对称要素
使物体或图形发生有规律重复而凭借的几何要素
对称要素是晶体学几何学中实现物体规律重复的关键几何要素,主要包括点、线、面三类。在晶体学中,对称要素分为宏观与微观两类:宏观要素如对称面(通过反映操作生成镜像对称)、对称轴(通过旋转实现周期性重复)、对称中心(通过反伸操作生成对称图形);微观要素如螺旋轴(结合旋转与平移)。晶体对称要素组合遵循特定规律,形成32种宏观对称型点群),其轴次受晶体学定律限制(仅允许1、2、3、4、6次轴)。
定义与分类
对称要素是进行对称变换时需凭借的几何要素(点、线、面),通过对应操作使图形规律重复。在晶体学中分为宏观对称要素(对称面、对称轴、对称中心、旋转反伸轴)和微观对称要素(螺旋轴、滑移面)。
对称面(符号P/m)为假想平面,其反映操作生成互为镜像的对称图形。对称轴(符号Ln)为假想直线,绕其旋转360°/n后图形复原,晶体中仅允许n=1、2、3、4、6。对称中心(符号C/i)为一点,通过反伸使各点至中心等距反向。
旋转反伸轴(符号Lin)通过旋转加倒反实现对称,其中Li4为独立的四次对称要素。微观要素如21螺旋轴(旋转180°并平移1/2周期)应用于晶体内部结构。
晶体学应用
晶体外形对称由宏观要素决定,遵循轴次限制定律。例如立方体含3L4、4L3、6L2等对称轴。晶体内部结构对称则引入平移相关要素,如螺旋轴(结合旋转与平移)与滑移面(反映加平移)。
对称要素组合生成32种对称型(点群),如L2PC(斜方晶系)含L2轴、对称面及中心。空间群(230种)由点群与平移群组合形成,描述微观对称规律。
组合规律
对称要素组合需满足几何相容性,如两对称面交线必为对称轴。对称面与偶次轴垂直则必存在对称中心。轴次组合定理限定高次轴共存条件,如立方体存在多个四次轴。
螺旋轴按平移量分为11种类型(如31、41等),滑移面按滑移方向分为a/b/c等。对称要素组合规律通过矩阵运算或群论推导,形成晶体分类体系。
参考资料
3.1 晶体的对称.腾讯网.2025-02-17
最新修订时间:2025-11-13 21:05
目录
概述
定义与分类
晶体学应用
参考资料