求教三斜晶胞的体积求法
冰魄长虹 2010-08-21 17:14
晶胞参数abc αβγ
上次去听课有个老师说是abcsinαsinβsinγ
可是算起来感觉有点不对啊
求正解
V=abc*sqr(1-cos2α-cos2β-cos2γ+2cosαcosβcosγ)要这个?。。
※ 来源:·
NEO化学吧手机版
Francisco 2010-08-21 19:01
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疯狂游戏12345 2010-08-21 19:07
用空间张量算
Cosmology 2010-08-22 10:10
想完全不动脑筋的话,就用行列式算。(度量矩阵的行列式是体积元的平方。)
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计算此3×3行列式,然后开根号就得到了晶胞体积。
Cosmology 2010-08-26 03:07
关于行列式怎么求,请看
http://www.math.umn.edu/~nykamp/m2374/readings/matrixdet/
再说一些什么是度量矩阵: n 维欧氏空间中取n 个(线性无关的)向量,把每个向量的坐标都写成列向量的形式,然后合并在一起,就是一个n*n 的矩阵 A。 A 称为坐标变换矩阵,A 的行列式就是这n 个向量张成的体积。
有时,A 本身并不知道,比如三斜晶胞那三个向量,只知道向量的长度和相互夹角,不容易直接写出向量的坐标,所以也不容易写出A. 这时可以稍微变通一下。定义A 的转置矩阵是A^T, 那么度量矩阵G=A^T*A. 很显然,G 的第i 行第j 列是第i 个向量与第j 个向量的内积,所以对于三斜晶胞,可以不用思考,直接写出G. G 的行列式是A 的行列式的平方,所以对G的行列式开根号就得到了体积。
如果不熟悉这些工具,可以先取 n=2, 用平面上两个向量做例子,很容易就理解了。
Cosmology 2010-08-26 14:14
打个比方,最简单的,比如平面上两个向量v1,v2, 长度分别是1,2,夹角是a,请问v1,v2 张成的平行四边形面积是多少?这个当然可以立刻报出答案,但我们用上面的行列式法来算。
此时,<v1,v1>=1, <v1,v2>=2 cos(a), <v2,v2>=4, <,> 表示内积,所以此时G 就是2×2 矩阵
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G 的行列式是4-4 cos(a)^2=4 sin(a)^2. 开根号是2 sin(a), 这个结果就是平行四边形的面积。
2维时用行列式算当然是没有必要,但3维时这样算已经远比直接的向量分析快,3维以上时行列式算体积几乎是唯一的办法。