薄板理論

[拼音]：jingtixue

[英文]：crystallography

關於晶體（或廣而言之，晶態物質）的科學。主要研究晶體的對稱性、晶體結構（包括測定晶體結構的方法）以及晶體生長過程和晶體的物理效能。晶體學具有明確的研究物件和卓具特色的研究方法。由於晶體型別繁多，分佈又極其廣泛，晶體學已延伸到物理學、化學、生物學、礦物學和冶金學等不同學科之中，而成了材料科學的必要基礎。

自古以來，人類就對美麗晶瑩的晶體發生了濃厚興趣。到17、18世紀，晶體學開始以一門獨立學科的面目出現。發展最早的部分是幾何晶體學，從礦物晶體外形的規律性出發，逐步深入探討週期性結構的對稱性。19世紀末E.C.費奧多羅夫與A.M.熊夫利匯出了 230種空間群，從而全面奠定了幾何晶體學理論基礎。直到1912年M.von勞厄等發現了X 射線在晶體中的衍射現象以後，這些理論才得到全面證實和廣泛應用。到20世紀中葉Α.Β.舒布尼科夫等引入色對稱性的概念，對空間群理論作了重要的推廣，可用於詮釋磁結構的對稱性。

晶體X射線衍射的發現引起了晶體學的重大變革，開創了晶體微觀結構研究的新紀元。布喇格父子對於 X射線結構分析的發展作出了重大貢獻；隨後電子衍射和中子衍射也被用來作結構分析的手段，並輔以多種能譜方法，使晶體結構分析方法有了很大改進。從簡單的NaCl、KCl到結構極其複雜的蛋白質，數以萬計的晶體結構業已探明，提供了發展晶體化學這一學科的豐富資料。經典的結構分析在於從衍射圖樣來推求晶胞中的電子密度分佈，從而定出各原子的位置。這樣定出來的是對時空取平均值的靜態結構，通稱為理想結構。但晶體的實際結構具有更為豐富的內容。首先，實際晶體不可能是絕對完整的，晶體記憶體在有各種型別的缺陷（見晶體缺陷），如位錯、點缺陷和麵缺陷等。從50年代開始發展了多種直接觀察晶體缺陷的技術，已進行了大量的工作。特別是近年來發展的高解析度電子顯微術可以直接觀察晶體結構，並且能辨識出視野中各局域的結構差異，成為研究晶體實際結構的重要手段(見點陣像)。其次，晶體表面幾個原子層中的結構和大塊樣品內部結構有差異。低能電子衍射等技術的發展提供了探測表面結構的方法，並已開闢了表面晶體學這一新領域。晶體中的原子並非靜止不動，而是不斷地作熱振動，熱中子非彈性散射和光的散射、光的吸收等技術已尹a href='http://www.baiven.com/baike/224/264703.html' target='_blank' >美刺講獾閼笳穸哪Ｊ劍紛俳峁瓜啾渲姓廡┠Ｊ降謀浠囟逖ё鞽雋斯畢祝閼蠖ρУ氖笛檠芯糠椒ǎⅫ/p>

晶體生長（或其逆過程──溶解）是和晶體實際結構息息相關的， 也牽涉到一系列的非平衡態熱力學和動力學的問題，在技術上又有重要性，已經進行了不少工作（見晶體生長理論、晶體生長技術）。

闡明晶體結構與效能的關係構成了晶體學的另一重要領域。已經從幾個不同的觀點來處理這方面的問題。

（1）從巨集觀唯象的觀點用張量表示來描述各向異性連續介質的物理效能（見晶體物理效能的對稱性）。這在19世紀末W.佛克脫的專著中規模初具。而結合技術應用中有關問題的研究則尚在進一步發展之中。

（2）以微觀的點陣動力學的觀點來闡明晶體的熱學、介電及光學性質。這是M.玻恩學派的重要貢獻。近年來在聯絡結構相變的機制方面又有一些新的發展。

（3）晶體的電子結構理論，從週期場中電子能態規律出發所建立的晶體能帶結構理論可為代表（見固體的能帶）。目前理論已向結構更加複雜的晶體延拓，與此同時，發展了多種實驗技術來驗證理論是否正確。

（4）用晶體缺陷的分佈和運動來解釋對晶體結構敏感的效能。晶體範性的位錯理論就是一個典型的例子。而硬鐵磁性和硬超導性（見鐵磁性、第二類超導體）的一些問題也為人所注意研究。總之，目前晶體物理效能的研究已在廣闊的領域裡活躍地開展，它和範圍更廣的固體物理學匯合在一起（兩者之間並無明確的界限），推動技術材料的開發工作。

參考書目

W.L.Bragg，ed.，The Crystalline State，Vol.1～4，Bell，London，1949～1965.

S.Flügge，Red.，Kristallphysik，Strukturforschung， Handbuch der Physik， Bd.7， Bd.32，Strukturforschung， Springer Verlag.Berlin，1955，1957.