晶向、晶面與晶體幾何
等效晶向族(family of directions)
在高度對稱的晶體裡,好幾個不同方向對原子而言其實是同一回事——物理學家沿每一個方向量到的性質都相同。等效晶向族把所有這些對稱等效的箭頭收在一個名字底下,寫在角括號裡:<uvw>。單一符號 <100> 就代表晶體對稱能彼此轉換的整組方向。這就像在一座棋盤般整齊的城市裡,命名「一條街」與命名「所有同向的街」之間的差別。
一個族有幾個成員,完全取決於晶系,因為是對稱決定哪些箭頭可以互換。在三軸相同的立方晶體中,<100> 含六個方向——三條立方稜邊及其反向 [100]、[010]、[001]、[-100]、[0-10]、[00-1]。族 <110> 含十二條面對角線,<111> 含八條體對角線。你以對稱允許的所有方式排列這些數字、翻轉正負號,即可生成全部成員。
由於金屬中的滑移沿最密排的方向發生,而這些最密排方向構成一個對稱族,工程師常一次談論整個族的滑移——例如面心立方金屬沿 <110> 方向滑移。這個單一族符號悄悄代表了差排可用的全部十二條等效滑移方向。
在立方晶體中,<110> 一次代表十二個方向:[110]、[101]、[011]、[1-10]、[10-1]、[01-1] 及其六個反向。在 c 與 a、b 不同的正方(四方)晶體中,這同一組會分裂——[110] 類仍是一族,但 [101] 與 [011] 另成一族,因為對稱不再把 c 與 a 一視同仁。
角括號收攏所有對稱等效的方向;成員數取決於晶系。
熟悉的立方計數(<100> 六個、<110> 十二個、<111> 八個)不能套用到低對稱晶系。列舉成員前,務必先問「實際適用哪些對稱操作」。
又称
另见