1.1 晶体的共性

Quartz 石英
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Solid State Physics
Quartz 石英
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Quartz 石英
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掌握晶列与晶面，晶向指数与晶面指数（密勒指数）的含义 与确定方法。 熟悉晶体的对称操作、对称素的概念，晶体点群的基本知识。 七大晶系与十四种布拉菲格子。

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§1.1
晶体的共性 (crystal characters)
一、长程有序（long-range order）
二、自限性和晶面角守恒定律（self limitation and conservation law of crystal plane angle ）
三、各向异性（anisotropy）aeolotropic crystal
四、固定熔点 （immobility melt point）
氯化钠晶体的若干外形 School of Physics, Northwest University
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理想石英晶 体的外形 一种人造石英晶体的外形
晶面角守恒定律——尽管同一种晶体的外形可能不同，但相应的两晶面 之间的夹角总是不变的，这一规律称为晶面角守恒定律。
因为同一品种的晶体，尽管外界条件使外形不同，但内部结构相同，这 共同性就表现为晶面间夹角的守恒。
三、各向异性（anisotropy）
四、固定熔点 （immobility melt point）
本节思路: 给出晶体的定义，在此基础上介绍晶体的一些共性。
思考题：判断同种晶体的依据是什么？
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人们最早认识晶体是从观察外部形态开始的。把具有天然的而不 是经人工加工的规律的几何外形固体称为晶体。有些物质，虽然不具 有明显的规则多面体外形，却具有晶体性质，也就是说，这种规则的 多面体并不能反映晶体的实质，它只是晶体内部某种本质因素的规律 性在外表上的一种反映。
1912年劳厄（德国物理学家）第一次成功获得晶体对X射线 的衍射线的图案，使研究深入到晶体的内部结构，从本质上 认识了晶体，证实了晶体内部质点空间是按一定方式有规律 地周期性排列的。
比如，石英晶体的mm 两面的夹角为6000´，mR 两面的夹角为38013´， mr 两面的夹角为38013´。
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§1.1 晶体的共性 ( crystal characters )
三、各向异性 ( anisotropy ) 晶体对光、电、磁、热以及抵抗机械和化学作用在各个方向上是不 一样的（等轴系晶体除外），这称为晶体的各向异性。 晶体各向异性的表现有以下几个方面： （1）平行石英晶体的晶轴入射的单色光，不产生双折射；而沿其它方向 入射的单色光，会产生双折射。
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Fluorite CaF2
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Dolomite 白云石
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单晶体的一些概念： 在晶体中有一些晶面的交线 （晶棱）互相平行，这些晶 面称为一个晶带(crystal band)。 相互平行的晶棱的共同方向 称为带轴(band axis)。如石英 晶体中m 面构成一个晶带， 这个晶带的带轴是石英的一 个晶轴。通常所说的晶轴是 重要的带轴。
自限性——晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性，称为晶体 的自限性。
晶面角守恒定律——尽管同一种晶体的外形可能不同，但相应的两 晶面之间的夹角总是不变的，这一规律称为晶面角守恒定律。 晶体对光、电、磁、热以及抵抗机械和化学作用在各个方向上是不一 样的（等轴系晶体除外），这称为晶体的各向异性。 晶体有固定的熔点.
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Байду номын сангаас
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Gypsum 石膏
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Gypsum 石膏
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第一章 晶体结构(crystal structure)
本章首先回顾晶体的共性；然后，从晶格的周期性出发，阐述 晶体中原子排列的几何规则性。
本章内容： 1、晶体的共性 ( crystal characters ) 2、晶格及其平移对称性（lattice and translation symmetry）
晶体的加热曲线
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§1.1
晶体的共性 (crystal characters)
一、长程有序（long-range order）
二、自限性和晶面角守恒定律（self limitation and conservation law of crystal plane angle ）
3、晶列和晶面（crystal array and plane）
4、晶体的宏观对称性（crystal symmetry）
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第一章要求

掌握晶体的特征。 晶格周期性的描述方法：基元、布拉菲格子、原胞、基矢的 概念。 简单格子与复式格子，原胞、晶胞的概念与选取。常见晶格 结构及其代表晶体。
Summary
A solid is said to be a crystal if atoms are arranged in such a way that their position are exactly periodic.
长程有序——晶体中的原子都是按一定规则排列的，这种至少在微 米量级范围的有序排列，称为晶体的长程有序。
Gypsum 石膏
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Lepidolite 锂云母
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§1.1 晶体的共性(crystal characters)
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Prehnite 葡萄石
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Calcite 方解石
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晶体的外形
思考题：左图是一晶体的外形，试 找出晶带有哪些？OO’轴是那个 晶带的带轴？
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§1.1 晶体的共性 ( crystal characters )
二、自限性和晶面角守恒定律 (self limitation and conservation law of crystal plane angle) 自限性——晶体具有自发地形成封闭几何多面体的特性，称为晶体的 自限性。由于生长条件的不同，同一种晶体的外形会有差异。
本节思路: 给出晶体的定义，在此基础上介绍晶体的一些共性。
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Fluorite 萤石, 氟石 CaF2
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§1.1 晶体的共性(crystal characters)
定义内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体为晶体。 A solid is said to be a crystal if atoms are arranged in such a way that their position are exactly periodic. 一种晶体的物理性质与组成晶体的元素有关，不同原子 构成的晶体，其性质有很大的差别。 同种原子构成的晶体，如果结构不同，其性质会有很大的不 同。 不同的晶体除了具有各自的特性外，还具有一些共同的 性质。
Fluorite CaF2
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Fluorite CaF2
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Fluorite CaF2
（2）晶体具有沿某些确定方位的晶面发生劈裂的现象，晶体的这一解理 性也是各向异性的表现。
（3）外形上也可反映晶体的各向异性。不同方位晶面的形状、大小不同。
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四、固定熔点（immobility melt point） 晶体有固定的熔点。如图所示为晶体加热曲线所示，晶体在熔 化时必须吸收一定的热能才能转变为液态 (同样在凝固时放出同样 大小的热能)，开始时，随着时间增加，晶体的温度升高；温度到 达T0时，晶体开始熔解，温度停止上升；直到晶体完全熔解，温度 才开始继续升高。
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§1.1 晶体的共性(crystal characters)
一、长程有序（long-range order） 长程有序——晶体中的原子都是按一定规则排列的，这 种至少在微米量级范围的有序排列，称为晶体的长程有序。 晶体可以分为单晶体和多晶体，多晶体是由许多单晶体 构成的。 单晶体，在整体范围内原子排列都是规则的。 多晶体，在各晶粒范围内，原子排列是有序的。