面心立方的晶面间距

※<第一章>一、复习思考题1．空间点阵与晶体点阵有何区别？试举例说明。

2．为什么说密排六方点阵不是一种空间点阵？3．作图表示出立方晶系的（123）、（0）、（421）晶面和[02]、[11]、[346]晶向。

4．试计算体心立方晶格的{100}、{110}、{111}晶面的原子面密度和<100>、<110>、<111>晶向的原子线密度，并指出其中最密面和最密方向。

5．作图表示出六方晶系的{101}和{110}晶面族所包括的晶面。

6．立方晶系的各{111}晶面构成一个八面体，试作图画出该八面体，并注出这些具体晶面的指数。

7．已知面心立方晶格的晶格常数为a，试求出（100）、（110）和（111）晶面的面间距，并指出面间距最大的晶面。

8．体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（100）、（110）和（111）晶面的面间距，并指出面间距最大的面。

9．一克铁在室温和1000℃时各有多少个晶胞？10．说明间隙固溶体和间隙化合物的异同点。

11．常见的金属化合物有哪几类？它们各有何特点？Mg2Si、MnS、Fe3C、VC、Cu31Sn8等是哪种类型的化合物？12．碳可以溶入铁中而形成间隙固溶体，试分析是α-Fe还是γ-Fe能溶入较多的碳，为什么？13．作图说明一个面心立方结构相当于体心正方结构。

14．作图说明一个面心立方结构相当于棱方结构。

15．银和铝都具有面心立方点阵，且原子尺寸很接近（dAg=2.882?，dAl=2.856?），但他们在固态下却不能无限互溶，试解释其原因。

16．在一个简单立方的二维晶体中，画出一个正刃型位错和一个负刃型位错，并（1）用柏氏回路求出正、负刃型位错的柏氏矢量；（2）若将正、负刃型位错反向时，其柏氏矢量是否也随之反向；（3）具体写出该柏氏矢量的大小和方向；（4）求出此两位错的柏氏矢量和。

17．用作图法证明柏氏矢量与回路起点的选择及回路的具体途径无关。

晶面间距计算公式正交晶系1/d2=h2/a2+k2/b2+l2/c2单斜晶系1/d2={h2/a2+k2sin2β/b2+l2/c2－2hlcosβ/(ac)}/ sin2β立方晶系d=a/(h2+k2+l2)六角晶系四角晶系单斜晶系三斜晶系If Φ is the angle between plane (h 1 k 1 l 1) and (h 2 k 2 l 2), then for Orthorhombic2/12222222222/1221221221221221221)()()(cos ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=Φc l b k a h c l b k a h c l l b k k a h hTetragonal []()2/1222222222/12212212122122121))/)(cos ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=Φc l a k h c l a k h c l l a k k h hCubic()()[]2/1222222212121212121cos l k h l k h l l k k h h++++++=ΦHexagonal()()2/12222222222212211212121221221212143434321cos ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++++=Φl c a k h k h l c a k h k h l l c a K h k h k k h hVOLUME:Orthorhombic: =abcTetragonal: =c a 2Cubic: =3aHexagonal: =c a 223 hcp transition between (UVW) and (uvtw)U=u-t, V=v-t, W=wu=1/3(2U-V), v=1/3(2V -U), t= - (u+v), w=W.文 - 汉语汉字 编辑词条文，wen ，从玄从爻。

《金属学原理》典型题例晶体结构章节1. 纯铁在912 ℃ 由bcc结构转变为fcc结构，体积减少1.06%，根据fcc形态的原子半径计算bcc形态的原子半径。

它们的相对变化为多少？如果假定转变前后原子半径不便，计算转变后的体积变化。

这些结果说明了什么？2. 铜的相对原子质量为63.55，密度为8.96g/cm3，计算铜的点阵常数和原子半径。

测得Au的摩尔分数为40%的Cu-Au固溶体，点阵常数a=0.3795nm，密度为14.213g/cm3，计算说明他是什么类型的固溶体。

3. Fe-Mn-C合金中，Mn和C的质量分数为12.3%及1.34%，它是面心立方固溶体，测得点阵常数a=0.3642nm，合金密度为7.83g/cm3，计算说明它是什么类型的固溶体。

4 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：①立方晶系(421)，(123)，(130)，[211]，[311]；②六方晶系(2111)，(1101)，(3212)，[2111]，[1213]。

5 已知纯钛有两种同素异构体：低温稳定的密排六方结构 ??Ti和高温稳定的体心立方结构??Ti，其同素异构转变温度为882.5℃，计算纯钛在室温(20℃)和900℃时晶体中(112)和(001)的晶面间距(已知aα20℃=0.2951nm， cα20℃=0.4679 nm，aβ900℃=0.3307nm)。

6 试计算面心立方晶体的(100)，(110)，(111)等晶面的面间距和面致密度，并指出面间距最大的面。

7 Mn的同素异构体有一为立方结构，其晶格常数为α为0.632nm，ρ为7.26g/cm3，r为0.112nm，问Mn晶胞中有几个原子，其致密度为多少？8 ①按晶体的钢球模型，若球的直径不变，当Fe从fcc转变为bcc时，计算其体积膨胀多少？②经X射线衍射测定，在912℃，α-Fe的a=0.2892nm，γ-Fe的―――――――――――- 1 -a=0.3633nm，计算从γ-Fe转变为α-Fe时，其体积膨胀为多少？与①相比，说明其产生差异的原因。

某面心立方晶体110的面间距面心立方晶体（FCC）是一种具有简单晶格结构的晶体形态。

在面心立方晶体结构中，每个晶胞内的原子分布在6个面心上，这些面心与相邻晶体层的面心相接触，形成一个周期性的结构。

面间距是指相邻晶体层之间的距离，可以通过晶体学公式计算得出。

在FCC晶体中，面心立方晶体的晶胞参数可以表示为a = 4R/√2，其中a为晶胞边长，R 为原子半径。

对于110面，根据晶体学的规律，面法向为[001]方向，面间距可表示为：d = a/√(h^2 + k^2 + l^2)其中，h、k、l是晶面的指数。

对于110面，h=1，k=1，l=0，代入公式计算得：d = 4R/√(1^2 + 1^2 + 0^2) = 4R/√2因此，110面心立方晶体的面间距为4R/√2。

这个结果的意义在于，面间距是晶体学中一个重要的参数，它与晶体的结构和性质有关。

面心立方晶体具有紧密堆积的结构，使得晶体具有良好的强度和塑性。

面间距的大小直接影响了晶体的热膨胀性能、电子结构和机械性能等。

在实际应用中，面间距的知识可以用于材料的设计和工程应用中。

例如，在合金设计中，通过改变晶体结构的面间距，可以调控合金的硬度、强度和导电性等性能。

在材料加工中，了解晶体的面间距有助于优化工艺参数，提高材料的成形性能。

此外，面间距的测量也是研究晶体结构和材料性能的重要手段之一，通过X 射线衍射和电子显微镜等技术，可以精确地测量晶体的面间距，进而研究材料的微观结构和性质。

总之，面心立方晶体110面的面间距为4R/√2。

面间距是晶体学中一个重要的参数，它与晶体的结构和性质密切相关，对材料的设计、加工和研究都具有重要意义。

X射线复习和思考题一、名词解释1、物相分析：确定材料由哪些相组成（即物相定性分析）和确定各组成相的含量（常以体积分数或质量分数表示，即物相定量分析）。

2、零层倒易面：属于同一[uvw]晶带的各(HKL)晶面对应的倒易矢量r*HKL处于一个平面内.这是一个通过倒易点阵原点的倒易面,称为零层倒易面。

3、X射线：一种波长介于紫外线和射线之间的具有较短波长的电磁波。

4、K射线与K 射线：管电压增加到某一临界值（激发电压），使撞击靶材的电子能量（eV)足够大，可使靶原子K层产生空位,其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射，其中由L层或M层或更外层电子跃迁产生的K系特征辐射分别顺序称为K，K，…射线。

5、短波限：电子与靶材相撞，其能量（eV）全部转变为辐射光子能量，此时光子能量最大、波长最短，因此连续谱有一个下限波长0，即称为短波限。

6、参比强度：参比强度是被测物相与刚玉(-Al2O3)按1 : 1重量比混合时，被测相最强线峰高与刚玉（六方晶系，113衍射线）最强线峰高的比值。

7、质量吸收系数：设m= / （为物质密度），称m为质量吸收系数，m为X射线通过单位质量物质时能量的衰减，亦称单位质量物质对X射线的吸收。

8、晶带：在晶体中如果若干个晶面同时平行于某一轴向时，则这些晶面属于同一晶带，而这个轴向就称为晶带轴。

9、光电效应：当入射X射线光子能量达到某一阈值，可击出物质原子内层电子，产生光电效应。

10、二次特征辐射(X射线荧光辐射)：当高能X射线光子击出被照射物质原子的内层电子后，较外层电子填其空位而产生了次生特征X射线（称二次特征辐射）。

11、相干散射：相干散射是指入射电子与原子内受核束缚较紧的电子（如内层电子）发生弹性碰撞作用，其辐射出的电磁波的波长与频率与入射电磁波完全相同，新的散射波之间可以发生相互干涉。

二、简答，论述，计算题1、辨析点阵与阵胞、点阵与晶体结构、阵胞与晶胞的关系。

答：（1）点阵与阵胞：点阵是为了描述晶体中原子的排列规则，将每一个原子抽象视为一个几何点（称为阵点），从而得到一个按一定规则排列分布的无数多个阵点组成的空间阵列，称为空间点阵或晶体点阵，简称点阵。

一、 名词解释（1）阵点；（2）（空间）点阵；（3）晶体结构；（4）晶胞；（5）晶带轴；二、填空（1）晶体中共有 种空间点阵，属于立方晶系的空间点阵有 三种。

（2）对于立方晶系，晶面间距的计算公式为 。

（3）{110}晶面族包括 等晶面。

（4）{h 1k 1l 1}和{h 2k 2l 2}两晶面的晶带轴指数[u v w]为 。

（5）(110)和(11-0)晶面的交线是 ；包括有[112]和[123]晶向的晶面是 。

三、计算及简答（1）原子间的结合键共有几种？各自有何特点？（2）在立方晶系的晶胞中，画出（111）、（112）、（011）、（123）晶面和[111]、[101]、[111-]晶向。

（3）列出六方晶系{101-2} 晶面族中所有晶面的密勒指数，并绘出（101-0）、（112-0）晶面和〔112-0〕晶向。

（4）试证明立方晶系的〔111〕晶向垂直于（111）晶面。

（5）绘图指出面心立方和体心立方晶体的（100）、（110）、及（111）晶面，并求其面间距；试分别指出两种晶体中，哪一种晶面的面间距最大？（6）在立方晶系中，（1-10）、（3-11）、（1-3-2）晶面是否属于同一晶带？如果是，请指出其晶带轴；并指出属于该晶带的任一其他晶面。

（7）写出立方晶系的{111}、{123}晶面族和<112>晶向族中的全部等价晶面和晶向的具体指数。

（8）计算立方晶系中（111）和〔111-〕两晶面间的夹角。

（9）若采用四轴坐标系标定六方晶体的晶向指数，应该有什么约束条件？为什么？答 案一、名词解释（略）二、填空(1)14 简单、体心、面心(2)hkl d =(3) (110)、(101)、(011)、(1-10)、(1-01) 、(01-1) (4)1122k l u k l =；1122l h v l h =；1122h k w h k =(5)〔001〕 （111-）三、简答及计算（1）略（2）（3）{101-2}晶面的密勒指数为（101-2）、（1-012）、（01-12）、（011-2）、（1-102）、（11-02）。

立方晶系晶面间距公式立方晶系是一种晶体结构，它的晶格常数a、b、c相等，轴角α、β、γ都等于90°。

立方晶系有三种类型：简单立方（SC）、面心立方（FCC）和体心立方（BCC）。

不同类型的立方晶系的晶面间距公式也不同。

简单立方晶面间距公式简单立方是最简单的晶体结构，它的每个顶点上都有一个原子。

简单立方的晶面间距公式是：d=a√h2+k2+l2其中，a是晶格常数，h、k、l是晶面指数。

这个公式可以用几何方法推导出来，如下图所示：简单立方晶面间距推导在简单立方中，相邻两个原子的距离就是a，所以我们可以用a作为单位长度。

假设我们要求的晶面为(hkl)，它与三个坐标轴的交点分别为A、B、C。

那么，A点的坐标就是(a/h,0,0)，B点的坐标就是(0,a/k,0)，C点的坐标就是(0,0,a/l)。

由于A、B、C三点共线，所以它们满足以下关系：x a/h =ya/k=za/l这个方程就是(hkl)晶面的方程。

我们可以用它来求出任意一点P(x,y,z)到这个晶面的距离d。

为了方便计算，我们取P点为原点(0,0,0)，那么d就等于原点到晶面的垂直距离。

根据点到平面距离的公式，我们有：d=|Ax+By+Cz+D|√A2+B2+C2其中，A、B、C、D是平面方程Ax+By+Cz+D=0的系数。

将(hkl)晶面的方程代入，得到：d=|a/hx+a/ky+a/lz|√(a/h)2+(a/k)2+(a/l)2将P点的坐标(0,0,0)代入，得到：d=a√(h/a)2+(k/a)2+(l/a)2化简后，得到：d=a√h2+k2+l2这就是简单立方晶面间距公式。

面心立方晶面间距公式面心立方是一种常见的金属结构，它在每个顶点和每个面心都有一个原子。

面心立方的晶面间距公式是：d=a√4(h2+k2+l2)其中，a是晶格常数，h、k、l是晶面指数。

这个公式也可以用几何方法推导出来，如下图所示：面心立方晶面间距推导在面心立方中，相邻两个顶点原子的距离是√2a，相邻两个面心原子的距离是a，所以我们可以用a作为单位长度。

《固体物理学》部分习题解答1.3 证明：体心立方晶格的倒格子是面心立方；面心立方晶格的倒格子是体心立方。

解由倒格子定义体心立方格子原胞基矢倒格子基矢同理可见由为基矢构成的格子为面心立方格子面心立方格子原胞基矢倒格子基矢同理可见由为基矢构成的格子为体心立方格子1.4 证明倒格子原胞的体积为，其中为正格子原胞体积证倒格子基矢倒格子体积1.5证明：倒格子矢量垂直于密勒指数为的晶面系。

证：容易证明与晶面系正交。

1.6如果基矢构成简单正交系证明晶面族的面间距为说明面指数简单的晶面，其面密度较大，容易解理证简单正交系倒格子基矢倒格子矢量晶面族的面间距面指数越简单的晶面，其晶面的间距越大晶面上格点的密度越大，这样的晶面越容易解理1.9 指出立方晶格(111)面与(100)面，(111)面与(110)面的交线的晶向解(111)面与(100)面的交线的AB－AB平移，A与O重合。

B点位矢（111）与（100）面的交线的晶向——晶向指数(111)面与(110)面的交线的AB——将AB平移，A与原点O重合，B点位矢(111)面与(110)面的交线的晶向――晶向指数2.1．证明两种一价离子组成的一维晶格的马德隆常数为.证设想一个由正负两种离子相间排列的无限长的离子键，取任一负离子作参考离子（这样马德隆常数中的正负号可以这样取，即遇正离子取正号，遇负离子取负号），用r表示相邻离子间的距离，于是有前边的因子2是因为存在着两个相等距离的离子，一个在参考离子左面，一个在其右面，故对一边求和后要乘2，马德隆常数为当X=1时，有2.3 若一晶体的相互作用能可以表示为求1）平衡间距2）结合能W（单个原子的）3）体弹性模量4）若取，计算值。

解1）晶体内能平衡条件2) 单个原子的结合能3) 体弹性模量晶体的体积——A为常数，N为原胞数目晶体内能体弹性模量由平衡条件体弹性模量（）4）2.6．用林纳德—琼斯(Lennard—Jones)势计算Ne在bcc（球心立方）和fcc（面心立方）结构中的结合能之比值．解2.7．对于，从气体的测量得到Lennard—Jones势参数为计算结合成面心立方固体分子氢时的结合能（以KJ/mol单位），每个氢分子可当做球形来处理．结合能的实验值为0.751kJ／mo1，试与计算值比较．解以为基团，组成fcc结构的晶体，如略去动能，分子间按Lennard—Jones势相互作用，则晶体的总相互作用能为：因此，计算得到的晶体的结合能为2.55KJ／mol，远大于实验观察值0.75lKJ／mo1．对于的晶体，量子修正是很重要的，我们计算中没有考虑零点能的量子修正，这正是造成理论和实验值之间巨大差别的原因．3.1．已知一维单原子链，其中第个格波，在第个格点引起的位移为，，为任意个相位因子，并已知在较高温度下每个格波的平均能量为，具体计算每个原子的平方平均位移。

金属学与热处理第一章习题1.作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b≠c，c=2/3a。

今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。

解：设X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a，取截距的倒数，分别为1/5a，1/2a，1/2a化为最小简单整数分别为2,5,5故该晶面的晶面指数为（2 5 5）4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/2，（1 1 1）面间距为√3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0）7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633证明：理想密排六方晶格配位数为12，即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示则OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a因△ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2则有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2，即因此c/a=√8/3=1.6338.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a面心立方原子半径R=√2a/4，则a=4R/√2，代入上式有R=0.146X4R/√2=0.414R9.a）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。

b）经X射线测定，在912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm，α-Fe的晶格常数为0.2892nm，当由γ-Fe转化为α-Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。

简答题1.空间点阵与晶体点阵有何区别？晶体点阵也称晶体结构，是指原子的具体排列；而空间点阵则是忽略了原子的体积，而把它们抽象为纯几何点。

2.金属的3种常见晶体结构中，不能作为一种空间点阵的是哪种结构？密排六方结构。

3.原子半径与晶体结构有关。

当晶体结构的配位数降低时原子半径如何变化？原子半径发生收缩。

这是因为原子要尽量保持自己所占的体积不变或少变，原子所占体积V A＝原子的体积(4/3πr3+间隙体积)，当晶体结构的配位数减小时，即发生间隙体积的增加，若要维持上述方程的平衡，则原子半径必然发生收缩。

4.在晶体中插入柱状半原子面时能否形成位错环？不能。

因为位错环是通过环内晶体发生滑移、环外晶体不滑移才能形成。

5.计算位错运动受力的表达式为，其中是指什么？外力在滑移面的滑移方向上的分切应力。

6.位错受力后运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体作相对滑动的方向应是什么方向？始终是柏氏矢量方向。

7.位错线上的割阶一般如何形成？位错的交割。

8.界面能最低的界面是什么界面？共格界面。

9. “小角度晶界都是由刃型位错排成墙而构成的”这种说法对吗？否，扭转晶界就由交叉的同号螺型位错构成10.为什么只有置换固熔体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固熔体则不能？这是因为形成固熔体时，熔质原子的熔入会使熔剂结构产生点阵畸变，从而使体系能量升高。

熔质与熔剂原子尺寸相差越大，点阵畸变的程度也越大，则畸变能越高，结构的稳定性越低，熔解度越小。

一般来说，间隙固熔体中熔质原子引起的点阵畸变较大，故不能无限互溶，只能有限熔解。

综合题1. 作图表示立方晶体的（123）（0 -1 -2）（421）晶面及[-102][-211][346]晶向。

2. 写出立方晶体中晶向族<100>，<110>，<111>等所包括的等价晶向。

3. 写出立方晶体中晶面族{100}，{110}，{111}，{112}等所包括的等价晶面。

第一章习题1.原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？2.在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？3.在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？性质如何递变？4.何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？5.铬的原子序数为24，它共有四种同位素：4.31%的Cr原子含有26个中子，83.76%含有28个中子，9.55%含有29个中子，且2.38%含有30个中子。

试求铬的相对原子质量。

6.铜的原子序数为29，相对原子质量为63.54，它共有两种同位素Cu63和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。

7.锡的原子序数为50，除了4f亚层之外其它内部电子亚层均已填满。

试从原子结构角度来确定锡的价电子数。

8.铂的原子序数为78，它在5d亚层中只有9个电子，并且在5f层中没有电子，请问在Pt的6s亚层中有几个电子？9.已知某元素原子序数为32，根据原子的电子结构知识，试指出它属于哪个周期？哪个族？并判断其金属性强弱。

10.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？11.图1-1绘出三类材料—金属、离子晶体和高分子材料之能量与距离关系曲线，试指出它们各代表何种材料。

12.已知Si的相对原子质量为28.09，若100g的Si中有5×1010个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？13.S的化学行为有时象6价的元素，而有时却象4价元素。

试解释S这种行为的原因。

14.A和B元素之间键合中离子特性所占的百分比可近似的用下式表示：这里x A和x B分别为A和B元素的电负性值。

已知Ti、O、In和Sb的电负性分别为1.5，3.5，1.7和1.9，试计算TiO2和InSb的IC%。

15.Al2O3的密度为3.8g/cm3，试计算a)1mm3中存在多少原子？b)1g中含有多少原子？16.尽管HF的相对分子质量较低，请解释为什么HF的沸腾温度(19.4℃)要比HCl的沸腾温度(-85℃)高？17. 高分子链结构分为近程结构和远程结构。

一、填空题1. 晶格常数为a 的立方晶系 (hkl)晶面族的晶面间距为a该(hkl)晶面族的倒格子矢量hkl G 为 k al j a k i a h πππ222++ 。

2. 晶体结构可看成是将 基元 按相同的方式放置在具有三维平移周期性的 晶格 的每个格点构成。

3. 晶体结构按晶胞形状对称性可划分为 7 大晶系，考虑平移对称性晶体结构可划分为 14 种布拉维晶格。

4. 体心立方（bcc ）晶格的结构因子为 []{})(ex p 1l k h i f S hkl ++-+=π ，其衍射消光条件是 奇数=++l k h 。

5. 与正格子晶列[hkl]垂直的倒格子晶面的晶面指数为 (hkl) ，与正格子晶面（hkl ）垂直的倒格子晶列的晶列指数为 [hkl] 。

6. 由N 个晶胞常数为a 的晶胞所构成的一维晶格，其第一布里渊区边界宽度为 a /2π ，电子波矢的允许值为 Na /2π 的整数倍。

7. 对于体积为V,并具有N 个电子的金属, 其波矢空间中每一个波矢所占的体积为 ()V /23π ，费米波矢为 3/123⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=V N k F π 。

8. 按经典统计理论，N 个自由电子系统的比热应为 B Nk 23 ，而根据量子统计得到的金属三维电子气的比热为F B T T Nk /22 ，比经典值小了约两个数量级。

9．在晶体的周期性势场中，电子能带在 布里渊区边界 将出现带隙，这是因为电子行波在该处受到 布拉格反射 变成驻波而导致的结果。

10. 对晶格常数为a 的简单立方晶体,与正格矢R =a i +2a j +2a k 正交的倒格子晶面族的面指数为 (122) , 其面间距为 .11. 铁磁相变属于典型的 二级 相变，在居里温度附近，自由能连续变化，但其 一阶导数（比热） 不连续。

12. 晶体结构按点对称操作可划分为 32 个点群，结合平移对称操作可进一步划分为 230 个空间群。

13．等径圆球的最密堆积方式有 六方密堆（hcp ） 和 面心立方密堆（fcc ） 两种方式，两者的空间占据率皆为74%。

通过HRT‎E M的高分‎辨衬度条纹‎，可以量出相‎应的晶面间‎距为0.5nm，可以对材料‎的PDF 卡‎片看下这个‎间距对应的‎是哪个晶面‎的晶面间距‎，这样就可以‎把条纹所代‎表的晶面确‎定下来。

最下面的S‎A ED点比‎较杂乱，可能是所选‎区处含有多‎种晶向的晶‎体，因此可能会‎得到几种方‎向斑点重合‎的的SAE‎D。

你所测得的‎0.297nm‎或0.387nm‎都是对的，但是对应于‎不同的晶面‎衍射，究竟是对应‎哪个还是需‎要对比PD‎F卡片数据‎进行指认。

你这里的H‎R TEM与‎S AED并‎没有很明显‎的对应关系‎，可能原因是‎打HRTE‎M是区域较‎小，但打SAE‎D时选区包‎含的晶粒较‎多，又出现不同‎取向造成的‎。

或者他们根‎本就不是在‎一个地方打‎的。

FFT结合‎H RTEM‎可以进一步‎确定晶体的‎晶面及取向‎信息。

从HRTE‎M量得的明‎显的条纹间‎距就是0.5nm。

你也可以用‎电子尺通过‎标尺来量取‎间距。

一次可以量‎10个，然后再平均‎。

正常情况同‎样晶面得到‎的晶格条纹‎间距是应该‎相等的，如果你量取‎的值出现与‎标准值有差‎别的情况，如果差得不‎多是正常的‎，还要再结合‎S AED指‎认晶面。

或者看FF‎T的点分布‎能与什么样‎的拍摄几何‎构型对得上‎。

总之当一种‎图片里信息‎不好确定情‎况下，要采用其它‎佐证。

关键要对F‎F T中的点‎进行标定，这也要结合‎H RTEM‎，如果测试结‎果正确，分析过程没‎问题，HRTEM‎的晶格条纹‎是会给出可‎信的晶面信‎息的，然后看FF‎T可以看出‎晶面的对称‎信息。

从你这个F‎F T可以看‎出与电子束‎入射方向平‎行的晶面应‎该是有六方‎对称存在的‎，只不过电子‎束方向在实‎际测试时并‎没有与这些‎晶面都很好‎地平行，所以测得的‎H RTEM‎并不理想，只有一种晶‎面看得最清‎楚。

这张图照得‎很好，可以同时看‎到两种晶面‎的信息，竖条的如果‎是（220），那么横条就‎是与之成近‎90度的另‎一晶面。

第一章金属的晶体结构1-1 作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6]等晶向。

答：1-2 立方晶系的{1 1 1}晶面构成一个八面体，试作图画出该八面体，并注明各晶面的晶面指数。

答：{1 1 1}晶面共包括（1 1 1）、（-1 1 1）、（1 -1 1）、（1 1 -1）四个晶面，在一个立方晶系中画出上述四个晶面。

1-3 某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数为a=b≠c,c=2/3a。

今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的结局分别为5个原子间距、2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面指数。

答：由题述可得：X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，Z方向截距为3c=3×2a/3=2a。

取截距的倒数，分别为1/5a，1/2a，1/2a化为最小简单整数分别为2，5，5故该晶面的晶面指数为（2 5 5）1-4 体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。

答：H==a/2（1 0 0）==√2a/2H（1 1 0）==√3a/6H（1 1 1）面间距最大的晶面为（1 1 0）1-5 面心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。

答：==a/2H（1 0 0）H==√2a/4（1 1 0）==√3a/3H（1 1 1）面间距最大的晶面为（1 1 1）注意：体心立方晶格和面心立方晶格晶面间距的计算方法是：1、体心立方晶格晶面间距：当指数和为奇数是H=，当指数和为偶数时H=2、面心立方晶格晶面间距：当指数不全为奇数是H=，当指数全为奇数是H=。

1-6 试从面心立方晶格中绘出体心正方晶胞，并求出它的晶格常数。

答：1-7 证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633。