
【化】 reciprocal vector
close down; collapse; converse; fall; inverse; move backward; pour; reverse
amiable; change; easy; exchange
vector
【计】 V; vector quantity
【医】 vector; vector quantity
在固体物理学中,倒易向量(reciprocal vector)是描述晶体倒易空间的基本数学工具,定义为原胞基矢的线性组合,其量纲为[长度⁻¹]。该概念由英国物理学家Paul Ewald于1921年首次提出,现已成为凝聚态物理和材料科学的核心理论工具。
数学定义:
给定晶体原胞的三个基矢$mathbf{a}_1, mathbf{a}_2, mathbf{a}_3$,倒易基矢$mathbf{b}_i$满足正交关系: $$ mathbf{a}_i cdot mathbf{b}j = 2pidelta{ij} $$ 通过向量运算可推导出: $$ mathbf{b}_1 = frac{2pi (mathbf{a}_2 times mathbf{a}_3)}{mathbf{a}_1 cdot (mathbf{a}_2 times mathbf{a}_3)} $$
核心功能:
应用实例:
在半导体器件设计中,通过倒易向量计算布里渊区形状可预测材料的光电特性。美国国家标准技术研究院(NIST)的晶体数据库收录了超过20万种晶体的倒易空间数据(来源:materialsproject.org)。
延伸阅读:
剑桥大学凝聚态物理课程中关于倒易空间的在线讲义(phy.cam.ac.uk/lecturenotes)详细推导了倒易向量与衍射条件的关系,建议结合《晶体学导论》第3章进行系统学习。
倒易向量(reciprocal vector)是晶体学和固体物理学中的重要概念,主要用于描述晶体结构与波动现象的关系。以下是其核心解释:
1. 定义与数学表达
倒易向量是倒易点阵中的基本矢量,由正点阵的基矢通过特定数学关系导出。若正点阵基矢为$mathbf{a}, mathbf{b}, mathbf{c}$,则倒易基矢$mathbf{a^}, mathbf{b^}, mathbf{c^}$满足正交关系:
$$
mathbf{a^} cdot mathbf{b} = mathbf{a^} cdot mathbf{c} = 0 quad text{且} quad mathbf{a^} cdot mathbf{a} = 1
$$
倒易向量的一般形式为$mathbf{H} = hmathbf{a^} + kmathbf{b^} + lmathbf{c^*}$,其中$h,k,l$为整数。
2. 物理意义与性质
3. 应用领域
权威性说明:(豆丁网)提供了详细的数学定义和性质推导,而(知乎)解释了其与傅里叶空间的关系,两者结合可全面理解该概念。
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