อ่าน 5 นาที
กลุ่มจุดผลึกศาสตร์
ใน วิชาผลึกศาสตร์ กลุ่ม จุดผลึกศาสตร์ คือ กลุ่มจุดสามมิติ ที่ มี การดำเนินการสมมาตร ที่เข้ากันได้กับ สมมาตรการเลื่อน ของ แลตทิซ ผลึกศาสตร์สามมิติตาม ข้อจำกัดของผลึกศาสตร์...
กลุ่มจุดผลึกศาสตร์
ในวิชาผลึกศาสตร์กลุ่มจุดผลึกศาสตร์คือกลุ่มจุดสามมิติที่ มี การดำเนินการสมมาตรที่เข้ากันได้กับสมมาตรการเลื่อน ของ แลตทิซผลึกศาสตร์สามมิติตามข้อจำกัดของผลึกศาสตร์ กลุ่มจุดผลึกศาสตร์อาจมีการหมุนหรือการผกผันแบบหนึ่ง สอง สาม สี่ และหกเท่าเท่านั้น (โปรดทราบว่าศูนย์กลางการผกผันและระนาบกระจกรวมอยู่ด้วยในฐานะการดำเนินการที่เทียบเท่ากับการผกผันแบบหนึ่งเท่าและสองเท่า) ซึ่งลดจำนวนกลุ่มจุดผลึกศาสตร์เหลือ 32 กลุ่ม (จากกลุ่มจุดทั่วไปจำนวนอนันต์) กลุ่มทั้ง 32 กลุ่มนี้เหมือนกับสมมาตรผลึกทางสัณฐานวิทยา (ภายนอก) 32 ประเภทที่โยฮันน์ ฟรีดริช คริสเตียน เฮสเซล ได้มา จากการพิจารณารูปแบบผลึกที่สังเกตได้ในปี ค.ศ. 1830 ในปี ค.ศ. 1867 แอ็กเซล กาโดลินซึ่งไม่ทราบถึงงานก่อนหน้าของเฮสเซล ได้ค้นพบกลุ่มจุดผลึกศาสตร์โดยอิสระโดยใช้การฉายภาพสเตอริโอกราฟิกเพื่อแสดงองค์ประกอบสมมาตรของกลุ่มทั้ง 32 กลุ่ม[ 1 ] : 379
ในการจำแนกประเภทของผลึก แต่ละกลุ่มปริภูมิจะเชื่อมโยงกับกลุ่มจุดผลึกโดยการ "ละทิ้ง" ส่วนประกอบการเลื่อนของการดำเนินการสมมาตร กล่าวคือ โดยการเปลี่ยนการหมุนแบบเกลียวเป็นการหมุน การสะท้อนแบบเลื่อนเป็นการสะท้อน และการย้ายองค์ประกอบสมมาตรทั้งหมดไปยังจุดกำเนิด แต่ละกลุ่มจุดผลึกจะกำหนดชั้นผลึก (ทางเรขาคณิต)ของผลึกนั้น
กลุ่มจุดของผลึกเป็นตัวกำหนดการเปลี่ยนแปลงตามทิศทางของสมบัติทางกายภาพที่เกิดขึ้นจากโครงสร้างของมัน รวมถึงสมบัติทางแสงเช่นการหักเหของแสงแบบคู่หรือคุณสมบัติทางไฟฟ้าเชิงแสง เช่นปรากฏการณ์พ็อกเคลส์
สัญกรณ์
กลุ่มจุดจะถูกตั้งชื่อตามสมมาตรที่เป็นส่วนประกอบ มีสัญลักษณ์มาตรฐานหลายแบบที่นักผลึกศาสตร์นักแร่วิทยาและนักฟิสิกส์ใช้
สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างระบบทั้งสองด้านล่าง โปรดดูที่ระบบ ผลึก
สัญกรณ์ของ Schoenflies
ใน ระบบสัญลักษณ์ ของ Schoenfliesกลุ่มจุดจะถูกแทนด้วยตัวอักษรที่มีตัวห้อย สัญลักษณ์ที่ใช้ในวิชาผลึกศาสตร์มีความหมายดังต่อไปนี้:
- C n (สำหรับcyclic ) บ่งชี้ว่ากลุ่มนั้นมีแกนหมุนn เท่า C nhคือC nที่เพิ่มระนาบสะท้อน (mirror) ที่ตั้งฉากกับแกนหมุนC nvคือC nที่เพิ่มระนาบสะท้อน n ระนาบที่ขนานกับแกนหมุน
- S 2n (ย่อมาจากSpiegelซึ่งเป็นภาษาเยอรมันแปลว่ากระจก ) หมายถึงกลุ่มที่มีแกนการหมุนและการสะท้อน เพียง แกน เดียว ที่มีมุม2n เท่า
- D n (ย่อมาจากdihedralหรือสองด้าน) บ่งชี้ว่ากลุ่มนั้นมีแกนหมุนn เท่า บวกกับ แกนสองเท่า อีก n แกนที่ตั้งฉากกับแกนนั้น นอกจากนี้ D nhยังมีระนาบสะท้อนที่ตั้งฉากกับแกนn เท่า และ D ndนอกจากองค์ประกอบของD nแล้ว ยังมีระนาบสะท้อนที่ขนานกับแกนn เท่าอีกด้วย
- ตัวอักษรT (สำหรับtetrahedron ) แสดงว่ากลุ่มนั้นมีสมมาตรแบบทรงสี่หน้าTd รวมการ หมุน ที่ไม่เหมาะสมT ไม่ รวมการหมุนที่ไม่เหมาะสม และThคือTที่เพิ่มการผกผันเข้าไป
- ตัวอักษรO (สำหรับoctahedron ) บ่งชี้ว่ากลุ่มนั้นมีสมมาตรของทรงแปดเหลี่ยม โดยมี ( O h ) หรือไม่มี ( O ) การดำเนินการที่ไม่เหมาะสม (การดำเนินการที่เปลี่ยนทิศทาง)
เนื่องจากทฤษฎีบทข้อจำกัดทางผลึกศาสตร์nจึงมีค่าเท่ากับ 1, 2, 3, 4 หรือ 6 ในปริภูมิ 2 หรือ 3 มิติ
| n | 1 | 2 | 3 | 4 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|
| ซีเอ็น | ซี1 | ซี2 | ซี3 | ซี4 | ซี6 |
| ซีเอ็นวี | C 1v = C 1h | ซี2วี | ซี3วี | ซี4วี | ซี6 โวลต์ |
| ซีเอ็นเอช | ซี1 ชั่วโมง | ซี2 ชม. | ซี3 ชม. | ซี4 ชม. | ซี6 ชม. |
| ดีเอ็น | D 1 = C 2 | ดี2 | ดี3 | ดี4 | ดี6 |
| ดีเอ็นเอช | D 1h = C 2v | ดี2 ชม. | ดี3 ชม. | ดี4 ชม. | ดี6 ชม. |
| ดีแอนด์ | D 1d = C 2h | ดี2ด | ดี3 มิติ | ดี4ดี | ดี6ดี |
| เอส2เอ็น | เอส2 | เอส4 | เอส6 | เอส8 | เอส12 |
D 4dและD 6dนั้นถูกห้ามใช้จริง ๆ เนื่องจากมีการหมุนที่ไม่เหมาะสมโดยมี n=8 และ 12 ตามลำดับ กลุ่มจุด 27 กลุ่มในตาราง บวกกับT , T d , T h , OและO hประกอบกันเป็นกลุ่มจุดทางผลึกศาสตร์ 32 กลุ่ม
สัญกรณ์เฮอร์มันน์-โมแกง
รูปแบบย่อของสัญลักษณ์เฮอร์มันน์-โมแกงที่ใช้กันทั่วไปสำหรับกลุ่มปริภูมิยังใช้เพื่ออธิบายกลุ่มจุดผลึกศาสตร์ด้วย ชื่อกลุ่มคือ
| ครอบครัวคริสตัล | ระบบผลึก | ชื่อกลุ่ม | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ลูกบาศก์ | 23 | ม.3 | 432 | 4 3ม. | ม. 3ม. | |||
| หกเหลี่ยม | หกเหลี่ยม | 6 | 6 | 6 ⁄ ม. | 622 | 6 มม. | 6ตารางเมตร | 6/มม. |
| สามเหลี่ยม | 3 | 3 | 32 | 3 เมตร | 3ม. | |||
| สี่เหลี่ยมจัตุรัส | 4 | 4 | 4 ⁄ ม. | 422 | 4 มม. | 4 2ม. | 4/มม. | |
| ออร์โธรอมบิก | 222 | มม.2 | อืมมม | |||||
| โมโนคลินิก | 2 | 2 ⁄ ม. | ม | |||||
| ไตรคลินิก | 1 | 1 | ||||||
ความสอดคล้องกันระหว่างสัญลักษณ์ต่างๆ
| ครอบครัวคริสตัล | ระบบผลึก | เฮอร์มันน์-โมแกง | ชูบนิคอฟ[ 2 ] | โชเอนฟลายส์ | ออร์บิโฟลด์ | ค็อกซ์เตอร์ | คำสั่ง | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (เต็ม) | (สั้น) | |||||||
| ไตรคลินิก | 1 | 1 | ซี1 | 11 | [ ] + | 1 | ||
| 1 | 1 | C i = S 2 | × | [2 + ,2 + ] | 2 | |||
| โมโนคลินิก | 2 | 2 | ซี2 | 22 | [2] + | 2 | ||
| ม | ม | C s = C 1h | * | [ ] | 2 | |||
| 2/ม. | ซี2 ชม. | 2* | [2,2 + ] | 4 | ||||
| ออร์โธรอมบิก | 222 | 222 | D 2 = V | 222 | [2,2] + | 4 | ||
| มม.2 | มม.2 | ซี2วี | *22 | [2] | 4 | |||
| อืมมม | D 2h = V h | *222 | [2,2] | 8 | ||||
| สี่เหลี่ยมจัตุรัส | 4 | 4 | ซี4 | 44 | [4] + | 4 | ||
| 4 | 4 | เอส4 | 2× | [2 + ,4 + ] | 4 | |||
| 4/ม. | ซี4 ชม. | 4 ดาว | [2,4 + ] | 8 | ||||
| 422 | 422 | ดี4 | 422 | [4,2] + | 8 | |||
| 4 มม. | 4 มม. | ซี4วี | *44 | [4] | 8 | |||
| 4 2ม. | 4 2ม. | D 2d = V d | 2*2 | [2 + ,4] | 8 | |||
| 4/มม. | ดี4 ชม. | *422 | [4,2] | 16 | ||||
| หกเหลี่ยม | สามเหลี่ยม | 3 | 3 | ซี3 | 33 | [3] + | 3 | |
| 3 | 3 | C 3i = S 6 | 3× | [2 + ,6 + ] | 6 | |||
| 32 | 32 | ดี3 | 322 | [3,2] + | 6 | |||
| 3 เมตร | 3 เมตร | ซี3วี | *33 | [3] | 6 | |||
| 3 | 3ม. | ดี3 มิติ | 2*3 | [2 + ,6] | 12 | |||
| หกเหลี่ยม | 6 | 6 | ซี6 | 66 | [6] + | 6 | ||
| 6 | 6 | ซี3 ชม. | 3* | [2,3 + ] | 6 | |||
| 6/ม. | ซี6 ชม. | 6* | [2,6 + ] | 12 | ||||
| 622 | 622 | ดี6 | 622 | [6,2] + | 12 | |||
| 6 มม. | 6 มม. | ซี6 โวลต์ | *66 | [6] | 12 | |||
| 6ตารางเมตร | 6ตารางเมตร | ดี3 ชม. | *322 | [3,2] | 12 | |||
| 6/มม. | ดี6 ชม. | *622 | [6,2] | 24 | ||||
| ลูกบาศก์ | 23 | 23 | ที | 332 | [3,3] + | 12 | ||
| 3 | ม.3 | ไทย | 3*2 | [3 + ,4] | 24 | |||
| 432 | 432 | โอ | 432 | [4,3] + | 24 | |||
| 4 3ม. | 4 3ม. | ทีดี | *332 | [3,3] | 24 | |||
| 3 | ม. 3ม. | โอ้ | *432 | [4,3] | 48 | |||
การแสดงผลเชิงกราฟิก

การแสดงกลุ่มจุดด้วยภาพกราฟิกเป็นเรื่องปกติ เพื่อให้เข้าใจสมมาตรของกลุ่มจุดได้ง่ายขึ้น โดยทั่วไป จะใช้ การฉายภาพแบบสเตอริโอกราฟิกเนื่องจากจะรักษาความสัมพันธ์เชิงมุมไว้ การฉายภาพมีสองประเภท ประเภทแรก ดังแสดงในที่นี้ คือการฉายภาพขององค์ประกอบสมมาตร เพื่อแสดงความสัมพันธ์เชิงมุมระหว่างกัน ในกรณีนี้ องค์ประกอบสมมาตรแต่ละอันจะแสดงด้วยสัญลักษณ์ดังแสดงในตารางด้านล่าง เส้นบางใช้เพื่อกำหนดขอบเขตของทรงกลมของการฉายภาพแบบสเตอริโอกราฟิก และแกนการหมุนหรือการผกผันการหมุนในกรณีที่ไม่ตัดกับระนาบสะท้อน ระนาบสะท้อนแสดงด้วยเส้นหนา ประเภทที่สองของการฉายภาพ คือการฉายภาพจุดทั่วไป และจุดเพิ่มเติมทั้งหมดที่สร้างขึ้นจากจุดเริ่มต้นนั้นโดยใช้องค์ประกอบสมมาตรของกลุ่มจุด[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
| องค์ประกอบสมมาตร | การแสดงผลกราฟิก |
|---|---|
| 2 | |
| 3 | |
| 4 | |
| 6 | |
| 1 =i | |
| 2 =ม | ระนาบสะท้อนที่อยู่นอกหน้ากระดาษแสดงด้วยเส้นหนา |
| 3 | |
| 4 | |
| 6 |
ไอโซมอร์ฟิซึม
กล่าวได้ว่ากลุ่มสองกลุ่มเป็นไอโซมอร์ฟิกกันหากมี การจับคู่ แบบหนึ่งต่อหนึ่งและโฮโมมอร์ฟิกระหว่างกลุ่มทั้งสอง กล่าวคือ การเปลี่ยนชื่อองค์ประกอบของกลุ่มหนึ่งด้วยองค์ประกอบของกลุ่มที่สองอย่างถูกต้อง จะทำให้ได้กลุ่มที่สอง และในทางกลับกัน กลุ่มจุดผลึกศาสตร์หลายกลุ่มมีโครงสร้างภายในที่เหมือนกันในแง่นี้ ตัวอย่างเช่น กลุ่มจุด1 , 2 และ m มีการดำเนินการสมมาตรทางเรขาคณิตที่แตกต่างกัน (การผกผัน การหมุน และการสะท้อน ตามลำดับ) แต่ทั้งหมดมีโครงสร้างของกลุ่มวัฏจักร C 2 ร่วมกัน กลุ่ม ไอโซมอร์ฟิกทั้งหมด มี ลำดับเดียวกันแต่ไม่ใช่ทุกกลุ่มที่มีลำดับเดียวกันจะเป็นไอโซมอร์ฟิกกัน กลุ่มจุดที่ไอโซมอร์ฟิกกันแสดงอยู่ในตารางต่อไปนี้: [ 6 ]
| เฮอร์มันน์-โมแกง | โชเอนฟลายส์ | คำสั่ง | กลุ่มบทคัดย่อ | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ซี1 | 1 | ซี1 | |
| 1 | C i = S 2 | 2 | ซี2 | |
| 2 | ซี2 | 2 | ||
| ม | C s = C 1h | 2 | ||
| 3 | ซี3 | 3 | ซี3 | |
| 4 | ซี4 | 4 | ซี4 | |
| 4 | เอส4 | 4 | ||
| 2/ม. | ซี2 ชม. | 4 | D 2 = C 2 × C 2 | |
| 222 | D 2 = V | 4 | ||
| มม.2 | ซี2วี | 4 | ||
| 3 | C 3i = S 6 | 6 | ซี6 | |
| 6 | ซี6 | 6 | ||
| 6 | ซี3 ชม. | 6 | ||
| 32 | ดี3 | 6 | ดี3 | |
| 3 เมตร | ซี3วี | 6 | ||
| อืมมม | D 2h = V h | 8 | ดี2 × ซี2 | |
| 4/ม. | ซี4 ชม. | 8 | C 4 × C 2 | |
| 422 | ดี4 | 8 | ดี4 | |
| 4 มม. | ซี4วี | 8 | ||
| 4 2ม. | D 2d = V d | 8 | ||
| 6/ม. | ซี6 ชม. | 12 | C 6 × C 2 | |
| 23 | ที | 12 | เอ4 | |
| 3ม. | ดี3 มิติ | 12 | ดี6 | |
| 622 | ดี6 | 12 | ||
| 6 มม. | ซี6 โวลต์ | 12 | ||
| 6ตารางเมตร | ดี3 ชม. | 12 | ||
| 4/มม. | ดี4 ชม. | 16 | ดี4 × ซี2 | |
| 6/มม. | ดี6 ชม. | 24 | ดี6 × ซี2 | |
| ม.3 | ไทย | 24 | A 4 × C 2 | |
| 432 | โอ | 24 | เอส4 | |
| 4 3ม. | ทีดี | 24 | ||
| ม. 3ม. | โอ้ | 48 | S 4 × C 2 | |
ตารางนี้ใช้กลุ่มวงจร (C 1 , C 2 , C 3 , C 4 , C 6 ), กลุ่มไดเฮดรัล (D 2 , D 3 , D 4 , D 6 ), กลุ่มสลับกลุ่มหนึ่ง(A 4 ) และกลุ่มสมมาตรกลุ่ม หนึ่ง (S 4 ) โดยสัญลักษณ์ " × " แสดงถึง ผล คูณ โดยตรง
การหาจุดกลุ่มผลึก (ประเภทผลึก) จากกลุ่มพื้นที่
- ไม่ต้องใช้โครงสร้างตาข่ายแบบ บราเวส์
- แปลงองค์ประกอบสมมาตรทั้งหมดที่มีส่วนประกอบการเลื่อนให้เป็นองค์ประกอบสมมาตรที่ไม่มีสมมาตรการเลื่อน (ระนาบเลื่อนจะถูกแปลงเป็นระนาบสะท้อนธรรมดา แกนเกลียวจะถูกแปลงเป็นแกนหมุนธรรมดา)
- แกนการหมุน แกนการกลับทิศทาง การหมุนและระนาบสะท้อนยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
สมมาตรในการทำความเข้าใจคุณสมบัติของผลึก
ความสมมาตรของวัสดุสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติที่ "อนุญาต" ให้แสดงออกมาโดยผลึกนั้น อิทธิพลเหล่านี้สรุปไว้ในหลักการของ Von Neumann [ 7 ]และโดยทั่วไปแล้วโดยกฎของ Curie [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]กฎเหล่านี้ระบุว่าความสมมาตรของคุณสมบัติทางกายภาพของผลึกจะต้องมีความสมมาตรอย่างน้อยเท่ากับตัวผลึกเอง ตัวอย่างทั่วไปที่ยกมาคือคุณสมบัติทางไฟฟ้าแบบเพียโซและแบบไพโรคุณสมบัติเหล่านี้สร้างไดโพลไฟฟ้าในผลึกภายใต้ความเครียดหรือการเปลี่ยนแปลงทางความร้อน ไดโพลไฟฟ้ามีทิศทางและไม่สามารถมีอยู่ในผลึกที่มีสมมาตรแบบผกผันได้ อย่างไรก็ตาม ในทางกลับกันนั้นไม่เป็นความจริง ผลึกที่ไม่มีสมมาตรแบบผกผันไม่จำเป็นต้องแสดงคุณสมบัติทางไฟฟ้าแบบเพียโซหรือแบบไพโรเสมอไป
สมมาตรในผลึกหลายเหลี่ยม
ผลึกหลายเหลี่ยมประกอบด้วยผลึกขนาดเล็กจำนวนมากที่มีทิศทางการเรียงตัวแตกต่างกัน ในกรณีอุดมคติ หากมีผลึกขนาดเล็กเพียงพอในตัวอย่างขนาดใหญ่เพียงพอ ทุกทิศทางการเรียงตัวจะถูกแสดงออกมา ทำให้ได้ วัสดุที่มีคุณสมบัติ ไอโซโทรปิก โดยประมาณ ในทางปฏิบัติแล้ว สิ่งนี้ทำให้ผลึกหลายเหลี่ยมแสดงคุณสมบัติที่มีสมมาตรสูงกว่าผลึกแต่ละชนิดที่ประกอบกันขึ้น ตัวอย่างเช่น ผลึกหลายเหลี่ยมในอุดมคติหรือ ผลึก ไพโรอิเล็กทริกจะแสดงไดโพลไฟฟ้าในทุกทิศทาง ซึ่งจะหักล้างกัน ทำให้ผลึกหลายเหลี่ยมมีค่าโพลาไรเซชันสุทธิเป็นศูนย์
กลุ่มจุดผลึกศาสตร์ที่รู้จักกันในชื่อกลุ่มคูรีช่วยให้เราสามารถอธิบายสมมาตรของผลึกหลายเหลี่ยมโดยใช้สมมาตรของการวางแนวของผลึกแต่ละชิ้น ในผลึกหลายเหลี่ยมในอุดมคติ การวางแนวทุกแบบจะเหมือนกัน ซึ่งอาจคิดได้ว่ามีสมมาตรการหมุนอนันต์ในทุกทิศทางที่กำหนดโดย ∞∞ ซึ่งแสดงถึงแกนการหมุนสองแกนที่ตั้งฉากกัน สิ่งนี้ให้กลุ่มสองกลุ่มคือ ∞∞ ถ้าผลึกหลายเหลี่ยมมีไครัลลิตี้สุทธิ และ ∞∞m ถ้าไม่มีไครัลลิตี้สุทธิ กลุ่มคูรีที่เหลืออาจได้มาจากสมมาตรในอุดมคติโดยใช้หลักการของคูรี[ 11 ] [ 9 ] [ 10 ]หลักการของคูรีระบุว่าสมมาตรของผลึก (หลายเหลี่ยม) ภายใต้สิ่งเร้าคือจุดตัดของสมมาตรของสิ่งเร้าและสมมาตรของผลึก (หลายเหลี่ยม) ด้านล่างนี้คือตารางที่แสดงกลุ่มคูรีทั้ง 7 กลุ่ม พร้อมด้วย mmm และ 222 ซึ่งเป็นผลมาจากผลึกหลายเหลี่ยมในอุดมคติที่ได้รับสิ่งกระตุ้นที่แตกต่างกัน เพื่อสร้างสมมาตรที่หลากหลาย
| สิ่งเร้า/พื้นผิว | การกระตุ้น | ไร้ชีวิต | ไครัล |
|---|---|---|---|
| ไม่มี/ผลึกหลายเหลี่ยมในอุดมคติ | ไม่มีข้อมูล | ∞∞ม | ∞∞ |
| เนื้อสัมผัสตามแนวแกน/เส้นใย | ความเครียดดึง (∞/มม.) | ∞/มม. | ∞2 |
| เนื้อสัมผัสแบบไบแอ็กเซียล/แผ่น | ความเครียดเฉือน (การกลิ้ง (มม.)) | อืมมม | 222 |
| เวกเตอร์/ (ไม่มีข้อมูล) | สนามไฟฟ้า (∞ม) | ∞ม | ∞ |
| เวกเตอร์เทียม / (ไม่มีข้อมูล) | สนามแม่เหล็ก (∞/ม.) | ∞/ม. |
การขยายสมมาตรไปสู่ผลึกหลายเหลี่ยมนี้มีคุณค่าอย่างมากต่อการผลิต เนื่องจากช่วยให้สามารถสร้างตัวอย่างผลึกหลายเหลี่ยมที่แสดงคุณสมบัติสมมาตรต่ำได้ แทนที่จะต้องใช้ผลึกเดี่ยวบริสุทธิ์ นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถกำหนดทิศทางของคุณสมบัติได้ด้วยกระบวนการผลิต แทนที่จะต้องกำหนดทิศทางของผลึกเดี่ยวอย่างระมัดระวัง ตัวอย่างเช่น หากต้องการวัสดุไพโรอิเล็กทริก อาจสร้างผลึกหลายเหลี่ยมของวัสดุที่เหมาะสม แล้วนำไปสัมผัสกับสนามไฟฟ้าแรงสูงเพื่อปรับทิศทางของไดโพลของผลึกแต่ละชิ้นให้สอดคล้องกับสนามไฟฟ้านั้น ผลึกหลายเหลี่ยมที่ได้ก็จะแสดงคุณสมบัติไพโรอิเล็กทริกไปตามทิศทางที่สนามไฟฟ้าถูกนำไปใช้
กลุ่มจุดแม่เหล็ก
คุณสมบัติทางวัสดุบางอย่าง เช่น แม่เหล็ก แสดงสมมาตรเพิ่มเติมอีกรูปแบบหนึ่ง ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า สมมาตรผกผัน สมมาตรแม่เหล็ก สมมาตรย้อนเวลา หรือสมมาตรสองสีสมมาตรใหม่นี้จะพลิกสถานะไบนารี เช่น สปิน และเชื่อมโยงกับองค์ประกอบสมมาตรอื่นๆ ไม่ว่าจะเป็นคุณสมบัติใดก็ตาม สถานะไบนารี ณ จุดใดจุดหนึ่งมักจะแสดงด้วยจุดสีดำหรือสีขาว จึงเป็นที่มาของชื่อ 'สมมาตรสองสี'
ตัวอย่าง:
แบบจำลองคลาสสิกสำหรับแม่เหล็กพิจารณาสปินของอิเล็กตรอนเป็นวงจรไฟฟ้าที่สร้างไดโพลแม่เหล็ก ซึ่งสามารถแสดงได้ในรูปของเวกเตอร์เสมือนหากถูกกระทำโดยระนาบสะท้อนที่ตั้งฉากกับไดโพล วงจรไฟฟ้า (สปิน) จะยังคงอยู่ในสถานะเดิม ทำให้เกิดไดโพลเดียวกัน หากถูกกระทำโดยระนาบสะท้อนที่ขนานกับไดโพล วงจรไฟฟ้า (สปิน) จะพลิกกลับ ทำให้เกิดไดโพลตรงข้าม สำหรับทั้งสองกรณีนี้ อาจเพิ่มสมมาตรแบบผกผันให้กับระนาบสะท้อนได้ ผลกระทบเชิงพื้นที่ของกระจกจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่ผลกระทบต่อสถานะไบนารีจะกลับด้าน กล่าวคือ หากกระจกปกติพลิกสปิน กระจกแบบผกผันจะไม่พลิกสปิน
โดยการเพิ่มสมมาตรแบบผกผันให้กับกลุ่มจุดผลึกศาสตร์ ทำให้เกิดกลุ่มแม่เหล็ก 122 กลุ่ม ในจำนวนนี้ 32 กลุ่มเป็นกลุ่มจุดผลึกศาสตร์ดั้งเดิม และ 32 กลุ่มเป็นกลุ่มที่เรียกว่ากลุ่มสีเทา ซึ่งสถานะสีดำและสีขาวของคุณสมบัติจะทับซ้อนกันที่จุดเดียวกัน กลุ่มที่เหลืออีก 58 กลุ่มสามารถแสดงคุณสมบัติไดโครอิก เช่น แม่เหล็กได้[ 12 ] [ 13 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- สัญลักษณ์กลุ่มจุดในตารางสากลสำหรับผลึกศาสตร์ (2006) เล่ม A บทที่ 12.1 หน้า 818-820
- ชื่อและสัญลักษณ์ของผลึก 32 ชนิดในตารางผลึกศาสตร์สากล (2006) เล่ม A บทที่ 10.1 หน้า 794
- ภาพรวมของกลุ่มทั้ง 32 กลุ่ม
- Kostov, RI 2024. ตารางสีของสมมาตร 32 ประเภท พร้อมสถิติของแร่ธาตุในระบบผลึก – สมมาตร: วัฒนธรรมและวิทยาศาสตร์ (เทศกาลสมมาตร 2024. 17-20 กรกฎาคม 2024, ปิซา, อิตาลี. “การเอน” สมมาตร. เอกสารประกอบการประชุม; บรรณาธิการ S. Brasili, J. Gielis), เล่มเดียว, 91-94. https://doi.org/10.26830/symmetryfestival2024_24
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ กลุ่มจุดผลึกศาสตร์
ใน วิชาผลึกศาสตร์ กลุ่ม จุดผลึกศาสตร์ คือ กลุ่มจุดสามมิติ ที่ มี การดำเนินการสมมาตร ที่เข้ากันได้กับ สมมาตรการเลื่อน ของ แลตทิซ ผลึกศาสตร์สามมิติตาม ข้อจำกัดของผลึกศาสตร์...
สัญกรณ์
กลุ่มจุดจะถูกตั้งชื่อตามสมมาตรที่เป็นส่วนประกอบ มีสัญลักษณ์มาตรฐานหลายแบบที่นักผลึกศาสตร์ นักแร่วิทยา และ นักฟิสิกส์ ใช้
สัญกรณ์ของ Schoenflies
ใน ระบบสัญลักษณ์ ของ Schoenflies กลุ่มจุดจะถูกแทนด้วยตัวอักษรที่มีตัวห้อย สัญลักษณ์ที่ใช้ในวิชาผลึกศาสตร์มีความหมายดังต่อไปนี้:
สัญกรณ์เฮอร์มันน์-โมแกง
รูปแบบย่อของ สัญลักษณ์เฮอร์มันน์-โมแกง ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับ กลุ่มปริภูมิ ยังใช้เพื่ออธิบายกลุ่มจุดผลึกศาสตร์ด้วย ชื่อกลุ่มคือ