
【化】 reciprocal vector
close down; collapse; converse; fall; inverse; move backward; pour; reverse
amiable; change; easy; exchange
vector
【計】 V; vector quantity
【醫】 vector; vector quantity
在固體物理學中,倒易向量(reciprocal vector)是描述晶體倒易空間的基本數學工具,定義為原胞基矢的線性組合,其量綱為[長度⁻¹]。該概念由英國物理學家Paul Ewald于1921年首次提出,現已成為凝聚态物理和材料科學的核心理論工具。
數學定義:
給定晶體原胞的三個基矢$mathbf{a}_1, mathbf{a}_2, mathbf{a}_3$,倒易基矢$mathbf{b}_i$滿足正交關系: $$ mathbf{a}_i cdot mathbf{b}j = 2pidelta{ij} $$ 通過向量運算可推導出: $$ mathbf{b}_1 = frac{2pi (mathbf{a}_2 times mathbf{a}_3)}{mathbf{a}_1 cdot (mathbf{a}_2 times mathbf{a}_3)} $$
核心功能:
應用實例:
在半導體器件設計中,通過倒易向量計算布裡淵區形狀可預測材料的光電特性。美國國家标準技術研究院(NIST)的晶體數據庫收錄了超過20萬種晶體的倒易空間數據(來源:materialsproject.org)。
延伸閱讀:
劍橋大學凝聚态物理課程中關于倒易空間的線上講義(phy.cam.ac.uk/lecturenotes)詳細推導了倒易向量與衍射條件的關系,建議結合《晶體學導論》第3章進行系統學習。
倒易向量(reciprocal vector)是晶體學和固體物理學中的重要概念,主要用于描述晶體結構與波動現象的關系。以下是其核心解釋:
1. 定義與數學表達
倒易向量是倒易點陣中的基本矢量,由正點陣的基矢通過特定數學關系導出。若正點陣基矢為$mathbf{a}, mathbf{b}, mathbf{c}$,則倒易基矢$mathbf{a^}, mathbf{b^}, mathbf{c^}$滿足正交關系:
$$
mathbf{a^} cdot mathbf{b} = mathbf{a^} cdot mathbf{c} = 0 quad text{且} quad mathbf{a^} cdot mathbf{a} = 1
$$
倒易向量的一般形式為$mathbf{H} = hmathbf{a^} + kmathbf{b^} + lmathbf{c^*}$,其中$h,k,l$為整數。
2. 物理意義與性質
3. 應用領域
權威性說明:(豆丁網)提供了詳細的數學定義和性質推導,而(知乎)解釋了其與傅裡葉空間的關系,兩者結合可全面理解該概念。
遍曆樹彩綢參議院擦洗粉成本編碼對叔戊基苯胺墩改口隔離電路根節點公出公用名瓜皮帽黃楊屬家庭破裂睫區鏡勞動保險理論空氣囊縫術難使用的賠償範圍配糖體配位鍵輕質餾出油料三磷酸腺苷酶實焦點速燃的投影描繪器托缽的僞供