Vật lý vật chất ngưng tụ
Cấu trúc tinh thể
Nhận biết nút mạng trong ô SC, BCC, FCC, thay đổi hằng số mạng và tính hệ số đóng gói nguyên tử .
Dụng cụ
- Hình ô cơ sở 3D có thể xoay, với nguyên tử tại các nút mạng
- Nút chọn SC, BCC, FCC và điều khiển hằng số mạng
Các bước tiến hành
Chọn ô cơ sở
Chuyển giữa SC, BCC và FCC. Đếm phần đóng góp của các nguyên tử ở đỉnh, tâm khối và tâm mặt vào số nguyên tử hiệu dụng mỗi ô.
Xoay và đổi kích thước
Kéo ô mạng để xem bố trí ba chiều, rồi chỉnh hằng số mạng . Bán kính cầu hiển thị tuân theo hình học tiếp xúc của từng mạng.
So sánh độ xếp chặt
Đọc số nguyên tử hiệu dụng và hệ số đóng gói. Trong mô hình cầu cứng, SC, BCC và FCC lần lượt đạt khoảng 52,4%, 68,0% và 74,0%.
Mô phỏng
Lịch sử thí nghiệm
Năm 1912, Max von Laue cùng cộng sự chứng minh tinh thể nhiễu xạ tia X, xác lập cấu trúc bên trong có chu kỳ của tinh thể và tính chất sóng của tia X. Năm 1913, William Henry Bragg và William Lawrence Bragg dùng nhiễu xạ tia X xác định cấu trúc tinh thể, trong đó có hệ thức nay gọi là định luật Bragg.
Đầu thế kỷ XX, Max Born và Theodore von Kármán góp phần phát triển vật lý lý thuyết về mạng tinh thể và dao động mạng. Công trình của Born liên hệ cách sắp xếp nguyên tử với độ bền và động lực học của chất rắn; các ô cầu cứng SC, BCC, FCC ở đây là mô hình hình học lý tưởng hóa, không mô tả đầy đủ vật liệu thực.