物理學中晶體有哪些

1. 初二物理的晶體有哪些非晶體呢

晶體；海波、冰、食鹽、水晶、明礬、各種金屬、金剛石、石墨、石英、雲母、硫酸銅、糖、味精

我們吃的鹽是氯化鈉的結晶，味精悶卜是谷氨酸鈉神斗的結晶，冬天窗戶玻璃上的冰花和天上飄下的雪花，是水的結晶。每家廚房中常見的砂糖、鹼是晶體，每個人身上的牙齒、骨骼是晶體，工業中的礦物岩石是晶體，日常見到的各種金屬及合金制螞瞎穗品也屬晶體，就連地上的泥土砂石都是晶體。

非晶體；玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠、石蠟、琥珀、珍珠。

2. 常見的晶體 非晶體都有哪些

一、常見的晶體：如食鹽、金剛石、乾冰和各種金屬等。

晶體可分為單晶體和多晶集合體：絕大部分寶石礦物是單晶體，比如鑽石、藍寶石、祖母綠、海藍寶石和紫晶等；也有部分寶石是多晶體，即所說的玉石，它們是由許多細小的同種或不同種晶體構成的集合體。鑽石原石單晶體東陵石多晶集合體

多晶體又根據構成集合體礦物顆粒的大小，可將其分為顯晶質和隱晶質：顯晶質是指直接用肉眼或藉助普通10倍放大鏡就可辨認出其中的單個礦物晶體顆粒的集合體，如結構比較粗松的翡翠和石英岩等。

隱晶質是指用肉眼或藉助普通10倍放大鏡不能觀察和分辨出單個礦物顆粒的集合體。

二、常見的非晶體：如玻璃、瀝青、松香、塑料、石蠟、橡膠等。

非晶體又稱無定形體內部原子或分子的排列呈現雜亂無章的分布狀態的固體稱為非晶體。 非晶態固體包括非晶態電介質、非晶態半導體、非晶態金屬。它們有特殊的物理、化學性質。

例如金屬玻璃（非晶態金屬）比一般（晶態）金屬的強度高、彈性好、硬度和韌性高、抗腐蝕性好、導磁性強、電阻率高等。這使非晶態固體有多方面的應用。它是一個正在發展中的新的研究領域，得到迅速的發展。

(2)物理學中晶體有哪些擴展閱讀

一、晶體有以下共同的基本性質：

1、自限性

在適當的條件下可以自發地形成幾何多面體的性質。

2、均一性

在同一晶體的不同部分，質點的分布是相同的，所以晶體的各個部分的物理化學性質也是相同的。

3、各向異性(異向性)

在晶體格子構造中，除對稱原因外，往往不同方向上質點的排列是不一樣的，因此晶體的性質也會隨方向的不同而有所差異，如不同方向上硬度和解理的差異等都是晶體異向性的表現。

4、對稱性

晶體具有格子構造本身就是對稱的表現，從外部形態來看，晶體的晶面、晶棱和角頂在晶體的不同方向和部位有規律地重復出觀便是晶體對稱的直觀體觀。

5、最小內能

指在相同的熱力學條件下，晶體與同種成分物質的非晶質體、液體、氣體相比較，其內能最小。

6、穩定性

由於晶體具有最小內能，因而結晶狀態是一種相對穩定的狀態，這就是晶體的穩定性。

二、晶體與非晶體的區別

1、晶體有自范性，非晶體無自范性。

2、晶體是內部質點在三維空間成周期性重復排列的固體，具有長程有序，並成周期性重復排列。非晶體是內部質點在三維空間不成周期性重復排列的固體，具有近程有序，但不具有長程有序。外形為無規則形狀的固體。

3、晶體有各向異性，非晶體多數是各向同性。晶體有固定的熔點，非晶體無固定的熔點，它的熔化過程中溫度隨加熱不斷升高。

3. 初中晶體都有哪些

求列出初中物理中常見的晶體與非晶體
石英、雲母、明礬、食鹽、硫酸銅、糖、味精等為常見的晶體

玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等為常見的非晶體。
初鬧做薯中化學。。。為什麼會有晶體出現？？
B因為長期暴露，水分減少
初中常見的由離子組成的物質有哪些
離子組成的物質即為離子晶體由正、負離子或正、負離子集團按一定比例通過離子鍵結合形成的晶體稱作離子晶體。離子晶體一般硬而脆，具有較高的熔沸點，熔融或溶解時可以導電。

離子晶體有二元離子晶體、多元離子晶體與有機離子晶體等類別。

強液者鹼（NaOH、KOH、Ba(OH)2）、活潑金屬氧化物（Na2O、MgO、Na2O2）、大多數鹽類（BeCl₂、Pb(Ac)₂等除外）都是離子晶體。
初中物理的晶體和非晶體如何區別？
晶體有固定的熔點

也就是說晶體加熱中只有在達到熔點時溫度才是不變耿，其他時間也是上升的

而非晶胡判體沒有熔點

也就是說非晶體只要加熱溫度就上升

4. 物理學中常見的晶體有哪些

常見的晶體有：金屬、石英、雲母、明礬、食鹽、硫酸銅、糖、味精等．
常見的非晶體有：玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等．

5. 物理上的"晶體"和"非晶體"有什麼區別和定義

一、定義不同

1、晶體

分子整齊規則排列的固體叫做晶體。

2、非晶體

分子雜亂無章排列的固體叫做非晶體。非晶體在熔化吸熱時，溫度不斷地升高。

二、常見類型不同

1、晶體

海波、冰、石英、水晶、金剛石、食鹽、明礬、金屬都是晶體。

2、非晶體

松香、玻璃、石蠟、瀝青都是非晶體。

三、特性不同

1、晶體

（1）自然凝結的、不受外界干擾而形成的晶體擁有整齊規則的幾何外形，即晶體的自范性。

（2）晶體擁有固定的熔點，在熔化過程中，溫度始終保持不變。

（3）單晶體有各向異性的特點。

（4）晶體可以使X光發生有規律的衍射。

宏觀上能否產生X光衍射現象，是實驗上判定某物質是不是晶體的主要方法。

（5）晶體相對應的晶面角相等，稱為晶面角守恆。

2、非晶體

非晶體又稱無定形體內部原子或分子的排列呈現雜亂無章的分布狀態的固體稱為非晶體。 如玻璃、瀝青、松香、塑料、石蠟、橡膠等。非晶態固體包括非晶態電介質、非晶態半導體、非晶態金屬。它們有特殊的物理、化學性質。

例如金屬玻璃（非晶態金屬）比一般（晶態）金屬的強度高、彈性好、硬度和韌性高、抗腐蝕性好、導磁性強、電阻率高等。這使非晶態固體有多方面的應用。它是一個正在發展中的新的研究領域，得到迅速的發展。

6. 常見原子晶體有哪些

常見原子晶體有：

1、金剛石：

鍺單晶是不含大角晶界或孿晶的鍺晶體。呈金剛石型晶體結構，是重要的半導體材料。鍺單晶產品又包括太陽能級別鍺單晶，紅外級鍺單晶和探測器級鍺單晶。

7. 常見物質的晶體類型有哪些

一般有分子晶體 如 碘單質
原子晶體 如SiO2
離子晶體 如NaCl
金屬晶體 如Fe Cu單質

8. 晶體分哪幾種

這個問題解答起來有點麻煩，因為有不同的分類方法。
如果按功能分，晶體有20 種之多,如半導體晶體、磁光晶體、激光晶體、電光晶體、聲光晶體、非線性光學晶體、壓電晶體、熱釋電晶體、鐵電晶體、閃爍晶體、絕緣晶體、敏感晶體、光色晶體、超導晶體以及多功能晶體等。

以上來自下文（讀讀挺有意思的，真心的希望能夠幫助你！）：
晶體學和晶體材料研究的進粗族扒展2006-09-13 12:51 隨著計算機技術和激光技術的發展, 人類已經走進了嶄新的光電子時代; 而實現這一巨大變化的物質基礎不是別的, 正是硅單晶和激光晶體。可以斷言, 晶體材料的進一步發展, 必將譜寫出人類科技文明的新篇章。

一、人類對晶體的認識過程及有關晶體的概念
1. 人類對晶體的認識過程
什麼是晶體? 從古至今, 人類一直在孜孜不倦地探索著這個問題。早在石器時代, 人們便發現了各種外形規則的石頭, 並把它們做成工具, 從而揭開了探求晶體本質的序幕。之後,經過長期觀察,人們發現晶體最顯著的特點就是具有規則的外形。1669 年, 義大利科學家斯丹諾(Nicolaus Steno) 發現了晶面角守恆定律, 指出在同一物質的晶體中,相應晶面之間的夾角是恆定不變的。接著,法國科學家阿羽依(Rene Just Haüy) 於1784 年提出了著名的晶胞學說, 使人類對晶體的認識邁出了一大步。根據這一學說,晶胞是構成晶體的最小單位,晶體是由大量晶胞堆積而成的。1885 年, 這一學說被該國科學家布喇菲(A.Bravais) 發展成空間點陣學說, 認為組成晶體的原子、分子或離子是按一定的規則排列的, 這種排列形成一定形式的空間點陣結構。1912 年, 德國科學家勞厄(Max van Laue) 對晶體進行了X射線衍射實驗, 首次證實了這一學說的正確性, 並因此獲得了諾貝爾物理獎。

2. 晶體的概念
具有空間點陣結構的物體就是晶體, 空間點陣結構共有14 種。例如, 食鹽的主要成份氯化鈉(NaCl) 具有面心立方結構, 是一種常見的晶體。此外, 許多金屬(如鎢、鉬、鈉、常溫下的鐵等) 都具有體穗宴心立方結構, 因而都屬於晶體。值得注意的是, 在晶體中, 晶瑩透明的有很多, 但是, 並不是所有透明的固體都是晶體, 如玻璃就不是晶體。這是因為, 組成玻璃的質點只是在一個原子附近的范圍內作有規則的排列, 而在整個玻璃中並沒有形成空間點陣結構。

3. 天然晶體與人工晶體
晶體分成天然晶體和人工晶體。千百年來, 自然界中形成了許多美麗的晶體, 如紅寶石、藍岩昌寶石、祖母綠等,這些晶體叫做天然晶體。然而,由於天然晶體出產稀少、價格昂貴,從19世紀末, 人們開始探索各種方法來生長晶體, 這種由人工方法生長出來的晶體叫人工晶體。到目前為止, 人們已發明了幾十種晶體生長方法, 如提拉法、浮區法、焰熔法、坩堝下降法、助熔劑法、水熱法、降溫法、再結晶法等。利用這些方法,人們不僅能生長出自然界中已有的晶體, 還能製造出自然界中沒有的晶體。從紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫到各種混合顏色, 這些人工晶體五彩紛呈, 有的甚至比天然晶體還美麗。

4. 晶體的共性
由於具有周期性的空間點陣結構, 晶體具有下列共同性質: 均一性, 即晶體不同部位的宏觀性質相同; 各向異性, 即晶體在不同方向上具有不同的物理性質; 自限性, 即晶體能自發地形成規則的幾何外形; 對稱性, 即晶體在某些特定方向上的物理化學性質完全相同;具有固定熔點;內能最小。

5. 晶體學
除了對晶體的結構、生長和一般性質的研究, 人們還探索了有關晶體的其它問題, 從而形成了晶體學這門學科。其主要研究內容包括5 個部分: 晶體生長、晶體的幾何結構、晶體結構分析、晶體化學及晶體物理。其中, 晶體生長是研究人工培育晶體的方法和規律, 是晶體學研究的重要基礎; 晶體的幾何結構是研究晶體外形的幾何理論及內部質點的排列規律, 屬於晶體學研究的經典理論部分, 但是, 近年來5 次等旋轉對稱性的發現, 對這一經典理論提出了挑戰; 晶體結構分析是收集大量與晶體結構有關的衍射數據、探明具體晶體結構及X射線結構分析方法的; 晶體化學主要研究化學成分與晶體結構及性質之間的關系; 晶體物理則是研究晶體的物理性質, 如光學性質、電學性質、磁學性質、力學性質、聲學性質和熱學性質等。
二、晶體的性能、應用及進展
一位物理學家說過: 「晶體是晶體生長工作者送給物理學家的最好的禮物。」這是因為,當物質以晶體狀態存在時, 它將表現出其它物質狀態所沒有的優異的物理性能, 因而是人類研究固態物質的結構和性能的重要基礎。此外, 由於能夠實現電、磁、光、聲和力的相互作用和轉換, 晶體還是電子器件、半導體器件、固體激光器件及各種光學儀器等工業的重要材料, 被廣泛地應用於通信、攝影、宇航、醫學、地質學、氣象學、建築學、軍事技術等領域。
按功能來分,晶體有20 種之多,如半導體晶體、磁光晶體、激光晶體、電光晶體、聲光晶體、非線性
光學晶體、壓電晶體、熱釋電晶體、鐵電晶體、閃爍晶體、絕緣晶體、敏感晶體、光色晶體、超導晶體以及多功能晶體等。以下簡單介紹其中重要的幾種。
1. 半導體晶體
半導體晶體是半導體工業的主要基礎材料, 從應用的廣泛性和重要性來看, 它在晶體中佔有頭等重要的地位。半導體晶體是從20 世紀50 年代開始發展起來的。第一代半導體晶體是鍺( Ge) 單晶和硅單晶
(Si) 。由它們製成的各種二極體、三極體、場效應管、可控硅及大功率管等器件, 在無線電子工業上有著 極其廣泛的用途。它們的發展使得集成電路從只包括十幾個單元電路飛速發展到含有成千上萬個元件的超大規模集成電路, 從而極大地促進了電子產品的微小型化, 大大提高了工作的可靠性, 同時又降低了成本, 進而促進了集成電路在空間研究、核武器、導彈、雷達、電子計算機、軍事通信裝備及民用等方面的廣泛應用。
目前, 除了向大直徑、高純度、高均勻度及無缺陷方向發展的硅單晶之外, 人們又研究了第二代半導體晶體——Ⅲ—Ⅴ族化合物, 如(CaAs) 、磷化鎵( GaP) 等單晶。近來, 為了滿足對更高性能的需求,已發展到三元或多元化合物等半導體晶體。在半導體晶體材料中, 特別值得一提的是氮化鎵( GaN) 晶體。由於它具有很寬的禁帶寬度(室溫下為3. 4eV) , 因而是藍綠光發光二級管(LED) 、激光二極體(LD) 及高功率集成電路的理想材料,近年來在全世界范圍內掀起了研究熱潮, 成為炙手可熱的研究焦點。目前, 中國科學院物理研究所在該晶體的生長方面獨辟蹊徑, 首次利用熔鹽法生長出3mm×4mm的片狀晶體 。一旦該晶體的質量得到進一步的提高, 它將在發光器件、光通訊系統、CD 機、全色列印、高解析度激光列印、大屏幕全色顯示系統、超薄電視等方面得到廣泛的應用。
2. 激光晶體
激光晶體是激光的工作物質, 經泵浦之後能發出激光, 所以叫做激光晶體。1960 年, 美國科學家Maiman 以紅寶石晶體作為工作物質, 成功地研製出世界上第一台激光器, 取得了舉世矚目的重大科學
成就。目前,人們已研製出數百種激光晶體。其中,最常用的有紅寶石(Cr :Al 2O3) 、鈦寶石( Ti :Al2O3) 、摻釹釓鋁石榴石(Nd : Y3Al 5O12) 、摻鏑氟化鈣(Dy : CaF2) 、摻釹釩酸釔(Nd : YVO4) 、四硼酸鋁釹(NdAl 3(BO3) 4) 等晶體。
近年來, 由於新的激光晶體的不斷出現以及非線性倍頻、差頻、參量振盪等技術的發展, 利用激光
晶體得到的激光已涉及紫外、可見光到紅外譜區,並被成功地應用於軍事技術、宇宙探索、醫學、化學
等眾多領域。例如,在各種材料的加工上,晶體產生的激光大顯身手, 特別是對於超硬材料的加工, 它具有無可比擬的優越性。比如, 同樣是在金剛石上打一個孔, 用傳統方法需要兩小時以上的時間, 而用晶體產生的激光,連0. 1 秒的時間都不用。此外,用激光進行焊接, 可以高密度地把很多電子元件組裝在一起, 並能夠大大提高電路的工作可靠性, 從而大幅度地減小電子設備的體積。激光晶體還可以製成激光測距儀和激光高度計, 進行高精度的測量。令人興奮的是, 法國天文台利用具有紅寶石晶體的裝置, 首次實現了對同一顆人造衛星的跟蹤觀察實驗,精確地測定了這顆衛星到地面的距離。在醫學上,激光晶體更是得到了巧妙的應用。它發出的激光通過可以自由彎曲的光導管進行傳送, 在出口端裝有透鏡和外科醫生用的手柄。經過透鏡, 激光被聚焦成直徑僅有幾埃的微小斑點, 變成一把無形卻又十分靈巧的手術刀, 不但能夠徹底
殺菌, 而且可以快速地切斷組織, 甚至可以切斷一個細胞。對於極其精細的眼科手術, 摻鉺的激光晶體是最合適不過的了。這種晶體可以產生近3μm波長的激光, 由於水對該激光的強烈吸收, 導致它進入生物組織後, 只有幾微米短的穿透深度, 因此, 這種激光是十分安全的, 不會使患者產生任何痛苦。由於用這種激光可以快速而精確地進行切割, 手術時間極短, 因而避免了眼球的不自覺運動對手術的干擾,保證了手術的順利進行。此外, 激光電視、激光彩色立體電影、激光攝影、激光計算機等都將是激動人心的激光晶體的新用途。
3. 非線性光學晶體
光通過晶體進行傳播時, 會引起晶體的電極化。當光強不太大時, 晶體的電極化強度與光頻電場之間呈線性關系, 其非線性關系可以被忽略; 但是, 當光強很大時, 如激光通過晶體進行傳播時, 電極化強度與光頻電場之間的非線性關系變得十分顯著而不能忽略, 這種與光強有關的光學效應稱為非線性光學效應, 具有這種效應的晶體就稱為非線性光學晶體。
非線性光學晶體與激光緊密相連, 是實現激光的頻率轉換、調制、偏轉和Q開關等技術的關鍵材料。當前,直接利用激光晶體獲得的激光波段有限, 從紫外到紅外譜區, 尚有激光空白波段。而利用非線性光學晶體, 可將激光晶體直接輸出的激光轉換成新波段的激光, 從而開辟新的激光光源, 拓展激光晶體的應用范圍。常用的非線性光學晶體有碘酸鋰(α - Li IO3) 、鈮酸鋇鈉(Ba2NaNb5O15) 、磷酸二氘鉀（KD2PO4) 、偏硼酸鋇(β- BaB2O4) 、三硼酸鋰(LiB3O5)等。其中,偏硼酸鋇和三硼酸鋰晶體是我國於20 世紀80 年代首先研製成功的, 具有非線性光學系數大、激光損傷閾值高的突出優點, 是優秀的激光頻
率轉換晶體材料,在國際上引起了很大的反響。另一種著名的晶體是磷酸鈦氧鉀晶體( KTiOPO4) ,它是迄今為止綜合性能最優異的非線性光學晶體, 被公認為1. 064μm和1. 32μm激光倍頻的首選材料, 它可以把1. 064μm的紅外激光轉換成0. 53μm的綠色激光。由於綠光不僅能夠用於醫療、激光測距, 還能夠進行水下攝影和水中通信等, 因此,磷酸鈦氧鉀晶體得到了廣泛的應用。
4. 壓電晶體
當晶體受到外力作用時, 晶體會發生極化, 並形成表面電荷, 這種現象稱為正壓電效應; 反之, 當晶體受到外加電場作用時, 晶體會產生形變, 這種現象稱為逆壓電效應。具有壓電效應的晶體則稱為壓電晶體,它只存在於沒有對稱中心的晶類中。最早發現的壓電晶體是水晶(α- SiO2) 。它具有頻率穩定的特性, 是一種理想的壓電材料, 可用來製造諧振器、濾波器、換能器、光偏轉器、聲表面波器件及各種熱敏、氣敏、光敏和化學敏器件等。它還被廣泛地應用於人們的日常生活中, 如石英錶、電子鍾、彩色電視機、立體聲收音機及錄音機等。
近年來, 人們又研製出許多新的壓電晶體, 如鈣鈦礦型結構的鈮酸鋰(LiNbO3) 、鉭酸鉀( KTaO3)
等,鎢青銅型結構的鈮酸鋇鈉(Ba2NaNb5O15) 、鈮酸鉀鋰( K1 - xLiNbO3) 等以及層狀結構的鍺酸鉍(Bi 12GeO20) 等。利用這些晶體的壓電效應,可製成各種器件, 廣泛地用於軍事上和民用工業, 如血壓計、呼吸心音測定器、壓電鍵盤、延遲線、振盪器、放大器、壓電泵、超聲換能器、壓電變壓器等。
5. 閃爍晶體
這種晶體在X射線激發下會產生熒光, 形成閃爍現象。最早得到應用的閃爍晶體是摻鉈碘化鈉（Tl :NaI) 晶體。該晶體的發光波長在可見光區,閃爍效率高, 又易於生長大尺寸單晶, 在核科學和核工
業上得到廣泛的應用。20 世紀80 年代初, 中科院上海硅酸鹽研究所採用坩堝下降法成功地生長了大尺寸鍺酸鉍(Bi 4Ge 3O12) 單晶。由於這種晶體阻擋高能射線能力強、解析度高, 因而特別適合於高能粒子和高能射線的探測, 在基本粒子、空間物理和高能物理等研究領域有廣泛的應用, 並已十分成功地用於歐洲核子研究中心L3 正負電子對撞機的電磁量能器上。此後, BaF2 晶體成為又一新型閃爍材料。除了在高能物理中應用之外, 該晶體在低能物理方面已用於正電子湮沒譜儀, 使譜儀的解析度和計數效率
均得到很大的提高。此外, 它還可用於檢查隱藏的爆炸物、石油探測、放射性礦物探測、正電子發射層
析照相(簡稱PET) 等方面,具有良好的應用前景。
6. 聲光晶體
當光波和聲波同時射到晶體上時, 聲波和光波之間將會產生相互作用, 從而可用於控制光束, 如使光束發生偏轉、使光強和頻率發生變化等, 這種晶體稱為聲光晶體, 如鉬酸鉛( PbMoO4) 、二氧化碲（TeO2) 、硫代砷酸砣( Tl 3AsS4) 等。利用這些晶體,人們可製成各種聲光器件, 如聲光偏轉器、聲光調Q 開關、聲表面波器件等, 從而把這些晶體廣泛地用於激光雷達、電視及大屏幕顯示器的掃描、光子計
算機的光存儲器及激光通信等方面。
7. 光折變晶體
光折變晶體是眾多晶體中最奇妙的一種晶體。當外界微弱的激光照到這種晶體上時, 晶體中的載流子被激發, 在晶體中遷移並重新被捕獲, 使得晶體內部產生空間電荷場, 然後, 通過電光效應,空間電荷場改變晶體中折射率的空間分布, 形成折射率光柵,從而產生光析變效應。光折變效應的特點是, 在弱光作用下就可表現出明顯的效應。例如,在自泵浦相位共軛實驗中,一束毫瓦級的激光與光折變晶體作用就可以產生相 位共軛波, 使畸變得無法辨認的圖像清晰如初。由於折射率光柵在空間上是非局域的, 它在波矢方向相對於干涉條紋有一定的空間相移, 因而能使光束之間實現能量轉換。如兩波耦合實驗中, 當一束弱信號光和一束強光在光折變晶體中相互作用時, 弱信號光可以增強1 000 倍。此外, 憑借著光折變效應, 光折變晶體還具有以下特殊的性能: 可以在3cm3 的體積中存儲5 000幅不同的圖像, 並可以迅速顯示其中任意一幅; 可以精密地探測出小得只有10 - 7米的距離改變; 可以濾去靜止不變的圖像, 專門跟蹤剛發生的圖像改變;甚至還可以模擬人腦的聯想思維能力。因此,這種晶體一經發現,便引起了人們的極大興趣。
目前, 有應用價值的光折變晶體有鈦酸鋇(BaTiO3) 、鈮酸鉀( KNbO3) 、鈮酸鋰(LiNbO3) 、鈮酸鍶
鋇(Sr1 - xBaxNb2O6) 系列、硅酸鉍(Bi 12SiO20) 等晶體。其中,摻鈰鈦酸鋇(Ce :BaTiO3) 是由中國科學院物理研究所於90 年代在國際上首次研製成功的。它的優異性能, 使光折變晶體在理論研究和實用化方面取得突破性進展。當前, 光折變晶體已發展成一種新穎的功能晶體, 在光的圖像和信息處理、相位共軛、全息存儲、光通訊和光計算機神經網路等方面展示著良好的應用前景。

三、晶體研究的發展趨勢
隨著人們對晶體認識的不斷深入, 晶體研究的方向也逐步地發生著變化, 其總的發展趨勢是: 從晶態轉向非晶態; 從體單晶轉向薄膜晶體; 從通常的晶格轉向超晶格; 從單一功能轉向多功能; 從體性質轉向表面性質;從無機擴展到有機,等等。此外, 鑒於充分認識到晶體結構—性能關系的重要性, 人們已經開始利用分子設計來探索各種新型晶體。而且, 隨著光子晶體和納米晶體的出現和發展, 人類對晶體的認識更是有了新的飛躍。可以相信, 在不久的將來, 晶體的品種將會更多、性能將會更優異、應用范圍也將會越來越廣。

總之,晶體不僅是美麗的,而且也是有用的。它蘊涵著豐富的內容, 是人類寶貴的財富。但迄今為
止, 人們對它的認識猶如冰山之一角, 還有許多未知領域等待著我們去探索。

(王皖燕 中國科學院物理研究所,博士北京100080)

9. 晶體的分類

晶體的科學分類是以晶體的對稱特點為基礎的，所以先簡要介紹一下晶體的對稱特點。

一、晶體的對稱

對稱是指物體相同部分有規律地重復，如某些動物、植物的葉子和花瓣等。但物體對稱的高低程度有所不同，有的對稱程度很高，有的很低，或者說不具某些對稱性（見圖1-1-3）。

從宏觀上來看，晶體的對稱表現為構成其外部幾何形態的面、棱和角頂有規律地重復。

從微觀角度來看，由於晶體都具有格子構造，而格子構造本身就是質點在三維空間周期性重復的體現，因此從這種意義上來講，所有的晶體都是對稱的。

圖1-1-3 蝴蝶的對稱性（a）和樹葉的不對稱性（b）

晶體的對稱特點取決於它內在的格子構造。不同的寶石礦物由於其格子構造不同，因而具有不同的對稱性。有的礦物晶體對稱性很高（如鑽石和尖晶石等），有的則對稱性較低（如黃玉、斜長石）。只有符合格子構造規律的對稱才能在晶體上體現出來，因此晶體的對稱是有限的。

另外晶體的對稱不僅體現在外形上，同時也體現在物理性質（如光學、熱學和電學性質等）上，即晶體的對稱不僅僅是幾何意義上的對稱，也包括物理意義上的對稱。

為了研究和分析晶體的對稱性，往往要進行一系列的操作。使晶輪知體中相同部分重復而進行的操作叫對稱操作。進行對稱操作所藉助的幾何要素（點、線、面）稱為對稱要素，一般對稱要素包括對稱面、對稱軸和對稱中心等。

1.對稱面（P）

對稱面是一個假想態侍的通過晶體中心的平面，它將晶體平分為互為鏡像的兩個相等部分。對稱面可以垂直並平分晶面，可以垂直晶棱並通過它的中點，也可以包含晶棱（見圖1-1-4）。

圖1-1-4 對稱面（a）和非對稱面（b）

圖1-1-5 晶體中的對稱軸L²、L³、L⁴和L⁶舉例下面的圖表示垂直該軸的切面

2.對稱軸（L）

對稱軸是一根假想的通過晶體中心的直線，相應的對稱操作是圍繞此直線的旋轉。旋轉一周，晶體中相同部分重復的次數叫軸次。晶體外形上可能出現的有意義的對稱軸有二次對稱軸（L²）、三次對稱軸（L³）、四次對稱軸（L⁴）和六次對稱軸（L⁶），軸次高於二次的對稱軸，即L³、L⁴、L⁶稱為高次軸（見圖1-1-5）。

3.對稱中心（C）

對稱中心是一個假想的位於晶體中心的點，相應的對稱操作就是對此點的反伸。如果通過此點作任意直線，則在此直線上距對稱中心等距離的兩端必定可找到對應點（見圖1-1-6）。

圖1-1-6 具有對稱中心（C）的圖形1與1′、2與2′為對應點

一個晶體中所有對稱要素的組合稱為該晶體的對稱型。例如，鑽石晶體存在三個L4、四個L³、六個L²、九個對稱面P、一個對稱中心C，那麼鑽石的對稱型就是所有這些對稱要素的總和，可記為：3L⁴4L³6L²9PC。自然界中所有晶體歸納起來共有32種對稱型（見表1-1-1）。

二、晶體的分類

（一）晶體的分類

根據晶體對稱性的特點，可以把晶體劃分成七大晶系。再根據晶體是否有高次軸和有幾個（一個或多個）高次軸，把七大晶系歸納為低、中、高級三個晶族。低級晶族沒有高次軸，它包括三斜晶系（無對稱軸和對稱面）、單斜晶系（二次軸或對稱面不多於一個）和斜方晶系（二次軸或對稱面多於一個，無高次軸）；中級晶族（只有一個高次軸）包括四方晶系（有一個四次軸）、三方晶系（有一個三次軸）和六方晶系（有一個六次軸）；高級晶族只有等軸晶系，它有一個以上的高次軸（如都具有四個三次軸）。

（二）晶體的定向及晶格常數

1.晶體定向

晶體定向就是在晶體中確定一個坐標系統，也就是選擇坐標軸（又可稱為晶軸）和確定各晶軸上單位長（軸長）之比（軸率）。給晶體定向的目的是為了更確切地描述和帆桐吵表達構成晶體的晶面、晶棱在空間的展布方位。

晶軸 系指交於晶體中心的三條直線，它們分別為X軸、Y軸和Z軸（有些書籍中採用a、b、c來表示晶軸，它們分別與X、Y、Z相對應），晶軸的展布和正負方向與幾何學中的規定相同。對於三方和六方晶系要增加一個U軸，其前端為負，後方為正。晶軸一般與對稱軸或對稱面的法線重合，或與某個晶棱方向平行。晶軸的選擇要遵循一定的結晶學規律，各晶系的選軸原則見表1-1-2。

2.晶格常數

軸角 系指晶軸正端之間的夾角，它們分別以a（Y∧Z）、β（Z∧X）、γ（X∧Y）表示。

軸長與軸率。晶軸實際上是格子構造中的行列，該行列上的結點間距稱為軸長或軸單位，X、Y、Z軸上的軸單位（結點間距，又稱軸長）分別以a₀、b₀和c₀表示。由於結點間距極小（以nm計），需要藉助X射線分析才能測定，因此只根據晶體外形的宏觀研究是不能確定軸長的。但根據幾何結晶學的方法可以確定出它們之間的比率：a:b:c，這一比率稱為軸率。

晶體常數 軸率a∶b∶c和軸角a、β、γ合稱為晶體常數。在一般性描述中常敘述晶體常數的特徵，而不給出具體的軸比率值或非特殊的軸角值。如軸率特徵只說明軸單位之間相等或不相等（如a=b≠c），軸角只說明是否為特殊角（如a=90°、β＞90°、γ＝120°）即可。

表1-1-1 晶體的分類

表1-1-2 各晶系選擇晶軸的原則及晶體常數特點

（三）各晶系對稱及晶格常數特徵

1.等軸晶系

等軸晶系有三個等長且相互垂直的結晶軸，即a=b=c,α＝β＝y=90°（見圖1-1-7）。該晶系最高對稱型為3L⁴4L³6L²9PC。三個結晶軸相當於該晶系中三個相互重直的L⁴或L²。其常見單形為立方體、八面體、菱形十二面體、五角十二面體、四角三八面體和四面體等。屬於等軸晶系的寶石礦物有鑽石、石榴石、尖晶石、螢石和方鈉石等。

圖1-1-7 等軸晶系的晶體及對稱特點

2.四方晶系

四方晶系有三個相互垂直的結晶軸，其中兩個水平軸（X軸和Y軸）等長，但與縱軸（Z軸）不等長，即a=b≠c,a＝β＝γ＝90°（如圖1-1-8）。該晶系最高對稱型

。該晶系唯一的一個高次軸——四次軸（L⁴）相當於縱軸（Z軸），另外兩個相互垂直的二次軸（L²）或對稱面的法線（若無L²或P,X、y軸平行晶棱選取）分別相當於X軸和Y軸。

該晶系的常見單形為四方柱和四方雙錐。屬於四方晶系的寶石礦物有鋯石、金紅石、錫石、方柱石和符山石等。

3.六方晶系

六方晶系的晶體有四個結晶軸，其縱軸（Z軸）與其他三個水平軸（X、Y、U）不相等（長或短）；三個水平軸等長且彼此間呈120°交角，即a=b≠c,a＝β＝90°，γ＝120°（見圖1-1-9）。該晶系最高對稱型為

六次軸（L⁶）相當於縱軸（Z），三個彼此相交為120°角的L²或P的法線相當於三個水平軸。若無L²或P，則三個水平軸平行晶棱選取。

圖1-1-8 四方晶系的晶體及對稱特點

該晶系的常見單形為六方柱和六方雙錐等。屬於六方晶系的寶石礦物有磷灰石、綠柱石和藍錐礦等。

圖1-1-9 六方晶系的晶體及對稱特點

4.三方晶系

三方晶系與六方晶系相同，晶體有四個結晶軸，其縱軸（Z軸）與其他三個水平軸（X、Y、U）不相等（長或短）；三個水平軸等長且彼此間呈120°交角，即a=b≠c,α＝β＝90°，γ＝120°（圖1-1-10）。該晶系最高對稱型為

。該晶系唯一的一個高次軸——三次軸（L³）相當於縱軸（Z），三個相交成120°角的二次軸（L²）或P的法線相當於三個水平軸（X、Y、U），若無L²和P，則三個橫軸平行晶棱選取。

圖1-1-10 三方晶系的晶體及對稱特點

三方晶系的常見單形為三方柱、三方雙錐、菱面體和六方柱等（見圖1-1-10）。屬於三方晶系的寶石礦物有藍寶石、紅寶石、電氣石、石英（水晶、紫晶、黃晶、煙晶、芙蓉石）和菱錳礦等。

5.斜方晶系

斜方晶系具三個相互垂直但互不相等的結晶軸，即a≠b≠c,α＝β＝y=90°。縱軸（Z）處於直立狀態，水平軸（X、Y）穿過晶體側面（見圖1-1-11）。該晶系最高對稱型

。三個結晶軸分別相當於三個互相垂直的二次軸（在L²2P對稱型中以L²為Z軸，以兩個P的法線為X、Y軸）。

常見單形為斜方柱和斜方雙錐等。屬於該晶系的寶石礦物有橄欖石、黃玉、黝簾石、堇青石、金綠寶石、紅柱石、柱晶石、賽黃晶和頑火輝石等。

圖1-1-11 斜方晶系的晶體及對稱特點

6.單斜晶系

單斜晶系具三個互不相等的結晶軸，Y軸垂直於X軸和Z軸，X軸斜交於包含Z軸和Y軸的平面，即a≠b≠c,a=y=90°，β＞90°（見圖1-1-12）。這個晶系有時用如下方式說明，即假設一個底面為長方形的柱體，其一邊被推而底面留在原地不動，即朝一個方向傾斜。該晶系最高對稱型為

。唯一的一個二次軸（L²）或對稱面（P）的法線相當於Y軸。

常見的單形包括斜方柱和平行雙面。屬於該晶系的寶玉石有翡翠（硬玉）、透輝石、軟玉（透閃石）、孔雀石、正長石及鋰輝石等，其中翡翠、軟玉、孔雀石呈多晶集合體形式產出。

圖1-1-12 單斜晶系的晶體及對稱特點

7.三斜晶系

三斜晶系具三個互不相等且互相斜交的結晶軸，即a≠b≠c，α≠β≠γ≠90°（見圖1-1-13）。這一晶系有時用如下方式說明，即假設一個長方形底面的柱體，其一個邊棱被向側面和向後推，而底面不動時，柱體就向旁邊和向後傾斜。該晶系無對稱軸或對稱面，只有一個對稱中心（C）或L¹。以不在同一平面內的三個主要晶棱的方向為X、Y、Z軸。

該晶系單形只有平行雙面，一個完整的晶體至少由3組平行雙面組成。屬於該晶系的寶石包括斜長石、綠松石（常以多晶集合體形式產出）、薔薇輝石和斧石等。

圖1-1-13 三斜晶系的晶體及對稱特點

三、常用的基本概念

（一）單形和聚形

晶體形態可以分成兩種類型，即單形和聚形。

1.單形

單形是指由對稱要素聯系起來的一組晶面的總合。換句話說，單形就是借對稱型中全部對稱要素的作用可以使它們相互重復的一組晶面，它們具有相同的性質。因此，在理想狀態下只有同形等大的一組晶面才可能構成一個單形。根據拓撲學推導，晶體的幾何形態共有47種單形，三大晶族可能出現的單形見圖1-1-14。

單形可分為開形和閉形兩種。閉形是指其晶面可以包圍成一個封閉的空間的單形，如立方體和八面體單形；開形是指其晶面不能包圍成一個封閉空間的單形，如柱類、單錐類單形和平行雙面等。

2.聚形

單形的聚合稱為聚形。即聚形是由兩個或兩個以上單形組成的（見圖1-1-15）。但單形的聚合不是任意的，必須是屬於同一對稱型的單形才能相聚。

（二）晶面符號

表徵晶面空間方位的符號稱為晶面符號。一般用晶面在三個（或四個）晶軸上的截距系數的倒數比來表示，常稱為米氏符號。在X、Y、Z三個軸上的倒數比用h:k:l表示，h、k、l稱為晶面指數，晶面指數用小括弧括之就是晶面符號，記為（hkl）。例如，假設一個晶面在X、Y、Z軸上的截距分別為2a、3b、6c,2、3、6稱為截距系數，其倒數比為1/2:1/3:1/6=3:2:1，那麼該晶面的晶面符號就記為（321）。如果晶面與某個晶軸平行，那麼它的截距系數就是∞，其倒數為0。由此可知在等軸、四方和斜方晶系中，（100）晶面表示的是垂直X軸，並與Y、Z軸平行的晶面。在這些晶系中，同樣道理我們可以知道（100）、（010）、（001）晶面不但是分別垂直X、Y、Z軸的三個晶面，還可以推斷這三個晶面之間也是相互垂直的（見圖1-1-16）。

圖1-1-14 四十七種單形

圖1-1-15 立方體、菱形十二面體的聚形（a）和四方柱、四方雙錐的聚形（b）

圖1-1-16 晶面符號圖解（a）、八面體晶面符號（b）和四方柱、平行雙面晶面符號（c）

（三）單形符號

單形符號是指在一個單形中按照一定的原則選擇一個晶面，用該晶面的晶面指數加上「{}」括起來，用來表徵組成該單形的一組晶面的結晶學取向的符號。選擇代表晶面的一般原則是選擇正指數最多的晶面，同時還要遵循先前（X軸指數最大）、次右（Y軸指數次大）、後上（Z軸指數最小）的原則。例如，在等軸晶系中立方體單形由（100）（010）（001）

六個晶面組成，根據原則就應該選擇（100）晶面的指數作為其單形符號的指數，即立方體的單形符號為{100}（見圖1-1-17（a）。該符號就代表了由對稱要素聯系著的六個晶面。同理，該晶系六八面體的單形符號為{321}（圖1-1-17（b）。三、六方晶系六方柱和菱面體的單形符號分別為{1010﹜和{1011}。

圖1-1-17 立方體單形﹛100}（a）和六八面體單形{321﹜（b）

10. 求列出初中物理中常見的晶體與非晶體

晶體：石英、雲母、明礬、食鹽、硫酸銅、味精。

非晶體：玻璃、石蠟、松香、瀝青、塑料。

晶體擁有固定的熔點，在熔化過程中，溫度始終保持不變。單晶體有各向異性的特點。晶體可以使X光發生有規律的衍射。宏觀上能否產生X光衍射現象，是實驗上判定某物質是不是晶體的主要方法。晶體相對應的晶面角相等，稱為晶面角守恆。

(10)物理學中晶體有哪些擴展閱讀：

晶體與非晶體的區別：

本質區別：

晶體有自范性，非晶體無自范性。

物理性質：

晶體是內部質點在三維空間成周期性重復排列的固體，具有長程有序，並成周期性重復排列。

非晶體是內部質點在三維空間不成周期性重復排列的固體，具有近程有序，但不具有長程有序。外形為無規則形狀的固體。

晶體有各向異性，非晶體多數是各向同性。晶體有固定的熔點，非晶體無固定的熔點，它的熔化過程中溫度隨加熱不斷升高。

微觀結構：

晶體和非晶體所以含有不同的物理性質，主要是由於它的微觀結構不同。