
【医】 lattice reciprocal
倒易点阵(reciprocal lattice)是固体物理学和晶体学中的核心概念,其定义为实空间晶体点阵经傅里叶变换得到的数学抽象空间。以下从汉英对照与学科内涵角度展开解释:
基础定义
倒易点阵的基矢量$mathbf{b}_i$与实空间基矢量$mathbf{a}_j$满足关系:
$$mathbf{a}_i cdot mathbf{b}j = 2pi delta{ij}$$
其中$delta_{ij}$为克罗内克函数(Kronecker delta),该条件保证了两组基矢的正交归一性(来源:Ashcroft & Mermin《固体物理学》)。
物理意义
在衍射实验中(如X射线衍射),倒易点阵的节点对应布拉格衍射峰的位置,其数学表达为:
$$mathbf{k} - mathbf{k}' = mathbf{G}$$
其中$mathbf{G}$为倒格矢,$mathbf{k}$和$mathbf{k}'$分别为入射波矢与衍射波矢(来源:国际晶体学联合会IUCr官网)。
应用领域
汉英术语对照
中文术语 | 英文术语 |
---|---|
倒易点阵 | reciprocal lattice |
倒格矢 | reciprocal lattice vector |
实空间 | direct space |
布里渊区 | Brillouin zone |
(来源:Springer《凝聚态物理术语词典》)
倒易点阵是晶体学中用于分析晶体衍射特性的重要数学工具,以下从定义、数学描述、性质及应用进行综合解释:
倒易点阵(Reciprocal lattice)是通过对正点阵(真实晶体点阵)进行傅里叶变换得到的虚拟点阵。其每个阵点对应正点阵中的一组晶面,反映晶面的取向和面间距信息。
倒易基矢由正点阵基矢通过向量运算定义:
$$
begin{aligned}
a^ &= frac{b times c}{V},
b^ &= frac{c times a}{V},
c^* &= frac{a times b}{V},
end{aligned}
$$
其中 ( V = a cdot (b times c) ) 是正点阵单胞体积。
正交关系:
由法国学者布拉菲(Bravais)于1860年提出,后经埃瓦尔德(Ewald)在1921年引入衍射研究,成为现代晶体学的基础工具。
倒易点阵通过数学变换将实空间晶格转换为倒易空间,其核心价值在于简化晶体衍射问题的分析,是材料科学、矿物学等领域不可或缺的工具。
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