第1章 射线晶体学基础优秀PPT.ppt
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1、第1章 射线晶体学基础现在学习的是第1页,共39页教材和参考教材和参考书书:1 李李树树棠,晶体棠,晶体X射射线线衍射学基衍射学基础础,北京:冶,北京:冶金工金工业业出版社,出版社,1990.2 黄黄胜胜涛主涛主编编,固体,固体X射射线线学(一),北京:学(一),北京:高等教育出版社,高等教育出版社,1985.3 王英王英华华,X光衍射技光衍射技术术基基础础,北京:原子能,北京:原子能出版社,出版社,1987.4 B.D.Cullity,S.R.Stock,Elements of X-ray Diffraction,Upper Saddle River,NJ:Prentice Hall,200
2、1.现在学习的是第2页,共39页授授课课内容内容:几何晶体学概述几何晶体学概述 X射射线线的的产产生和性生和性质质 X射射线线衍射的几何理衍射的几何理论论 X射射线线衍射衍射强强度的运度的运动动学理学理论论 X射射线线衍射技衍射技术应术应用概述用概述 现在学习的是第3页,共39页 X射线(伦琴射线):射线(伦琴射线):1895年年11月,德国物理学家,月,德国物理学家,伦琴教授(伦琴教授(W.C.Rntgen)绪 论现在学习的是第4页,共39页材料:人们最关心的是什么?材料:人们最关心的是什么?性能:与哪些因素有关?性能:与哪些因素有关?结构:有哪些检测分析技术?结构:有哪些检测分析技术?现在
3、学习的是第5页,共39页|物质的性质、材料的性能决定于物质的性质、材料的性能决定于它们的组成和微观结构。它们的组成和微观结构。|如果你有一双如果你有一双X射线的眼睛,就射线的眼睛,就能把物质的微观结构看个清清楚能把物质的微观结构看个清清楚楚明明白白!楚明明白白!|X射线衍射将会有助于你探究为射线衍射将会有助于你探究为何成份相同的材料,其性能有时何成份相同的材料,其性能有时会差异极大会差异极大.|X射线衍射将会有助于你找到获射线衍射将会有助于你找到获得预想性能的途径。得预想性能的途径。现在学习的是第6页,共39页与与X X射线及晶体衍射有关的部分诺贝尔奖获得者名单射线及晶体衍射有关的部分诺贝尔奖
4、获得者名单 现在学习的是第7页,共39页第第一一章章 几几何何晶晶体体学学概概述述|晶体特性晶体特性|晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵|倒易点阵倒易点阵现在学习的是第8页,共39页|均均 匀匀 性:性:晶体内部各个部分的宏晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。观性质是相同的。|各向异性:各向异性:晶体中不同的方向上具晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。有不同的物理性质。|固定熔点:固定熔点:晶体具有周期性结构,晶体具有周期性结构,熔化时,各部分需要同样的温度。熔化时,各部分需要同样的温度。|规则外形:规则外形:理想环境中生长的晶体理想环境中生长的晶体应为凸多边形。应为凸多边形。|对对 称称
5、 性:性:晶体的理想外形和晶体晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。内部结构都具有特定的对称性。1.晶体具有如下性质:晶体具有如下性质:现在学习的是第9页,共39页刚玉刚玉(AI2O3)邻苯二甲酸氢邻苯二甲酸氢锗酸铋锗酸铋电气石电气石现在学习的是第10页,共39页2.晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵-A(术语回顾)(术语回顾)晶体晶体(Crystal)It is solid.The arrangement of atoms in the crystal is periodic.点阵(点阵(Lattice)An infinite array of points in space,i
6、n which each point has identical surroundings to all others.晶体结构(晶体结构(Crystal Structure)It can be described by associating each lattice point with a group of atoms called the BASIS单位晶胞(单位晶胞(Unit Cell)The smallest component of the crystal,which when stacked together with pure translational repetition
7、 reproduces the whole crystal晶胞参数晶胞参数Unit Cell Parameters a,b and c are the unit cell edge lengths.,and are the angles(between b and c,between c and a,between a and b.)现在学习的是第11页,共39页2.晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵-B等同点与结点等同点与结点(阵点阵点)结构基元:原子、分子或其集团结构基元:原子、分子或其集团晶体结构空间点阵结构基元晶体结构空间点阵结构基元现在学习的是第12页,共39页crystal st
8、ructure=lattice+basisCrystal structure of sodium chloride(NaCl)basis:现在学习的是第13页,共39页The 14 possible BRAVAIS LATTICES note that spheres in this picture represent lattice points,not atoms!2.晶体结构与空间点阵晶体结构与空间点阵-C现在学习的是第14页,共39页7 crystal ClassesCrystal systemUnit cell shapeEssential symmetrySpace lattice
9、sCubic a a=b b=c c a a=b b=g=90g=90Four threefold axesP I F Tetragonala a=b bc c a a=b b=g=90g=90One fourfold axisP IOrthorhombic a ab bc c a a=b b=g=90g=90Three twofold axes or mirror planeP I F A(B or C)Hexagonala=ba=bc c a=g=90 a=g=90 b=120b=120One threefold axisPTrigonala=ba=bc c a=g=90 a=g=90 b
10、=120b=120One threefold axisPa a=b b=c c a a=b b=g g9090One threefold axisRMonoclinica ab bc c a=b=90 a=b=90 g g9090One twofold axis or mirror planeP CTriclinica ab bc c a ab bg g9090noneP现在学习的是第15页,共39页2.晶体结构与空间点阵-D 点阵类型阵点的坐标表示阵点的坐标表示以任意顶点为以任意顶点为坐标原点坐标原点,以与原,以与原点相交的三个棱边为点相交的三个棱边为坐标轴坐标轴,分,分别用点阵周期(别用点
11、阵周期(a、b、c)为)为度量度量单位单位u四种点阵类型简单体心面心底心简单点阵的阵点坐标为简单点阵的阵点坐标为000现在学习的是第16页,共39页底心点阵,底心点阵,C除八个顶点上有阵点外,除八个顶点上有阵点外,两个相对的面心上有阵点,两个相对的面心上有阵点,面心上的阵点为两个相邻面心上的阵点为两个相邻的平行六面体所共有。因的平行六面体所共有。因此,每个阵胞占有两个阵此,每个阵胞占有两个阵点。阵点坐标为点。阵点坐标为000,1/2 1/2 0现在学习的是第17页,共39页体心点阵,体心点阵,I除除8个顶点外,体心个顶点外,体心上还有一个阵点,因上还有一个阵点,因此,每个阵胞含有两此,每个阵胞
12、含有两个阵点,个阵点,000,1/2 1/2 1/2现在学习的是第18页,共39页面心点阵。面心点阵。F除除8个顶点外,每个顶点外,每个面心上有一个阵个面心上有一个阵点,每个阵胞上有点,每个阵胞上有4个阵点,其坐标个阵点,其坐标分别为分别为000,1/2 1/2 0,1/2 0 1/2,0 1/2 1/2现在学习的是第19页,共39页晶向指数和密勒指数晶向指数和密勒指数晶向晶向uvw,等同晶向等同晶向晶面晶面(hkl),等同晶面等同晶面hkl现在学习的是第20页,共39页已知平面上三点坐已知平面上三点坐标标(x1,y1,z1),(x2,y2,z2),(x3,y3,z3),则该则该平面的面指数平
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