米勒指數計算機
將晶面在各晶軸上的截距轉換為最簡整數米勒指數 (h k l)。
晶面指數計算
以晶格單位的倍數輸入截距。若晶軸與晶面平行,請輸入零。
關於米勒指數
米勒指數是一組簡潔的整數,通常寫成 (h k l),用來標示晶格中晶面的取向。它們由晶面與晶體學 a、b、c 軸的截距求得。截距數值以對應晶格參數的倍數表示,因此數值為二表示晶面與該軸相交於兩倍晶胞長度處。計算機先取各截距的倒數,再將三個倒數化為最簡整數比。
例如,截距為 2a、3b 和 1c 的晶面,其倒數為二分之一、三分之一和一。三者同乘六以消去分母,即得到米勒指數 (3 2 6)。在各軸上均截取一個晶格參數的晶面,就是常見的 (1 1 1) 晶面。若晶面與某軸平行,該軸截距為無限大,倒數為零。在本介面中,請輸入零來表示這種平行情況。
負截距會得到負指數。在正式晶體學排版中,負指數通常以數字上方的橫線表示;本計算機使用負號,方便純文字閱讀。米勒指數描述的是取向,而非唯一的實際晶面。具有相同間距與取向的平行晶面,屬於由特定 (h k l) 三元組表示的同一晶面組。在晶體學中,大括號和角括號分別用於晶面族與晶向族,意義不同;本計算機僅傳回一種晶面取向。
米勒指數可用於 X 射線繞射峰標定、劈裂面描述、表面科學、薄膜成長,以及材料滑移系統分析。本方法要求使用有效晶軸,並以各自的晶格單位表示截距;各軸的實際長度不必相等。小數截距會先近似為簡單分數,再進行正規化,因此應盡可能輸入精確的有理數值。最終三元組應一律化為最簡整數比。進行詳細繞射分析時,還須結合晶格參數、晶系、波長及適當的晶面間距公式。
米勒指數範例
先取截距的倒數,再消去分母得到整數。
| 晶軸截距 | 米勒指數 | 意義 |
|---|---|---|
| 2a, 3b, 1c | (3 2 6) | 與三個晶軸皆相交 |
| 1a, 1b, 1c | (1 1 1) | 以晶胞單位計的截距相等 |
| 1a, 平行於 b, 2c | (2 0 1) | 平行於 b 軸 |
如何求米勒指數
- 將晶面截距表示為晶格參數 a、b、c 的倍數。
- 輸入各截距;晶面與某軸平行時輸入零。
- 點選「計算米勒指數」,取倒數並消去分母。
- 依 (h k l) 順序讀取正規化後的整數三元組。
常見問題
h、k、l 分別代表什麼?
它們是沿晶體學 a、b、c 軸的截距倒數正規化後的值,共同決定晶面取向。
如何輸入無限大截距?
當晶軸與晶面平行時輸入零,因為無限大截距的倒數為零。該軸對應的指數也會是零。
米勒指數可以是負數嗎?
可以。晶面與某軸負半軸相交時,對應指數為負。本計算機使用負號,而非上橫線表示法。
為什麼要將指數化為整數?
米勒指數依慣例採用保留晶面取向的最簡整數比。例如 (2 2 2) 可約為 (1 1 1)。
米勒指數能直接給出晶面間距嗎?
不能單獨決定,因為間距也取決於晶格參數與晶系。已知這些資訊後,可將指數代入相應的晶面間距公式。