凝聚态物理学
晶体结构
识别SC、BCC和FCC晶胞中的格点,改变晶格常数并计算原子堆积率 。
器材
- 可旋转的三维晶胞示意图,格点上标有原子
- SC、BCC、FCC选择按钮和晶格常数控制
实验步骤
选择晶胞
切换SC、BCC和FCC。计算顶角、体心和面心原子对每个晶胞有效原子数的贡献。
旋转并调整尺寸
拖动晶胞查看三维排列,再调节晶格常数 。显示的球半径符合各晶格的接触几何关系。
比较堆积率
读取有效原子数和堆积率。在硬球模型中,SC、BCC和FCC的堆积率分别约为52.4%、68.0%和74.0%。
模拟
实验历史
1912年,马克斯·冯·劳厄及其合作者证实晶体会衍射X射线,确立了晶体内部的周期结构以及X射线的波动性。1913年,威廉·亨利·布拉格和威廉·劳伦斯·布拉格利用X射线衍射确定晶体结构,其中包括后来称为布拉格定律的关系。
20世纪初,马克斯·玻恩和西奥多·冯·卡门推动了晶格及晶格振动的理论物理研究。玻恩的工作把原子排列与固体的稳定性和动力学联系起来;此处的SC、BCC和FCC硬球晶胞是理想化几何模型,并非真实材料的完整描述。