ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СИМВОЛЫ
Цель работы
: 1) Знакомство с системой обозначения граней и направлений;
2) Определение индексов граней и ребер кристаллов;
3) Решение некоторых типичных кристаллографических задач с использованием условия зональности.
Важнейшее значение в кристаллографии имеет вопрос об аналитической записи взаимного расположения граней и ребер кристалла в пространстве. С этой целью применяют кристаллографические символы, определяющие положение любой грани и ребра кристалла относительно принятых координатных осей.
Символы граней
Положение грани кристалла можно описать с помощью трех отрезков, отсекаемых этой гранью на координатных осях. Кристаллографическую систему характеризуют геометрические константы кристалл: осевые углы (a, b, g) и осевые единицы (a
0
,
b
0
,
c
0
). Осевыми единицами называют отрезки a
0
,
b
0
,
c
0
, отсекаемые единичной гранью на координатных осях x
,
y
,
z
соответственно. В соответствии с симметрией кристалла масштаб измерения отрезков, отсекаемых гранью на осях, определяется для каждой сингонии соотношением между осевыми единицами (табл. 1).
Таблица 1.
Сингония |
Угловые соотношения |
Осевые единицы |
Кубическая |
a
=
b
=
g
=
90° |
a0
=b0
=c0
|
Тетрагональная |
a
=
b
=
g
=
90° |
a0
=b0
¹
c0
|
Ромбическая |
a
=
b
=
g
=
90° |
a0
¹
b0
¹
c0
|
Моноклинная |
a
=
g
=
90°¹b
|
a0
¹
b0
¹
c0
|
Триклинная |
a
¹
b
¹
g
¹
90° |
a0
¹
b0
¹
c0
|
Гексагональная |
a
=
b
=
90°, g
=120° |
a0
=b0
¹
c0
|
В методе параметров (метод Вейса) для определения грани используется тройка безразмерных векторов a
,
b
,
c
, соответствующих отрезкам, отсекаемым гранью на координатных осях и измеренных с помощью осевых единиц a
0
,
b
0
,
c
0
(рис. 1) a
=
OA
/
a
0
,
b
=
OB
/
b
0
,
c
=
OC
/
c
0
.
Для выбора масштаба измерения, после установки кристалла, среди его наиболее развитых граней находят такую, которая пересекает все три оси. Отрезки, отсекаемые такой гранью кристалла, принимают за единичные, а саму грань - за единичную. Её параметры: (1:1:1). Чтобы определить параметры любой другой грани кристалла, необходимо найти соотношение отрезков, отсекаемых ею на координатных осях и отнесенных к соответствующим единичным отрезкам a
0
,
b
0
,
c
0
.
Такое обозначение граней с помощью параметров имеет один существенный недостаток: неудобство обозначения граней, параллельных координатным осям. Например, грань, параллельная плоскости XOY, запишется как (¥:¥:1), поскольку такая грань пересекает лишь ось Z. Между тем, грани параллельные координатным осям, представляют для кристаллографии особый интерес.
В методе индексов (метод Миллера) положение любой грани кристаллов в трехосной системе координат определяется тройкой целых, как правило, небольших, взаимно-простых чисел – индексовh
,
k
,
l
, представляющих собой отношение обратных величин параметров. Тогда грань, параллельная плоскости XOYбудет иметь индексы h:k:l=1/¥:1/¥:1/1=0:0:1. Индексы грани заключают в круглые скобки, не разделяя их друг от друга никакими знаками. Следовательно, рассмотренная выше грань имеет символ (001).
В кристаллографической практике метод индексов Миллера получил широкое распространение. Следует иметь в виду, что параллельные грани имеют один и тот же символ, соответствующий грани ближайшей к началу координат.
Благодаря высокой симметрии кубических кристаллов, их индицирование (определение индексов всех граней) осуществляется достаточно просто. Единичная грань кубического кристалла должна составлять с координатными осями равные углы и отсекать на них равные отрезки. Легко видеть, что такой гранью может быть выбрана грань октаэдра или тетраэдра, через которую проходит поворотная ось третьего порядка.
Символы ребер
Любое направление (ребро кристалла) в данной системе координат может быть задано: 1) двумя точками, лежащими на заданном направлении, не проходящим через начало координат; 2) одной точкой, если направление проходит через эту точку и начало координат.
Если осевые единицы единичной грани равны a
0
,
b
0
,
c
0
, а точки А (x
1,
y
1
,
z
1
) и В (x
2,
y
2
,
z
2
) лежат на заданном направлении, то проекции отрезка АВ будут равны:
(AB)x
=x2
-x1
, (AB)y
=y2
-y1
, (AB)z
=z2
-z1
.
Тогда символ направления [rst] определится как
.
Таким образом, заданное направление определяется отношением трех проекций отрезка, лежащем на этом направлении, к соответствующим осевым единицам и выражается с помощью целых взаимно простых чисел r
,
s
,
t
,
записываемых в квадратных скобках [rst]. В случае, когда заданное направление проходит через точку А [[000]] начала координат и точку В [[xyz]] можно записать.
Из приведенного выше правила определения символов ребер следует, что если данный отрезок АВ или данное направление перемещать в пространстве параллельно самому себе, то его символ не изменится.
Заданное направление может быть определено и с помощью углов a
,
b
,
g
,
которые оно образует с координатными осями x
,
y
,
z
. Для отрезка АВ, лежащего на заданном направлении, можно записать:
.
В кубических кристаллах:
.
Несложные геометрические рассмотрения показывают, что для кубических кристаллов отношение направляющих косинусов нормали к грани (
h
k
l
)
пропорционально отношению индексов:
,
отсюда:
.
Таким образом, при индицировании направлений в кубических кристаллах следует помнить, что символы направления и перпендикулярной ему грани обозначаются одинаковыми индексами. Например, направление [111] перпендикулярно грани (111), а направление [110] – грани (110).
Основные кристаллографические соотношения
1. Угол между двумя направлениями
.
Чтобы найти угол между двумя направлениями [r1
, s1
, t1
], [r2
, s2
, t2
] необходимо вспомнить одно из правил аналитической геометрии о нахождении скалярного произведения двух векторов .
.
Если .
(Здесь - тройка единичных векторов координатной системы), то для прямоугольной системы координат имеем:
,
.
Откуда
.
2) Угол между направлением и плоскостью
Учитывая, что для кубических кристаллов перпендикуляры к плоскостям (hkl) изображаются как [h
k
l
], легко найти угол a между таким перпендикуляром и заданным направлением [r
s
t
].
Исходный угол будет дополнительным к 90°, т.е. b=(90°-a) и определится как
.
3) Условие зональности.
Кристаллографической зоной называется совокупность граней кристалла, параллельных одному направлению, называемому осью зоны. Чтобы какая-либо плоскость (hkl) принадлежала зоне, ось которой [rst] , необходимо, чтобы направление, параллельное оси зоны, лежало в этой плоскости. Следовательно, косинус угла a между перпендикуляром к заданной плоскости (hkl) и осью зоны [rst] должен быть равен нулю. При этом условие зональности для кубических кристаллов может быть записано как
.
Используя условие зональности, легко определить символ ребра [r
s
t
] , образованного двумя гранями (h
1
k
1
l
1
) и (h
2
k
2
l
2
) из совместного решения уравнений:
.
Решение данной системы уравнений можно представить в виде:
Рассмотренную задачу можно назвать нахождением символа зоны по символам граней кристалла.
Аналогичным образом решается задача о нахождении символа грани (h
k
l
), в которой лежат два заданных направления [r
1
s
1
t
1
] и [r
2
s
2
t
2
]. В этом случае решение системы уравнений
Дает индексы искомой грани (h
k
l
).
4) Межплоскостное расстояние и индексы плоскости.
При расчете рентгенограмм необходимо знать связь межплоскостного расстояния dс индексами (hkl) , отражающего семейства плоскостей. геометрическое рассмотрение для ортогональной системы координат дает следующие зависимости:
- для ромбической сингонии;
- для тетрагональной сингонии;
- для кубической сингонии.
План работы
1. Произвести индицирование всех граней и ребер заданных кристаллов.
2. Найти угол между двумя заданными направлениями в кристаллах кубической,. тетрагональной и ромбической сингоний при известных параметрах решетки.
3. Определить угол между двумя заданными плоскостями, направлением и плоскостью в кубических кристаллах.
4. Найти символ зоны по известным символам граней. Найти символ грани, в которой лежат два заданных направления.
5. Определить межплоскостные расстояния для заданного семейства атомных плоскостей по известным параметрам решетки в ряде кристаллов разных сингоний.
Контрольные вопросы
1. В чем сущность метода индексов?
2. Какие индексы имеют параллельные грани и ребра кристалла?
3. Как выбирается единичная грань в кубических кристаллах?
4. В чем состоит особенность индицирования направлений в кубических кристаллах?
5. Что физически собой представляет условие зональности?
Другие работы по теме:
Трупояз. Советский язык и миф о Великом Октябре
Констатация того факта, что декоммунизация в России не состоялась, давно стала банальностью. Сохранение перелицованного праздника 7 ноября, так и не захороненный Ленин и памятники ему, названия улиц и станций метро - зримые символы этого.
Дерево непосредственных составляющих
Обработка естественного языка для создания структурных описаний предложения, которые могут быть использованы в обработке систем понимания или порождения речи.
Символы РФ
Символы Российской Федерации: герб, флаг, гимн, столица. Каждое государство имеет символы (герб, флаг, гимн) и столицу. Их значение заключается в том, что они являются выражением суверенитета государства, его сущности, национальных традиций, истории развития, формы устройства.
Буддизм тантрический
Направление буддизма, формирование которого относят к III в. Другие названия: ваджраяна (Алмазный путь, Алмазная колесница), мантраяна (Колесница тайных слов, Колесница мантр), гухья мантраяна (Тайный путь мантр), эзотерический буддизм.
Карл Густав Юнг
(1875-1961) – швейцарский психолог, в период с 1907-1912гг – ближайший сторонник Фрейда. Создал аналитическую психологию , суть которой в том, что развитие личности определяют противоборствующие силы внутри её самой, и в процессе своего развития личность стремится к обретению так называемой «самости» (индивидуальности).
Иванов Вячеслав Иванович
Вячеслав Иванов считает, что символы - это намеки реальности, невыразимой в словах; они дают повод для возникновения мифов, выражающих истину в форме образов. Эта истина может вести к теургическому синтезу личного и общинного принципов.
Аввакум Петров
Аввакум Петров- протопоп, один из первых духовных вождей староверия, исповедник, принявший мученическую смерть на костре.
Кристаллографические символы
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СИМВОЛЫ Цель работы : 1) Знакомство с системой обозначения граней и направлений; 2) Определение индексов граней и ребер кристаллов;
Осирис
Осирис, древнеегипетский бог мертвых. Изображался в виде туго спеленутой человеческой мумии, со свободными кистями рук, держащих символы царской власти. Считалось, что некогда он правил как божественный царь на земле
Символы Буддизма
Описание основных символов древнейшей мировой религии со ссылками на литературу и рисунки.
Число пи четверками
Известна задача четырех четверок, в которой предлагается, записав четыре -ки и какие угодно обычные математические символы в любых количествах получить как можно более точное приближение числа .
Контрольная по теории вероятности
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ Факультет заочного и послевузовского обучения КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
Анализ стихотворения Лермонтова Молитва
В своих поэтических произведениях М.Ю. Лермонтов не раз пишет о величии души, о духовной свободе, о нравственном очищении. В стихотворении «Молитва» через восприятие лирического героя раскрываются внутренние переживания человека во время его приобщения к высшему таинству на молитве. Здесь слова молитвы – символы вечной жизни, истинной святости:
Анализ стихотворения А.Блока Ночь,улица,фонарь,аптека...
Анализ стихотворения А.Блока "Ночь,улица,фонарь,аптека..." Автор: Блок А.А. "Ночь,улица,фонарь,аптека..."Сразу можно обратить внимание на настроение лирического героя,его состояние.Все стихотворение пронизано тоской,чувством безысходности
Русская литература конца 19 - начала 20 века
Автор: Разное Поэзия конца 19 века получила название "поэтического ренессанса" или "серебряного века". Постепенно термин "серебряный век" стали относить к той части художественной культуры России,которая была связана с символизмом, акмеизмом, "неокрестьянской" и частично футуристической литературой.
Символика в поэме А. Блока «Двенадцать»
Поэма Александра Блока “Двенадцать” достаточно богата символикой, что вообще характерно для лирики серебряного века, и далее мы попытаемся собрать эти символы в некую единую систему.
Культура и символы
Символическая природа культуры. Роль знаков и символов в культуре. Символы - выражение культуры. Изображения Будды. Языкокультура. Искусственные языки культуры. Искусственные разговорные и письменные языки. Слово и дело в культуре.
Символическая природа культуры, язык культуры
Искусственные языки культуры. Слово и дело в составе культуры. Денежные символы. Дешевые символы государственных богатств. Общение строится на символах и знаках. Речь и письменность. Необходимость использовать символы.
Поверти-Пойнт культура
Декоративные глиняные шарики из Поверти-Пойнт: вероятно, символы душ предков Культура Поверти-Пойнт — археологическая культура индейцев, обитавших в низовьях р. Миссисипи, ныне штат Луизиана. Существовала примерно в 17-7 вв. до н. э. Памятниками данной культуры являются сохранившиеся до наших дней колоссальные земляные сооружения (курганы) у Поверти-Пойнт около города Эппс в штате Луизиана.
Символы безопасности электробытовых приборов
Торгово-технологический факультет Реферат на тему: «Символы безопасности электробытовых приборов» Краснодар 2010 Понятие "безопасность", применительно к электротехнической продукции, в том числе к осветительным приборам различного назначения, включает в себя целый комплекс требований, основными из которых являются:
Вашингтонский обком
— иронический или презрительный термин, применяемый для описания воображаемого партийного органа, сходного с обкомами КПСС в СССР. Обком КПСС давал партийным чиновникам указания идеологического плана, в особенности о том, как следует высказываться по различным вопросам в соответствии с линией партии.
Ситовская надпись
— надпись, обнаруженная в пещере около болгарского селения Ситово в 1942 г. археологической экспедицией Александра Пеева. Отдельные знаки надписи напоминали символы греческого алфавита, однако из-за плохой сохранности надпись прочесть было невозможно. Длительное время не удавалось определить даже приблизительный возраст надписи.
Водные петроглифы
План Введение 1 Описание 2 Местоположение 3 Разновидности 4 Теории Список литературы Введение Водные петроглифы, англ. Water glyphs — распространённый на американском юго-западе тип петроглифов. Чаще всего водные петроглифы встречаются на юге штата Юта, на севере штата Аризона и на востоке штата Невада.
Историческое возникновение геральдики как науки
ИЗ ИСТОРИИ ГЕРАЛЬДИКИ История гербов началась много тысяч лет назад. Каждое племя или род почитало своими заступниками различных животных или птиц: медведей, орлов, волков, оленей и др. Их изображали перед входом в жилище, на стенах, их брали на охоту и на войну. Считалось, что они приносят удачу и защищают от бедствий, поскольку являются проводниками божественной силы.
Структуры в С++
Такие типы данных, как int, float, char и long, являются неотъемлемой частью C/C++ и вам не нужно писать никакого кода, чтобы сообщить компилятору о том, что означают эти слова.
Спецсимволы в HTMl для чего они нужны?
Чаще всего специальные символы в html используют для вставки в текст таких символов, как © (копирайт), ® (зарегистрированный товарный знак), § (параграф), математических знаков, знаков валют и стрелок.
Строковый тип данных в языке Pascal
Ознакомимся с типом данных, который относится к числу структурированных. Это строковый тип данных (строка). Строка — это последовательность символов. Каждый символ занимает 1 байт памяти (код ASCII).
Для чего нужна процедура Sub?
Sub это то же самое, что и Function, только она не возвращает значение, а производит какое-нибудь действие. Например вывод на экран сообщения или манипулирование несколькими свойствами.
Мониторы, применение
Российский Новый Университет РЕФЕРАТ на тему: «Монитор» Проверил: Выполнил (а): _________________ __________________ _________________ __________________
Программы копирования строки
Министерство РФ по связи и информатизации Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики Кафедра «ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА» КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Кодирование текстовой информации
Кодирование текстовой информации Начиная с конца 60-х годов, компьютеры все больше стали использоваться для обработки текстовой информации, и в настоящее время основная доля персональных компьютеров в мире (и большая часть времени) занята обработкой именно текстовой информации. Современный компьютер может обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видео информацию.
Язык и грамматика формы Бэкуса-Наура
Формальный язык является объединением нескольких множеств: множества исходных символов, называемых литерами (алфавит), множества правил, которые позволяют строить из букв алфавита новые слова (правила порождения слов или идентификаторов),
Лигурийская республика
(итал. Repubblica Ligure) — государственное образование времён Наполеона. Республика возникла на основе существовавшей Генуэзской республики. В 1797 году Наполеон преобразовал ослабевшую Генуэзскую республику во французский протекторат под названием Лигурийской республики.