物性物理学
結晶構造
SC、BCC、FCC単位胞の格子点を確認し、格子定数を変えて原子充填率 を計算します。
器具
- 格子点に原子を配置した回転可能な3D単位胞表示
- SC、BCC、FCCの選択ボタンと格子定数コントロール
手順
単位胞を選択
SC、BCC、FCCを切り替えます。頂点、体心、面心の原子が1単位胞に寄与する数を数えます。
回転して寸法を変える
セルをドラッグして三次元配置を確認し、格子定数 を調整します。球の半径は各格子の接触幾何に従います。
充填率を比較
有効原子数と充填率を読みます。剛体球モデルではSC、BCC、FCCの順に約52.4%、68.0%、74.0%です。
シミュレーション
実験の歴史
1912年、マックス・フォン・ラウエと共同研究者は結晶によるX線回折を実証し、結晶の周期的な内部構造とX線の波動性を示しました。1913年、ウィリアム・ヘンリー・ブラッグとウィリアム・ローレンス・ブラッグはX線回折を用いて結晶構造を決定し、現在ブラッグの法則として知られる関係も導きました。
20世紀初頭、マックス・ボルンとテオドール・フォン・カルマンは結晶格子と格子振動の理論物理学を発展させました。ボルンの研究は原子配列を固体の安定性と動力学に結びつけました。ここに示すSC、BCC、FCCの剛体球セルは理想化された幾何モデルであり、実材料を完全に記述するものではありません。