布拉菲晶格
外观
(重定向自布拉菲格子)
在幾何學以及晶體學中,布拉菲晶格(又译布拉菲点阵)(Bravais lattices)是為了紀念法国物理学家奥古斯特·布拉菲而命名的。是三維空間中由一個或多個原子所組成的基底所形成的无限點阵,每個晶格點上都能找到這樣同樣的基底,或者說定向移動整數倍到另一個點時也能找到同樣的基底,因此晶格在任何一個晶格點上看起來都完全一樣。三維布拉菲晶格只有14種可能。
如果兩個布拉菲晶格具有同構對稱群,則通常認為它們是等價的。 從這個意義上講,在 2 維空間中存在 5 種可能的布拉菲晶格,在 3 維空間中存在 14 種可能的布拉菲晶格。 布拉菲晶格的 14 個可能的對稱群是 230 個空間群中的 14 個。 在空間群分類的背景下,布拉菲晶格也稱為"布拉菲類"、"布拉菲算術類"或"布拉菲聚類"(Bravais flocks)[1]。
布拉菲晶格的發展
[编辑]這14種布拉菲晶格可分成7種晶系,每種晶系又可依中心原子在晶胞中的位置不同再分成6種晶格:
- 簡單(P):晶格點只在晶格的八個頂點處
- 體心(I):除八個頂點處有晶格點外,晶胞中心還有一個晶格點
- 面心(F):除八個頂點處有晶格點外,在六個面的中央還有一個晶格點
- 底心(A,B或C):除八個頂點處有晶格點外,在晶胞的一組平行面(A,B或C)的每個面中央還有一個晶格點
7種不同晶系與每種晶系的6種不同晶格共有7 × 6 = 42種組合,但是有些組合其實是相同的,都能組成14種布拉菲晶格。例如,單斜晶系的體心晶格可以通過單斜晶系的底心(C)晶格選擇不同的晶軸得到,所以這兩種其實是同一種;同樣,所有的底心(A)、底心(B)晶格都相當於底心(C)或簡單(P)晶格。因此,去除相同的組合,可以得到14種不同的布拉菲晶格,列於下表(晶格圖下方是代表該布拉菲晶格的皮尔逊符号,表中空白的格表示於已有的晶格重複):
晶系 | 点阵常数特征 | 布拉菲晶格 | |||
---|---|---|---|---|---|
简单(P) | 底心(C) | 体心(I) | 面心(F) | ||
三斜晶系 | a≠b≠c,α≠β≠γ≠90° | ||||
单斜晶系 | a≠b≠c,α=γ=90°≠β | ||||
斜方晶系 (正交晶系) |
a≠b≠c,α=β=γ=90° | ||||
四方晶系 | a=b≠c,α=β=γ=90° | ||||
三方晶系 (棱方晶系) |
a=b=c,α=β=γ≠90° | ||||
六方晶系 | a=b≠c,α=β=90º,γ=120° | ||||
等軸晶系 (立方晶系) |
a=b=c,α=β=γ=90° |
每一個單位晶格的體積可以由計算得知。其中,和是晶格向量。各種布拉菲晶格的體積如下:
晶系 | 体积 | |||
三斜晶系 | ||||
單斜晶系 | ||||
斜方晶系 | ||||
四方晶系 | ||||
三方晶系 | ||||
六方晶系 | ||||
等軸晶系 |
參見
[编辑]外部連結
[编辑]- Contemporary Bravis Lattice Structures[永久失效連結] Designed by Tom Barber
- ^ Bravais class. Online Dictionary of Crystallography. IUCr. [8 August 2019]. (原始内容存档于2008-05-13).