
【化】 reciprocal lattice
close down; collapse; converse; fall; inverse; move backward; pour; reverse
amiable; change; easy; exchange
a little; dot; drop; feature; particle; point; spot
【计】 distributing point; dot; PT
【医】 point; puncta; punctum; spot
【经】 point; pt
case; division; metre; square; standard; style
【计】 lattice
倒易点格(reciprocal lattice)是固体物理学中用于描述晶体周期性结构的重要数学工具,其定义为晶体原胞点格(正格子)的傅里叶变换对偶空间。在汉英词典中,其英文对应词为"reciprocal lattice",可拆解为"reciprocal"(倒数/互易)和"lattice"(点阵)的组合。
核心定义与数学表达
倒易点格基矢$mathbf{b}_i$与正格子基矢$mathbf{a}_j$满足正交归一关系:
$$ mathbf{a}_i cdot mathbf{b}j = 2pi delta{ij} $$
其中$delta_{ij}$为克罗内克函数。这一关系表明倒易点格每个基矢垂直于正格子的两个非共面基矢,其模长与正格子对应晶面间距成反比。
物理意义与应用
学科交叉关联
该概念在材料科学中用于电子显微成像分析,在化学领域则与分子晶体衍射数据库(如剑桥结构数据库CSD)的解析密切相关。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将其列为晶体学标准术语集核心词条。
倒易点格(倒易点阵/倒格子)是晶体学中的重要概念,用于描述晶体结构的傅里叶变换空间性质。以下是详细解释:
基本定义
倒易点阵由正点阵(实际晶体点阵)通过傅里叶变换得到。若正点阵基矢为a、b、c,其对应的倒易基矢a、b、**c** 满足正交归一关系:
$$
mathbf{a^} cdot mathbf{a} = 1, quad mathbf{a^} cdot mathbf{b} = 0, quad mathbf{a^} cdot mathbf{c} = 0
$$
其他基矢类似,确保倒易基矢与正基矢垂直且模长与晶面间距相关。
数学表达式
倒易基矢的计算公式为:
$$
mathbf{a^} = frac{mathbf{b} times mathbf{c}}{V}, quad mathbf{b^} = frac{mathbf{c} times mathbf{a}}{V}, quad mathbf{c^*} = frac{mathbf{a} times mathbf{b}}{V}
$$
其中 ( V = mathbf{a} cdot (mathbf{b} times mathbf{c}) ) 是正点阵单胞体积。
动量空间周期性
倒易点阵描述动量空间(k空间)的周期性,与正点阵的实空间周期性形成对偶关系。例如,晶体中电子波函数或X射线衍射的动量守恒可通过倒易点阵分析。
晶面与倒易矢量的对应
倒易矢量G = ha + kb + l**c*** 的方向垂直于正点阵的 (hkl) 晶面,其模长为该晶面间距的倒数。
衍射分析
X射线或电子衍射图谱中的斑点直接对应倒易点阵的格点,通过分析衍射花样可推导晶体结构。
能带理论
在固体物理中,倒易空间用于描述电子能带结构,例如布里渊区的定义基于倒易点阵的几何对称性。
倒易点格通过数学变换将实空间晶体结构映射到动量空间,为分析晶体衍射、能带等提供工具,是连接理论与实验的关键桥梁。如需更深入推导或应用案例,可参考材料科学相关教材或文献。
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