
[lattice] 晶体点阵
晶格是固体物理学和材料科学中的核心概念,指晶体内部原子、离子或分子在三维空间周期性规则排列所形成的几何框架结构。其详细释义如下:
基本定义与结构特征
晶格是由空间点阵构成的几何骨架,这些点阵点(或称格点)代表了晶体中结构基元(原子、离子、分子或其集团)的周期性重复位置。这种排列具有长程有序性和平移对称性,即沿特定方向移动固定距离(晶格常数)后,结构能完全重合(《现代汉语词典》第7版,商务印书馆)。
构成要素与对称性
晶格的最小重复单元称为晶胞,其形状和尺寸由晶格常数(棱边长度a, b, c和夹角α, β, γ)描述。根据对称性差异,所有晶体结构可归纳为7大晶系和14种布拉维格子(Bravais Lattice),如立方晶系(含简单立方、体心立方、面心立方)、六方晶系等(中国科学院物理研究所《凝聚态物理名词》)。
学科关联与物理意义
晶格结构直接决定晶体的宏观性质(如光学特性、力学强度、导电性)。X射线衍射技术正是通过分析入射X射线与晶格周期性结构的相互作用(衍射图谱)来测定晶体结构(《材料科学基础》,上海交通大学出版社)。
应用价值
理解晶格是设计半导体器件(硅晶格掺杂)、开发合金材料(晶格畸变强化)、研究超导机制(晶格振动与电子配对)等领域的理论基础(《固体物理学》,黄昆原著,高等教育出版社)。
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“晶格”是多个学科中的核心概念,主要涉及材料科学、化学、数学和物理学领域,具体含义如下:
指晶体内部原子、离子或分子的周期性排列结构。晶体中所有粒子按一定规则在三维空间重复排列,形成空间点阵。
指离子晶体中正负离子结合形成晶格时释放的能量,反映离子键的强度。
指离散点按向量平移对称性排列的几何结构,常见于群论和数论。
描述晶体中原子围绕平衡位置的集体振动,形成声子(量子化的振动模式)。
“晶格”在不同学科中均体现规则排列的核心思想:
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