理论教育 坐标系方法简介

坐标系方法简介

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:坐标系方法给出了单位晶胞中每个质点的空间坐标。坐标系有笛卡儿坐标和分数坐标两种形式。而具有同样晶体结构的晶体,其晶格常数不同,如CsCl晶体结构也是体心立方,其a=b=c=4.11,但其体心位原子的坐标却为,所以用笛卡儿坐标来描述同一类型的晶体结构不方便。在笛卡儿坐标的基础上,人们采用分数坐标来表示质点在晶胞中的相对位置,而不是绝对位置。

坐标系方法简介

坐标系方法给出了单位晶胞中每个质点的空间坐标。这有助于了解晶体结构及每个质点的位置。特别是在用计算材料学方法研究晶体材料时,这些坐标有助于我们在晶胞中的相应位置添加原子。坐标系有笛卡儿坐标和分数坐标两种形式。笛卡儿坐标常用来表示非周期结构和晶格中质点的绝对位置,比如金属Cr属于体心立方结构(图2.27),a=b=c=2.88Å,其体心位Cr原子的坐标为(1.44,1.44,1.44)。采用这种方式,我们需要知道具体的晶格常数a、b、c。而具有同样晶体结构的晶体,其晶格常数不同,如CsCl晶体结构也是体心立方,其a=b=c=4.11Å,但其体心位原子的坐标却为(2.055,2.055,2.055),所以用笛卡儿坐标来描述同一类型的晶体结构不方便。(www.daowen.com)

在笛卡儿坐标的基础上,人们采用分数坐标来表示质点在晶胞中的相对位置,而不是绝对位置。以体心立方结构为例,体心位原子在三个轴上的坐标分别是晶胞每条边长的一半,于是我们用0.5表示其相对位置。这样,体心原子坐标就成了(0.5,0.5,0.5)。体心位原子的这种表示不仅可用于Cr、CsCl晶胞,而且还可用于所有体心立方晶体结构。再比如Cu晶胞的四个原子,其分数坐标分别为(0,0,0)、(0,0.5,0.5)、(0.5,0,0.5)、(0.5,0.5,0)。用分数坐标描述晶体结构显得简单明了。

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