Згенерована комп'ютером обернена ґратка вигаданого кристалу моноклінної сингонії .
Обернена ґратка — точкова тривимірна ґратка , періодична в просторі хвильових векторів , комплементарна до кристалічної ґратки твердого тіла .
Вектори оберненої ґратки
Вузли оберненої ґратки задаються векторами
b
{\displaystyle \mathbf {b} }
, виходячи з умови, що для будь-якого вектора кристалічної ґратки
a
{\displaystyle \mathbf {a} }
виконувалася умова
e
i
b
⋅
a
=
1
{\displaystyle e^{i\mathbf {b} \cdot \mathbf {a} }=1}
.
Якщо
a
1
{\displaystyle \mathbf {a} _{1}}
,
a
2
{\displaystyle \mathbf {a} _{2}}
і
a
3
{\displaystyle \mathbf {a} _{3}}
— вектори, які визначають примітивну комірку кристалічної ґратки, то примітивну комірку оберненої ґратки задають вектори
b
1
=
2
π
V
0
[
a
2
×
a
3
]
{\displaystyle \mathbf {b} _{1}={\frac {2\pi }{V_{0}}}[\mathbf {a} _{2}\times \mathbf {a} _{3}]}
,
b
2
=
2
π
V
0
[
a
3
×
a
1
]
{\displaystyle \mathbf {b} _{2}={\frac {2\pi }{V_{0}}}[\mathbf {a} _{3}\times \mathbf {a} _{1}]}
,
b
3
=
2
π
V
0
[
a
1
×
a
2
]
{\displaystyle \mathbf {b} _{3}={\frac {2\pi }{V_{0}}}[\mathbf {a} _{1}\times \mathbf {a} _{2}]}
,
де
V
0
=
a
1
⋅
[
a
2
×
a
3
]
{\displaystyle V_{0}=\mathbf {a_{1}} \cdot [\mathbf {a} _{2}\times \mathbf {a} _{3}]}
— об'єм примітивної комірки.
Будь-який інший вектор оберненої ґратки
b
{\displaystyle \mathbf {b} }
може бути виражений через вектори
b
1
{\displaystyle \mathbf {b} _{1}}
,
b
2
{\displaystyle \mathbf {b} _{2}}
й
b
3
{\displaystyle \mathbf {b} _{3}}
за допомогою формули
b
=
n
1
b
1
+
n
2
b
2
+
n
3
b
3
{\displaystyle \mathbf {b} =n_{1}\mathbf {b} _{1}+n_{2}\mathbf {b} _{2}+n_{3}\mathbf {b} _{3}}
,
де n1 , n2 , n3 — цілі числа.
Приклади
Для простої кубічної ґратки обернена ґратка теж проста кубічна.
Для гранецентрованої кубічної ґратки обернена ґратка об'ємноцентрована і навпаки.
Область застосування
Поняття оберненої ґратки широко використовується в фізиці твердого тіла , теорії дифракції тощо. Точкам найменших комірок оберненої ґратки можна зіставити електронні стани, й таким чином вони відіграють роль квантових чисел .
Див. також
Джерела
Ансельм А. И. Введение в физику полупроводников. — М. : Наука , 1978.
Сиротин Ю. И., Шаскольская М. П. Основы кристаллофизики. — М. : Наука , 1979. — 640 с.