อ่าน 5 นาที
กลุ่มจุดผลึกศาสตร์
ในวิชาผลึกศาสตร์กลุ่มจุดผลึกศาสตร์คือกลุ่มจุดสามมิติที่ มี การดำเนินการสมมาตรที่เข้ากันได้กับสมมาตรการเลื่อน ของ แลตทิซผลึกศาสตร์สามมิติตามข้อจำกัดของผลึกศาสตร์...
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-โมแกงที่ใช้กันทั่วไปสำหรับกลุ่มปริภูมิยังใช้เพื่ออธิบายกลุ่มจุดทางผลึกศาสตร์ด้วย 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 | เส้นทึบแสดงถึงระนาบสะท้อนที่อยู่นอกหน้ากระดาษ |
| 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 แกน การกลับด้านและระนาบสะท้อนยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
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
ในวิชาผลึกศาสตร์กลุ่มจุดผลึกศาสตร์คือกลุ่มจุดสามมิติที่ มี การดำเนินการสมมาตรที่เข้ากันได้กับสมมาตรการเลื่อน ของ แลตทิซผลึกศาสตร์สามมิติตามข้อจำกัดของผลึกศาสตร์...
สัญกรณ์
กลุ่มจุดจะถูกตั้งชื่อตามสมมาตรที่เป็นส่วนประกอบ มีสัญลักษณ์มาตรฐานหลายแบบที่นักผลึกศาสตร์ นักแร่วิทยา และ นักฟิสิกส์ ใช้
สัญกรณ์ของ Schoenflies
ใน ระบบสัญลักษณ์ ของ Schoenflies กลุ่มจุดจะถูกแทนด้วยตัวอักษรที่มีตัวห้อย สัญลักษณ์ที่ใช้ในวิชาผลึกศาสตร์มีความหมายดังต่อไปนี้:
สัญกรณ์เฮอร์มันน์-โมแกง
รูปแบบย่อของ สัญลักษณ์เฮอร์มันน์-โมแกง ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับ กลุ่มปริภูมิ ยังใช้เพื่ออธิบายกลุ่มจุดทางผลึกศาสตร์ด้วย ชื่อกลุ่มคือ