题目:试论倒格子、倒格子空间的基本概念、与正格子的关系以及在固体物理研究中的意义和作用。
1.倒格子的基本概念:假定晶格点阵基矢123表示 a 的下标)定义一个空间点阵,我们称之为正点阵或正格子,若定义:
             
             
             
其中为正点阵原胞的体积,新的点阵的基矢是不共面的,因而由也可以构成一个新的点阵,我们称之为倒格子 ,而称为倒格子基矢。
2.倒格子与正格子之间的关系
      基矢间关系:
      位矢之间关系:正格子位矢:
                      倒格子位矢:
                      二者关系:m为整数)
        表明:若两矢量点积为的整数倍,则其中一个矢量为正格子位矢, 另一个必为倒格子位矢。
        原胞体积的关系:倒格子原胞的体积v*与正格子原胞体积v的关系 :
        ④倒格矢与正格子中密勒指数为晶面族正交。即沿晶面族的法线方向。
3.固体物理研究中的意义和作用:
        倒格子中的一个基矢对应于正格子中的一族晶面,也就是说,晶格中的一族晶面可以转化为倒格子中的一个点,这在处理晶格的问题上有很大的意义。例如,晶体的衍射是由于某种波和晶格互相作用,与一族晶面发生干涉的结果,并在照片上得出一点,所以,利用倒格子来描述晶格衍射的问题是极为直观和简便的。
        固体物理中许多问题,诸如能带理论的布洛赫定理和晶体于正X射线衍射的处理在倒空间中能方便的处理。引入倒格矢是为了方便研究,通过空间变换得到的一种工具。这种工具将正空间与倒空间联系起来,倒空间中任一点能表示正空间的晶面,倒空间一个晶面表示正空间的一个格点。这就实现了正空间和倒空间的转换。实现了将正空间中的问题转化到倒空间中,便于解决。倒格矢也是一样,它能提供的不是具体某个粒子的信息,而是一个对这些粒子的状态和运动的统计结果。当然,既然用位置坐标描述和用波矢描述可以用傅里叶变换相互转换,那么理论上用一种倒格矢能描述的性质,应该也可以用位置坐标描述,区别只是前者更为方便直观而已。
        在固体物理中比较重要的布里渊区,也是在倒格子下定义的。