晶向、晶面與晶體幾何
韋斯晶帶定律(Weiss zone law)
/ Weiss: VYSS /
韋斯晶帶定律是一條可直接驗算的方程式,回答一個常見問題:這個方向是否平躺在這個晶面之內?給定方向 [uvw] 與晶面 (hkl),定律說:當且僅當 hu + kv + lw = 0 時,該方向落在該面之內。這是一項極快的判準——把對應的指數相乘、三個乘積相加,若得零,答案就是「是」。
它成立的道理在於:躺在一個平面內,等於與該面的法線成直角;而用倒晶格的語言說,數字 (hkl) 正指向那條法線。所以 hu + kv + lw 是一個內積,內積為零表示垂直,也就表示該方向落在該面內。速查一下:[1 -1 0] 是否落在 (111)?算 1(1) + 1(-1) + 1(0) = 0——是。[100] 是否落在 (111)?算 1 + 0 + 0 = 1,不為零——否。
這條定律在日常有三種用法:判斷某方向是否落在某面內、找出屬於某晶帶的所有面,以及(透過兩面的外積)求它們的晶帶軸。它最了不起的特點是:在每一個晶系都成立,連毫無直角的三斜晶系也不例外。它是純粹的「入射/歸屬關係」,對晶胞形狀視而不見——不像間距與夾角公式,必須為每個晶系改寫。
哪些晶面含 [001] 軸?定律 hu + kv + lw = 0 化為 0h + 0k + 1l = 0,故 l = 0。凡形如 (hk0) 的面——如 (100)、(010)、(110)、(120)——皆屬 [001] 晶帶,其餘則否。
把對應指數相乘、相加、看是否為零——一條在所有晶系都成立的一行判準。
定律 hu + kv + lw = 0 是一種與度規無關的入射關係,故在七大晶系皆成立。這相當難得——d 間距與晶面夾角公式都依賴晶胞形狀,必須逐一晶系改寫。
又称
另见