高二物理竞赛课件：晶体的对称性.pptx

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1、 晶晶 体体 的的 对对 称称 性性本节主要内容本节主要内容:晶系和布拉维原胞晶系和布拉维原胞1.1.三斜晶系：三斜晶系：2.2.单斜晶系：单斜晶系：3.3.三角晶系：三角晶系：简单三斜简单三斜(1)简单单斜简单单斜(2)底心单斜底心单斜(3)三角三角(4)4.4.正交晶系：正交晶系：简单正交简单正交(5)，底心正交，底心正交(6)体心正交体心正交(7)，面心正交，面心正交(8)5.5.四角系：四角系：(正方晶系正方晶系)简单四角简单四角(9)，体心四角，体心四角(10)6.6.六角晶系：六角晶系：六角六角(11)7.7.立方晶系：立方晶系：简立方简立方(12)，体心立方，体心立方(13)，面

2、心立方，面心立方(14)简单三斜简单三斜(1)简单单斜简单单斜(2)底心单斜底心单斜(3)1.1.三斜晶系：三斜晶系：2.2.单斜晶系：单斜晶系：3.3.三角晶系：三角晶系：三角三角(4)4.4.正交晶系：正交晶系：简单正交简单正交(5)底心正交底心正交(6)体心正交体心正交(7)面心正交面心正交(8)5.5.四角系：四角系：(正方晶系正方晶系)体心四角体心四角(10)简单四角简单四角(9)6.6.六角晶系：六角晶系：六角六角(11)7.7.立方晶系：立方晶系：简立方简立方(12)体心立方体心立方(13)面心立方面心立方(14)S1正是在面心立方格点上所放置的基元正是在面心立方格点上所放置的基

3、元 的结构因子的结构因子。例例4 4：一氯化铯结构的：一氯化铯结构的AB晶体，晶体，A与与B离子的散离子的散射因射因子分别子分别为为fA和和fB，且为实数且为实数。(1)(1)求出晶体的几何结构因子；求出晶体的几何结构因子；(2)(2)设设fA=fB，求衍射消光条件；求衍射消光条件；(3)(3)设设fA=fB，粉末衍射中最小衍射角为粉末衍射中最小衍射角为300，X光波长为光波长为求晶格常数求晶格常数。解解:(1)A A离子坐标为离子坐标为 ,B B离子坐标为离子坐标为(2)为奇数时消光为奇数时消光。(3)对应于最小的衍射角对应于最小的衍射角=300，例例5 5：已知：已知TaTa晶体属于立方晶

4、系，现以波长晶体属于立方晶系，现以波长 =0.0.15405nm的的X射线对射线对TaTa晶体粉末作德拜法晶体粉末作德拜法(粉末法粉末法)衍射实验，假设胶卷的衍射实验，假设胶卷的半径半径r=5cm。在胶卷上测得一系列衍射谱线，其中离中心点最在胶卷上测得一系列衍射谱线，其中离中心点最近的近的5 5条谱线离中心点的距离分别如下表所示条谱线离中心点的距离分别如下表所示：12345L/cm3.424.916.147.308.45(1)(1)决定决定TaTa晶体属于体心立方结构还是面心立方结构；晶体属于体心立方结构还是面心立方结构；(2)(2)求出求出TaTa晶体的晶格常量晶体的晶格常量。解：解：(1)

5、(1)确定结构：确定结构：对于立方晶系：对于立方晶系：正格正格基矢：基矢：倒格倒格基矢：基矢：=2=2 中心点中心点晶面晶面L =2 中心点中心点晶面晶面Lr=5cm.1 1123453.423.424.914.91 6.146.147.307.308.458.4519.619.628.128.135.235.241.841.848.448.40.3350.3350.470.470.5760.576 0.6670.6670.7470.7470.5590.5590.1130.113 0.2220.222 0.3320.332 0.4440.444 /度度iLsin sin2 TaTa晶体属于什么

6、结构晶体属于什么结构呢呢?考虑到几何结构因子：考虑到几何结构因子：对于体心立方必须满足：对于体心立方必须满足：nh+nk+nl=偶数。偶数。对于面心立方必须满足：对于面心立方必须满足：nh，nk，nl全为奇数或全为偶数。全为奇数或全为偶数。12345(110)(200)(211)(220)(310)24681012345348111211.332.6673.6674(111)(200)(220)(311)(222)i(nhnknl)()(bcc)N(bcc)(bcc)N(fcc)(fcc)(nhnknl)()(fcc)TaTa晶体属于体心立方结构晶体属于体心立方结构。由由 值比较可知，值比较可知，TaTa晶体属于体心立方结构晶体属于体心立方结构。13.424.916.147.308.4512345246810(110)(200)(211)(220)(310)(2)(2)求求a：19.628.135.241.848.40.3350.470.5760.6670.7470.5590.1130.2220.3320.4440.3250.3270.3270.3270.326/度度sinsin iL/cm sinsin2 2 a/nmN (nhnknl)