凝聚态物质包括液体、固体以及介于其间的软物质(如液晶、凝胶等)，它们是原子、离子或分子的聚集体。固体是凝聚态物质中的一种特殊聚集形态，在压强和温度一定,且无外力作用时,形状不变。液体则没有这种性质。根据组成粒子在空间排列的有序度和对称性,固体可以分为晶体、准晶体和非晶体三类。

晶体固体的组成粒子在空间周期性排列，具有长程序。由于周期性的限制，它不能保持对任意的平移和旋转不变，其对称性是破缺的。

与晶态固体相反,非晶态固体的组成粒子在空间的分布完全无序或仅仅具有短程序。若不考虑可能存在的短程序,根据物性测量的判断,在统计意义上，无序固体中粒子的分布与气体和液体相似,具有高度的对称性,物理性质各向同性。

准晶体介于晶体和非晶体之间。虽然粒子的分布是完全有序的,但不具有周期性,仅仅具有长程取向序,可以具有晶体所不允许的旋转对称性。

固体物理把晶态物质作为主要讨论对象,基本的出发点在于强调周期性,考虑破缺的对称性。偏离周期性的问题,仅仅作为固体物理学基本理论的向外延拓。本章将简要地阐明晶体中原子周期性排列及其对称性的一些基本规律、基本概念和数学描述,此外也简要地叙述晶体的X射线衍射学,为描述晶体结构提供实验基础。

晶体结构

晶体中原子的规则排列称为晶格。我们把晶体中原子的具体排列方式称为晶体结构

①任何一个原子的位置都是完全等价的

②边长a的平移对称性

③简单立方结构原子的配位数为6

④每个单胞中原子数为1

⑤填充率（密堆度）（f）＝原子体积÷所占空间的有效体积

⑥钋（po）的α相晶体

课本笔记

晶体结构及基元

• ABCABC ……序列堆积，便构成面心立方（fcc）晶体结构每个原子周围有12个最近邻的相同原子，配位数为12，f＝√2π／6

• ABAB……序列堆积，便构成六角密堆（hcp）晶体结构，配位数为12，f＝√2π／6

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2022-03-01 固体物理学课堂笔记记录