В геометрии, биологии, минералогии и физике твердого тела концепция элементарной ячейки лежит в основе структурной основы. Элементарная ячейка определяется как повторяющаяся единица, построенная из векторов, которая играет решающую роль в кристаллической структуре. Однако различие между примитивными и традиционными элементарными ячейками часто упускается из виду, и это не только тема в академических кругах, но и знание, которое многие люди не понимают. Сегодня мы собираемся углубиться в различия между ними, чтобы помочь вам лучше понять сложность кристаллических структур.
Понятиеэлементарной ячейки — это инструмент, используемый для описания кристаллической структуры, способный применяться в двух- и трехмерном пространстве, но имеющий свое значение во всех измерениях.
Примитивная элементарная ячейка относится к типу элементарной ячейки, которая конкретно содержит точку сетки. В большинстве случаев полная симметрия кристаллической структуры не всегда очевидна, и в этот момент более полное описание часто можно сделать с использованием обычных элементарных ячеек. Исходная элементарная ячейка имеет наименьший объем, а для трехмерной решетки точки сетки в ее элементарной ячейке будут находиться в вершинах, считающихся 1/8
каждой точки сетки.
Примитивная элементарная ячейка — это элементарная ячейка, построенная на примитивной оси (векторе) и с определенным минимальным объемом.
В отличие от исходной элементарной ячейки, обычная элементарная ячейка может содержать несколько точек решетки и быть в состоянии характеризовать симметрию всей решетки. На основе удобных расчетов кристаллографы обычно выбирают определенные конкретные обычные элементарные ячейки, объемы которых кратны исходным элементарным ячейкам, чтобы облегчить последующий анализ.
Выбор традиционных элементарных ячеек целесообразен, их геометрия не всегда соответствует исходным элементарным ячейкам, но они лучше отражают симметричные характеристики кристалла.
Применение оригинальной элементарной ячейки в основном сосредоточено на анализе базовой структуры, в то время как традиционная элементарная ячейка широко используется при расчетах и проектировании кристаллографии. С помощью этих элементарных ячеек мы можем провести четкий анализ кристаллических материалов, включая, среди прочего, их геометрические свойства и симметрию. Таким образом, оба типа элементарных ячеек являются важными знаниями для ученых, изучающих материаловедение, а также разрабатывающих новые материалы.
В трехмерном пространстве условная элементарная ячейка обычно представляет собой параллелепипед, который в некоторых особых случаях имеет прямые углы или равные длины сторон. Популяризация знаний привела также к постепенному углублению понимания кристаллов в научно-исследовательском сообществе, которое не ограничивается его геометрией, но включает также механические свойства материи и их применение. Четкое различие между ними помогает специалистам выполнять более эффективные расчеты и оценки при изучении конструкционных синтетических материалов.
Понимание различий между этими двумя типами элементарных ячеек не только интересно с научной точки зрения, но и помогает нам понять материальную структуру природы. По мере развития науки эти основные концепции будут продолжать играть важную роль в будущих исследованиях. По вашему мнению, какие прорывы принесут знания о кристаллических структурах в будущем технологическом прогрессе?