晶列指数。,注意:,(1)晶列指数一定是一组互质的整数;(2)晶列指数用方括号表示;(3)遇到负数在该数上方加一横线。,(4)等效晶向。,在立方体中有,沿立方边的晶列一共有6个不同的晶向,由于晶格的对称性,这6个晶向并没有什么区别,晶体在这些方向上的性质是完全相同的,统称这些方向为等效晶向,写成。,1.3.2 晶面及密勒指数,在晶格中,通过任意三个不在同一直线上的格点作一平面,称为晶面,描写晶面方位的一组数称为晶面指数。,1.晶面,(1)平行的晶面组成晶面族,晶面族包含所有格点;,(3)同一晶面族中的每一晶面上,格点分布(情况)相同;,(4)同一晶面族中相邻晶面间距相等。,(2)晶面上格点分布具有周期性;,2.晶面指数,晶面方位,晶面的法线方向(法线方向与三个坐标轴夹角),晶面在三个坐标轴上的截距,(1)以固体物理学原胞基矢表示,如图取一格点为顶点,原胞的三个基矢 为坐标系的三个轴,设某一晶面与三个坐标轴分别交于A1,A2,A3,设晶面的法线ON交晶面A1A2A3于N,ON长度为d,d为该晶面族相邻晶面间的距离,为整数,该晶面法线方向的单位矢量用 表示,则晶面A1A2A3的方程为:,取 为天然长度单位,则得:,晶面的法线方向与三个坐标轴(基矢)的夹角的余弦之比,等于晶面在三个轴上的截距的倒数之比。,可以证明:r,s,t必是一组有理数-阿羽依的有理数定理。,(2)同一晶面族中的晶面平行且相邻晶面间距相等,故在原点与基矢的末端间一定只有整数个晶面。,(1)所有格点都包容在一族晶面上;因此给定晶面族中必有一个晶面通过坐标系的原点;在基矢 末端上的格点也一定落在该晶面族的晶面上;,取 为天然长度单位得:,又,晶面的法线与三个基矢的夹角余弦之比等于三个整数之比。,可以证明h1,h2,h3一定是互质的,称它们为该晶面族的面指数,记为(h1h2h3)。,任一晶面在坐标轴上的截距r,s,t必是一组有理数。,因为h1、h2、h3为整数,所以r、s、t必为有理数。,综上所述,晶面指数(h1h2h3)表示的意义是;,(3)晶面的法线与基矢夹角的方向余弦的比值。,(2)以 为各轴的长度单位所求得的晶面在坐标轴上的截距倒数的互质比;,(1)基矢 被平行的晶面等间距的分割成h1、h2、h3 等份;,例2:如图所示,I和H分别为BC,EF之中点,试求晶面AEG,ABCD,OEFG,DIHG的密勒指数。,AEG ABCD DIHG,1,1,1,1,2,1,在三个坐标轴上的截距,1:1:1,(hkl),(111),(001),(120),AEG 的密勒指数是(111);,OEFG的密勒指数是(001);,DIHG的密勒指数是(120)。,例3:在立方晶系中画出(210)、晶面。,晶面在三个坐标轴上的截距分别为:,1,(210),1,1,密勒指数是(210)的晶面是ABCD面;,