
【醫】 lattice reciprocal
倒易點陣(reciprocal lattice)是固體物理學和晶體學中的核心概念,其定義為實空間晶體點陣經傅裡葉變換得到的數學抽象空間。以下從漢英對照與學科内涵角度展開解釋:
基礎定義
倒易點陣的基矢量$mathbf{b}_i$與實空間基矢量$mathbf{a}_j$滿足關系:
$$mathbf{a}_i cdot mathbf{b}j = 2pi delta{ij}$$
其中$delta_{ij}$為克羅内克函數(Kronecker delta),該條件保證了兩組基矢的正交歸一性(來源:Ashcroft & Mermin《固體物理學》)。
物理意義
在衍射實驗中(如X射線衍射),倒易點陣的節點對應布拉格衍射峰的位置,其數學表達為:
$$mathbf{k} - mathbf{k}' = mathbf{G}$$
其中$mathbf{G}$為倒格矢,$mathbf{k}$和$mathbf{k}'$分别為入射波矢與衍射波矢(來源:國際晶體學聯合會IUCr官網)。
應用領域
漢英術語對照
中文術語 | 英文術語 |
---|---|
倒易點陣 | reciprocal lattice |
倒格矢 | reciprocal lattice vector |
實空間 | direct space |
布裡淵區 | Brillouin zone |
(來源:Springer《凝聚态物理術語詞典》)
倒易點陣是晶體學中用于分析晶體衍射特性的重要數學工具,以下從定義、數學描述、性質及應用進行綜合解釋:
倒易點陣(Reciprocal lattice)是通過對正點陣(真實晶體點陣)進行傅裡葉變換得到的虛拟點陣。其每個陣點對應正點陣中的一組晶面,反映晶面的取向和面間距信息。
倒易基矢由正點陣基矢通過向量運算定義:
$$
begin{aligned}
a^ &= frac{b times c}{V},
b^ &= frac{c times a}{V},
c^* &= frac{a times b}{V},
end{aligned}
$$
其中 ( V = a cdot (b times c) ) 是正點陣單胞體積。
正交關系:
由法國學者布拉菲(Bravais)于1860年提出,後經埃瓦爾德(Ewald)在1921年引入衍射研究,成為現代晶體學的基礎工具。
倒易點陣通過數學變換将實空間晶格轉換為倒易空間,其核心價值在于簡化晶體衍射問題的分析,是材料科學、礦物學等領域不可或缺的工具。
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