晶体点阵:晶体内部结构在三维空间周期平移的客观存在的数学抽象,反映晶体实际原子排列。
倒易点阵:通过对晶体的正点阵进行傅里叶变换得到的,其中正点阵中每个阵点的位置矢量方向代表晶面族的法向,位置矢量的长度是晶面族面间距的倒数或倒数的整数倍。
在晶体结构分析中,把晶体结构称为正空间,而晶体对X射线或电子的衍射空间称为倒易空间。
设正点阵的原点为O,基矢为 a 、 b 、 c \bold a、\bold b、\bold c a、b、c,倒易点阵的原点为O*,基矢为 a ∗ 、 b ∗ 、 c ∗ \bold a^ *、\bold b^*、\bold c^* a∗、b∗、c∗。
V为正点阵中单胞的体积:
V
=
a
⋅
(
b
×
c
)
=
b
⋅
(
a
×
c
)
=
c
⋅
(
a
×
b
)
V=\bold a\cdot(\bold b\times\bold c)=\bold b\cdot(\bold a\times\bold c)=\bold c\cdot(\bold a\times\bold b)
V=a⋅(b×c)=b⋅(a×c)=c⋅(a×b)
V
=
∣
a
x
a
y
a
z
b
x
b
y
b
z
c
x
c
y
c
z
∣
V=\left| \begin{array}{ccc} a_x & a_y & a_z \\ b_x & b_y & b_z \\ c_x & c_y & c_z \end{array} \right|
V=
axbxcxaybycyazbzcz
向量叉乘 b×c的结果是一个垂直于 b 和 c 的向量,其长度等于由 b 和 c 构成的平行四边形的面积,方向遵循右手规则。
向量点乘的结果是一个标量,在这里就是底面积(叉乘结果)和高(点乘结果)相乘
定义倒易点阵的基矢:
a
∗
=
b
×
c
V
\bold a^*= \frac{\mathbf{b} \times \mathbf{c}}{V}
a∗=Vb×c
b
∗
=
a
×
c
V
\bold b^*= \frac{\mathbf{a} \times \mathbf{c}}{V}
b∗=Va×c
c
∗
=
a
×
b
V
\bold c^*= \frac{\mathbf{a} \times \mathbf{b}}{V}
c∗=Va×b
每一个倒易基矢都垂直于正点阵中和自己异名的两基矢构成的平面。
正点阵和倒易点阵的同名基矢点积为1,不同名基矢点积为0(相互垂直的矢量点积为0)。
倒易点阵中任意一个阵点表示: r h k l ∗ = h a ∗ + k b ∗ + l c ∗ \mathbf{r}_{hkl}^* = h\mathbf{a^*} + k\mathbf{b^*} + l\mathbf{c^*} rhkl∗=ha∗+kb∗+lc∗,这里的 r h k l ∗ \mathbf{r}_{hkl}^* rhkl∗为倒易点阵矢量,hkl表示该倒易阵点在倒易空间中的方位(为整数)。