ക്രിസ്റ്റൽ പ്ലെയിൻ തിരിച്ചറിയുന്നതിനുള്ള മില്ലർ ഇൻഡൈസുകൾ കാൽക്കുലേറ്റർ
ഈ എളുപ്പത്തിൽ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഉപകരണത്തിലൂടെ ക്രിസ്റ്റൽ പ്ലെയിൻ ഇന്റർസെപ്റ്റുകളിൽ നിന്ന് മില്ലർ ഇൻഡൈസുകൾ കാൽക്കുലേറ്റ് ചെയ്യുക. ക്രിസ്റ്റലോഗ്രഫി, മെറ്റീരിയൽസ് സയൻസ്, സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ഫിസിക്സ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി അത്യാവശ്യം.
മില്ലർ ഇൻഡൈസസ് കാൽക്കുലേറ്റർ
ക്രിസ്റ്റൽ പ്ലെയിൻ ഇന്റർസെപ്റ്റുകൾ
ക്രിസ്റ്റൽ പ്ലെയിന്റെ x, y, z അക്ഷങ്ങളുമായി ഇന്റർസെപ്റ്റുകൾ നൽകുക. അക്ഷവുമായി സമാന്തരമായ പ്ലെയിനുകൾക്കായി '0' ഉപയോഗിക്കുക (അനന്തം ഇന്റർസെപ്റ്റ്).
അനന്തത്തിനായി 0 അല്ലെങ്കിൽ ഒരു സംഖ്യ നൽകുക
അനന്തത്തിനായി 0 അല്ലെങ്കിൽ ഒരു സംഖ്യ നൽകുക
അനന്തത്തിനായി 0 അല്ലെങ്കിൽ ഒരു സംഖ്യ നൽകുക
മില്ലർ ഇൻഡൈസസ്
ഈ പ്ലെയിനിന്റെ മില്ലർ ഇൻഡൈസസ്:
ദൃശ്യവൽക്കരണം
മില്ലർ ഇൻഡൈസസ് എന്താണ്?
മില്ലർ ഇൻഡൈസസ് ക്രിസ്റ്റലോഗ്രഫിയിൽ ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റീസുകളിൽ പ്ലെയിനുകൾക്കും ദിശകൾക്കും പ്രത്യേകിച്ച് ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു രേഖാമൂലക സമ്പ്രദായമാണ്.
ഇന്റർസെപ്റ്റുകൾ (a,b,c) നിന്ന് മില്ലർ ഇൻഡൈസസ് (h,k,l) കണക്കാക്കാൻ:
1. ഇന്റർസെപ്റ്റുകളുടെ പരസ്പരവിലകൾ എടുക്കുക: (1/a, 1/b, 1/c) 2. സമാന അനുപാതമുള്ള ഏറ്റവും ചെറിയ പൂർണ്ണസംഖ്യകളിലേക്ക് മാറ്റുക 3. ഒരു പ്ലെയിൻ ഒരു അക്ഷവുമായി സമാന്തരമായാൽ (ഇന്റർസെപ്റ്റ് = അനന്തം), അതിന്റെ അനുബന്ധമായ മില്ലർ ഇൻഡൈസ്സ് 0 ആണ്
- നഗറ്റീവ് ഇൻഡൈസുകൾ സംഖ്യയ്ക്ക് മുകളിലായി ഒരു ബാർ ഉപയോഗിച്ച് സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, (h̄,k,l)
- (hkl) രേഖാമൂലക ഒരു പ്രത്യേക പ്ലെയിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, അതേസമയം {hkl} സമാനമായ പ്ലെയിനുകളുടെ കുടുംബത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു
- ദിശ ഇൻഡൈസുകൾ ചതുരക്കണക്കുകൾ [hkl] ൽ എഴുതുന്നു, ദിശകളുടെ കുടുംബങ്ങൾ <hkl> എന്നിങ്ങനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു
വിവരണം
मिलर इंडिसेस कैलकुलेटर
परिचय
मिलर इंडिसेस कैलकुलेटर क्रिस्टलोग्राफरों, सामग्री वैज्ञानिकों और छात्रों के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है जो क्रिस्टल प्लेन के मिलर इंडिसेस को निर्धारित करने के लिए है। मिलर इंडिसेस एक नोटेशन प्रणाली है जिसका उपयोग क्रिस्टलोग्राफी में क्रिस्टल लट्टिस में प्लेन और दिशाओं को निर्दिष्ट करने के लिए किया जाता है। यह कैलकुलेटर आपको क्रिस्टल प्लेन के समन्वय अक्षों के साथ इंटरसेप्ट्स को आसानी से मिलर इंडिसेस में परिवर्तित करने की अनुमति देता है, जो विशेष क्रिस्टल प्लेन की पहचान और संचार का एक मानकीकृत तरीका प्रदान करता है।
मिलर इंडिसेस क्रिस्टल संरचनाओं और उनकी विशेषताओं को समझने के लिए मौलिक हैं। तीन पूर्णांकों (h,k,l) के सरल सेट के साथ प्लेन का प्रतिनिधित्व करके, मिलर इंडिसेस वैज्ञानिकों को एक्स-रे विवर्तन पैटर्न का विश्लेषण करने, क्रिस्टल विकास व्यवहार की भविष्यवाणी करने, इंटरप्लेनर स्पेसिंग की गणना करने और विभिन्न भौतिक गुणों का अध्ययन करने में सक्षम बनाते हैं जो क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास पर निर्भर करते हैं।
मिलर इंडिसेस क्या हैं?
मिलर इंडिसेस तीन पूर्णांकों (h,k,l) का एक सेट हैं जो क्रिस्टल लट्टिस में समानांतर प्लेन के एक परिवार को परिभाषित करते हैं। ये इंडिसेस उन क्रिस्टल अक्षों के साथ एक प्लेन द्वारा बनाए गए अंशों के व्युत्क्रम से प्राप्त होते हैं। यह नोटेशन विशेष क्रिस्टल संरचना के भीतर विशिष्ट प्लेन की पहचान करने के लिए एक मानकीकृत तरीका प्रदान करता है।
मिलर इंडिसेस का दृश्य प्रतिनिधित्व
मिलर इंडिसेस की गणना के लिए सूत्र
क्रिस्टल प्लेन के मिलर इंडिसेस (h,k,l) की गणना करने के लिए, इन गणितीय चरणों का पालन करें:
- प्लेन के x, y, और z क्रिस्टलोग्राफिक अक्षों के साथ इंटरसेप्ट्स का निर्धारण करें, जो मान a, b, और c देते हैं।
- इन इंटरसेप्ट्स के व्युत्क्रम लें: 1/a, 1/b, 1/c।
- इन व्युत्क्रमों को सबसे छोटे पूर्णांकों के सेट में परिवर्तित करें जो समान अनुपात बनाए रखें।
- परिणामी तीन पूर्णांक मिलर इंडिसेस (h,k,l) हैं।
गणितीय रूप से, इसे इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:
जहाँ:
- (h,k,l) मिलर इंडिसेस हैं
- a, b, c प्लेन के x, y, और z अक्षों के साथ इंटरसेप्ट्स हैं, क्रमशः
विशेष मामले और परंपराएँ
कुछ विशेष मामले और परंपराएँ समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं:
-
अनंत इंटरसेप्ट्स: यदि एक प्लेन किसी अक्ष के समानांतर है, तो उसका इंटरसेप्ट अनंत माना जाता है, और संबंधित मिलर इंडेक्स शून्य हो जाता है।
-
नकारात्मक इंडिसेस: यदि एक प्लेन किसी अक्ष पर मूल बिंदु के नकारात्मक पक्ष पर इंटरसेप्ट करता है, तो संबंधित मिलर इंडेक्स नकारात्मक होता है, जिसे क्रिस्टलोग्राफिक नोटेशन में संख्या के ऊपर एक पट्टी के साथ दर्शाया जाता है, जैसे (h̄kl)।
-
भिन्न इंटरसेप्ट्स: यदि इंटरसेप्ट्स भिन्न हैं, तो उन्हें पूर्णांकों में परिवर्तित किया जाता है, जो सबसे छोटे सामान्य गुणांक से गुणा करके किया जाता है।
-
सरलीकरण: मिलर इंडिसेस को हमेशा सबसे छोटे पूर्णांकों के सेट में घटित किया जाता है जो समान अनुपात बनाए रखते हैं।
कैलकुलेटर का उपयोग करने के लिए चरण-दर-चरण गाइड
हमारा मिलर इंडिसेस कैलकुलेटर किसी भी क्रिस्टल प्लेन के लिए मिलर इंडिसेस निर्धारित करने के लिए एक सरल तरीका प्रदान करता है। इसे उपयोग करने का तरीका यहाँ है:
-
इंटरसेप्ट्स दर्ज करें: उस मान को इनपुट करें जहाँ प्लेन x, y, और z अक्षों के साथ इंटरसेप्ट करता है।
- सकारात्मक संख्या का उपयोग करें जब इंटरसेप्ट मूल बिंदु के सकारात्मक पक्ष पर हो।
- नकारात्मक संख्या का उपयोग करें जब इंटरसेप्ट नकारात्मक पक्ष पर हो।
- अक्ष के समानांतर प्लेन के लिए "0" दर्ज करें (अनंत इंटरसेप्ट)।
-
परिणाम देखें: कैलकुलेटर स्वचालित रूप से निर्दिष्ट प्लेन के लिए मिलर इंडिसेस (h,k,l) की गणना करेगा और प्रदर्शित करेगा।
-
प्लेन का दृश्यांकन करें: कैलकुलेटर में एक 3D दृश्यांकन शामिल है जो आपको क्रिस्टल लट्टिस के भीतर प्लेन की अभिविन्यास को समझने में मदद करता है।
-
परिणाम कॉपी करें: "क्लिपबोर्ड पर कॉपी करें" बटन का उपयोग करके आसानी से गणना किए गए मिलर इंडिसेस को अन्य अनुप्रयोगों में स्थानांतरित करें।
उदाहरण गणना
आइए एक उदाहरण के माध्यम से चलते हैं:
मान लीजिए कि एक प्लेन x, y, और z अक्षों पर 2, 3, और 6 पर इंटरसेप्ट करता है।
- इंटरसेप्ट्स हैं (2, 3, 6)।
- व्युत्क्रम लेना: (1/2, 1/3, 1/6)।
- सबसे छोटे पूर्णांकों के सेट को खोजने के लिए, हर एक को सबसे छोटे सामान्य गुणांक (LCM) से गुणा करें (2, 3, 6 का LCM = 6): (1/2 × 6, 1/3 × 6, 1/6 × 6) = (3, 2, 1)।
- इसलिए, मिलर इंडिसेस हैं (3,2,1)।
मिलर इंडिसेस के उपयोग के मामले
मिलर इंडिसेस विभिन्न वैज्ञानिक और इंजीनियरिंग क्षेत्रों में कई अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं:
क्रिस्टलोग्राफी और एक्स-रे विवर्तन
मिलर इंडिसेस एक्स-रे विवर्तन पैटर्न की व्याख्या के लिए आवश्यक हैं। क्रिस्टल प्लेन के बीच की दूरी, जो उनके मिलर इंडिसेस द्वारा पहचानी जाती है, यह निर्धारित करती है कि एक्स-रे किस कोण पर विवर्तित होते हैं, ब्रैग के नियम का पालन करते हुए:
जहाँ:
- एक पूर्णांक है
- एक्स-रे की तरंगदैर्ध्य है
- मिलर इंडिसेस (h,k,l) वाले प्लेन के बीच की दूरी है
- घटना का कोण है
सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग
-
सतह ऊर्जा विश्लेषण: विभिन्न क्रिस्टलोग्राफिक प्लेन की सतह ऊर्जा भिन्न होती है, जो क्रिस्टल विकास, उत्प्रेरकता, और चिपकने के गुणों को प्रभावित करती है।
-
यांत्रिक गुण: क्रिस्टल प्लेन की अभिविन्यास यांत्रिक गुणों जैसे कि स्लिप सिस्टम, क्लेवेज प्लेन, और फ्रैक्चर व्यवहार को प्रभावित करती है।
-
सेमीकंडक्टर निर्माण: सेमीकंडक्टर निर्माण में, विशिष्ट क्रिस्टल प्लेन को एपिटैक्सियल विकास और उपकरण निर्माण के लिए चुना जाता है, जो उनके इलेक्ट्रॉनिक गुणों के कारण होता है।
-
संरचना विश्लेषण: मिलर इंडिसेस बहु-क्रिस्टलीय सामग्रियों में पसंदीदा अभिविन्यास (संरचना) की विशेषता बताने में मदद करते हैं, जो उनके भौतिक गुणों को प्रभावित करते हैं।
खनिज विज्ञान और भूविज्ञान
भूविज्ञानी मिलर इंडिसेस का उपयोग खनिजों में क्रिस्टल चेहरे और क्लेवेज प्लेन का वर्णन करने के लिए करते हैं, जिससे पहचान और निर्माण स्थितियों को समझने में मदद मिलती है।
शैक्षिक अनुप्रयोग
मिलर इंडिसेस सामग्री विज्ञान, क्रिस्टलोग्राफी, और ठोस-राज्य भौतिकी पाठ्यक्रमों में सिखाए जाने वाले मौलिक सिद्धांत हैं, जिससे यह कैलकुलेटर एक मूल्यवान शैक्षिक उपकरण बनता है।
मिलर इंडिसेस के विकल्प
हालांकि मिलर इंडिसेस क्रिस्टल प्लेन के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली नोटेशन हैं, कई वैकल्पिक प्रणालियाँ मौजूद हैं:
-
मिलर-ब्राविस इंडिसेस: एक चार-इंडेक्स नोटेशन (h,k,i,l) जो हेक्सागोनल क्रिस्टल सिस्टम के लिए उपयोग किया जाता है, जहाँ i = -(h+k)। यह नोटेशन हेक्सागोनल संरचनाओं की समरूपता को बेहतर ढंग से दर्शाता है।
-
वेबर प्रतीक: जो मुख्य रूप से पुराने साहित्य में उपयोग किए जाते हैं, विशेष रूप से घन क्रिस्टलों में दिशाओं का वर्णन करने के लिए।
-
प्रत्यक्ष लट्टिस वेक्टर: कुछ मामलों में, प्लेन को मिलर इंडिसेस के बजाय प्रत्यक्ष लट्टिस वेक्टर का उपयोग करके वर्णित किया जाता है।
-
विकॉफ स्थान: क्रिस्टल संरचनाओं के भीतर परमाणु स्थानों का वर्णन करने के लिए उपयोग किया जाता है, न कि प्लेन के लिए।
इन विकल्पों के बावजूद, मिलर इंडिसेस उनकी सरलता और सभी क्रिस्टल सिस्टम में सार्वभौमिक अनुप्रयोग के कारण मानक नोटेशन बने रहते हैं।
मिलर इंडिसेस का इतिहास
मिलर इंडिसेस प्रणाली का विकास ब्रिटिश खनिज विज्ञानी और क्रिस्टलोग्राफर विलियम हैलोव्स मिलर द्वारा 1839 में किया गया था, जो उनके ग्रंथ "क्रिस्टलोग्राफी पर एक ग्रंथ" में प्रकाशित हुआ था। मिलर का नोटेशन पहले के कामों पर आधारित था, जिसमें ऑगस्ट ब्राविस और अन्य शामिल थे, लेकिन यह एक अधिक सुरुचिपूर्ण और गणितीय रूप से संगत दृष्टिकोण प्रदान करता था।
मिलर की प्रणाली से पहले, क्रिस्टल चेहरे का वर्णन करने के लिए विभिन्न नोटेशन का उपयोग किया जाता था, जिसमें वीस पैरामीटर और नॉमन प्रतीक शामिल थे। मिलर का नवाचार यह था कि उसने इंटरसेप्ट्स के व्युत्क्रमों का उपयोग किया, जिसने कई क्रिस्टलोग्राफिक गणनाओं को सरल बनाया और समानांतर प्लेन के प्रतिनिधित्व को अधिक सहज बना दिया।
मिलर इंडिसेस को एक्स-रे विवर्तन की खोज के साथ तेजी से अपनाया गया, जो मैक्स वॉन लौ के द्वारा 1912 में की गई थी और इसके बाद विलियम लॉरेंस ब्रैग और विलियम हेनरी ब्रैग के काम ने इसे आगे बढ़ाया। उनके शोध ने यह दर्शाया कि मिलर इंडिसेस विवर्तन पैटर्न की व्याख्या और क्रिस्टल संरचनाओं का निर्धारण करने में व्यावहारिक उपयोगिता रखते हैं।
20वीं सदी के दौरान, जैसे-जैसे क्रिस्टलोग्राफी सामग्री विज्ञान, ठोस-राज्य भौतिकी, और जैव रसायन में महत्वपूर्ण होती गई, मिलर इंडिसेस एक मानक नोटेशन के रूप में दृढ़ता से स्थापित हो गए। आज, वे आधुनिक सामग्री विशेषता तकनीकों, संगणनात्मक क्रिस्टलोग्राफी, और नैनो सामग्री डिजाइन में आवश्यक बने हुए हैं।
मिलर इंडिसेस की गणना के लिए कोड उदाहरण
1import math
2import numpy as np
3
4def calculate_miller_indices(intercepts):
5 """
6 Calculate Miller indices from intercepts
7
8 Args:
9 intercepts: List of three intercepts [a, b, c]
10
11 Returns:
12 List of three Miller indices [h, k, l]
13 """
14 # Handle infinity intercepts (parallel to axis)
15 reciprocals = []
16 for intercept in intercepts:
17 if intercept == 0 or math.isinf(intercept):
18 reciprocals.append(0)
19 else:
20 reciprocals.append(1 / intercept)
21
22 # Find non-zero values for GCD calculation
23 non_zero = [r for r in reciprocals if r != 0]
24
25 if not non_zero:
26 return [0, 0, 0]
27
28 # Scale to reasonable integers (avoiding floating point issues)
29 scale = 1000
30 scaled = [round(r * scale) for r in non_zero]
31
32 # Find GCD
33 gcd_value = np.gcd.reduce(scaled)
34
35 # Convert back to smallest integers
36 miller_indices = []
37 for r in reciprocals:
38 if r == 0:
39 miller_indices.append(0)
40 else:
41 miller_indices.append(round((r * scale) / gcd_value))
42
43 return miller_indices
44
45# Example usage
46intercepts = [2, 3, 6]
47indices = calculate_miller_indices(intercepts)
48print(f"Miller indices for intercepts {intercepts}: {indices}") # Output: [3, 2, 1]
49
1function gcd(a, b) {
2 a = Math.abs(a);
3 b = Math.abs(b);
4
5 while (b !== 0) {
6 const temp = b;
7 b = a % b;
8 a = temp;
9 }
10
11 return a;
12}
13
14function gcdMultiple(numbers) {
15 return numbers.reduce((result, num) => gcd(result, num), numbers[0]);
16}
17
18function calculateMillerIndices(intercepts) {
19 // Handle infinity intercepts
20 const reciprocals = intercepts.map(intercept => {
21 if (intercept === 0 || !isFinite(intercept)) {
22 return 0;
23 }
24 return 1 / intercept;
25 });
26
27 // Find non-zero values for GCD calculation
28 const nonZeroReciprocals = reciprocals.filter(val => val !== 0);
29
30 if (nonZeroReciprocals.length === 0) {
31 return [0, 0, 0];
32 }
33
34 // Scale to integers to avoid floating point issues
35 const scale = 1000;
36 const scaled = nonZeroReciprocals.map(val => Math.round(val * scale));
37
38 // Find GCD
39 const divisor = gcdMultiple(scaled);
40
41 // Convert to smallest integers
42 const millerIndices = reciprocals.map(val =>
43 val === 0 ? 0 : Math.round((val * scale) / divisor)
44 );
45
46 return millerIndices;
47}
48
49// Example
50const intercepts = [2, 3, 6];
51const indices = calculateMillerIndices(intercepts);
52console.log(`Miller indices for intercepts ${intercepts}: (${indices.join(',')})`);
53// Output: Miller indices for intercepts 2,3,6: (3,2,1)
54
1import java.util.Arrays;
2
3public class MillerIndicesCalculator {
4
5 public static int gcd(int a, int b) {
6 a = Math.abs(a);
7 b = Math.abs(b);
8
9 while (b != 0) {
10 int temp = b;
11 b = a % b;
12 a = temp;
13 }
14
15 return a;
16 }
17
18 public static int gcdMultiple(int[] numbers) {
19 int result = numbers[0];
20 for (int i = 1; i < numbers.length; i++) {
21 result = gcd(result, numbers[i]);
22 }
23 return result;
24 }
25
26 public static int[] calculateMillerIndices(double[] intercepts) {
27 double[] reciprocals = new double[intercepts.length];
28
29 // Calculate reciprocals
30 for (int i = 0; i < intercepts.length; i++) {
31 if (intercepts[i] == 0 || Double.isInfinite(intercepts[i])) {
32 reciprocals[i] = 0;
33 } else {
34 reciprocals[i] = 1 / intercepts[i];
35 }
36 }
37
38 // Count non-zero values
39 int nonZeroCount = 0;
40 for (double r : reciprocals) {
41 if (r != 0) nonZeroCount++;
42 }
43
44 if (nonZeroCount == 0) {
45 return new int[]{0, 0, 0};
46 }
47
48 // Scale to integers
49 int scale = 1000;
50 int[] scaled = new int[nonZeroCount];
51 int index = 0;
52
53 for (double r : reciprocals) {
54 if (r != 0) {
55 scaled[index++] = (int) Math.round(r * scale);
56 }
57 }
58
59 // Find GCD
60 int divisor = gcdMultiple(scaled);
61
62 // Convert to smallest integers
63 int[] millerIndices = new int[reciprocals.length];
64 for (int i = 0; i < reciprocals.length; i++) {
65 if (reciprocals[i] == 0) {
66 millerIndices[i] = 0;
67 } else {
68 millerIndices[i] = (int) Math.round((reciprocals[i] * scale) / divisor);
69 }
70 }
71
72 return millerIndices;
73 }
74
75 public static void main(String[] args) {
76 double[] intercepts = {2, 3, 6};
77 int[] indices = calculateMillerIndices(intercepts);
78
79 System.out.println("Miller indices for intercepts " +
80 Arrays.toString(intercepts) + ": " +
81 Arrays.toString(indices));
82 // Output: Miller indices for intercepts [2.0, 3.0, 6.0]: [3, 2, 1]
83 }
84}
85
1' Excel VBA Function for Miller Indices Calculation
2Function CalculateMillerIndices(x As Double, y As Double, z As Double) As String
3 Dim recipX As Double, recipY As Double, recipZ As Double
4 Dim nonZeroCount As Integer, i As Integer
5 Dim scale As Long, gcdVal As Long
6 Dim scaledVals() As Long
7 Dim millerH As Long, millerK As Long, millerL As Long
8
9 ' Calculate reciprocals
10 If x = 0 Then
11 recipX = 0
12 Else
13 recipX = 1 / x
14 End If
15
16 If y = 0 Then
17 recipY = 0
18 Else
19 recipY = 1 / y
20 End If
21
22 If z = 0 Then
23 recipZ = 0
24 Else
25 recipZ = 1 / z
26 End If
27
28 ' Count non-zero values
29 nonZeroCount = 0
30 If recipX <> 0 Then nonZeroCount = nonZeroCount + 1
31 If recipY <> 0 Then nonZeroCount = nonZeroCount + 1
32 If recipZ <> 0 Then nonZeroCount = nonZeroCount + 1
33
34 If nonZeroCount = 0 Then
35 CalculateMillerIndices = "(0,0,0)"
36 Exit Function
37 End If
38
39 ' Scale to integers
40 scale = 1000
41 ReDim scaledVals(1 To nonZeroCount)
42 i = 1
43
44 If recipX <> 0 Then
45 scaledVals(i) = Round(recipX * scale)
46 i = i + 1
47 End If
48
49 If recipY <> 0 Then
50 scaledVals(i) = Round(recipY * scale)
51 i = i + 1
52 End If
53
54 If recipZ <> 0 Then
55 scaledVals(i) = Round(recipZ * scale)
56 End If
57
58 ' Find GCD
59 gcdVal = scaledVals(1)
60 For i = 2 To nonZeroCount
61 gcdVal = GCD(gcdVal, scaledVals(i))
62 Next i
63
64 ' Calculate Miller indices
65 If recipX = 0 Then
66 millerH = 0
67 Else
68 millerH = Round((recipX * scale) / gcdVal)
69 End If
70
71 If recipY = 0 Then
72 millerK = 0
73 Else
74 millerK = Round((recipY * scale) / gcdVal)
75 End If
76
77 If recipZ = 0 Then
78 millerL = 0
79 Else
80 millerL = Round((recipZ * scale) / gcdVal)
81 End If
82
83 CalculateMillerIndices = "(" & millerH & "," & millerK & "," & millerL & ")"
84End Function
85
86Function GCD(a As Long, b As Long) As Long
87 Dim temp As Long
88
89 a = Abs(a)
90 b = Abs(b)
91
92 Do While b <> 0
93 temp = b
94 b = a Mod b
95 a = temp
96 Loop
97
98 GCD = a
99End Function
100
101' Usage in Excel:
102' =CalculateMillerIndices(2, 3, 6)
103' Result: (3,2,1)
104
1#include <iostream>
2#include <vector>
3#include <cmath>
4#include <numeric>
5#include <algorithm>
6
7// Calculate GCD of two numbers
8int gcd(int a, int b) {
9 a = std::abs(a);
10 b = std::abs(b);
11
12 while (b != 0) {
13 int temp = b;
14 b = a % b;
15 a = temp;
16 }
17
18 return a;
19}
20
21// Calculate GCD of multiple numbers
22int gcdMultiple(const std::vector<int>& numbers) {
23 int result = numbers[0];
24 for (size_t i = 1; i < numbers.size(); ++i) {
25 result = gcd(result, numbers[i]);
26 }
27 return result;
28}
29
30// Calculate Miller indices from intercepts
31std::vector<int> calculateMillerIndices(const std::vector<double>& intercepts) {
32 std::vector<double> reciprocals;
33
34 // Calculate reciprocals
35 for (double intercept : intercepts) {
36 if (intercept == 0 || std::isinf(intercept)) {
37 reciprocals.push_back(0);
38 } else {
39 reciprocals.push_back(1.0 / intercept);
40 }
41 }
42
43 // Find non-zero values
44 std::vector<double> nonZeroReciprocals;
45 for (double r : reciprocals) {
46 if (r != 0) {
47 nonZeroReciprocals.push_back(r);
48 }
49 }
50
51 if (nonZeroReciprocals.empty()) {
52 return {0, 0, 0};
53 }
54
55 // Scale to integers
56 const int scale = 1000;
57 std::vector<int> scaled;
58 for (double r : nonZeroReciprocals) {
59 scaled.push_back(std::round(r * scale));
60 }
61
62 // Find GCD
63 int divisor = gcdMultiple(scaled);
64
65 // Convert to smallest integers
66 std::vector<int> millerIndices;
67 for (double r : reciprocals) {
68 if (r == 0) {
69 millerIndices.push_back(0);
70 } else {
71 millerIndices.push_back(std::round((r * scale) / divisor));
72 }
73 }
74
75 return millerIndices;
76}
77
78int main() {
79 std::vector<double> intercepts = {2, 3, 6};
80 std::vector<int> indices = calculateMillerIndices(intercepts);
81
82 std::cout << "Miller indices for intercepts [";
83 for (size_t i = 0; i < intercepts.size(); ++i) {
84 std::cout << intercepts[i];
85 if (i < intercepts.size() - 1) std::cout << ", ";
86 }
87 std::cout << "]: (";
88
89 for (size_t i = 0; i < indices.size(); ++i) {
90 std::cout << indices[i];
91 if (i < indices.size() - 1) std::cout << ",";
92 }
93 std::cout << ")" << std::endl;
94
95 // Output: Miller indices for intercepts [2, 3, 6]: (3,2,1)
96
97 return 0;
98}
99
संख्यात्मक उदाहरण
यहाँ कुछ सामान्य उदाहरण हैं जो मिलर इंडिसेस की गणना करते हैं:
-
उदाहरण 1: मानक मामला
- इंटरसेप्ट्स: (2, 3, 6)
- व्युत्क्रम: (1/2, 1/3, 1/6)
- हर एक को सबसे छोटे सामान्य गुणांक (6) से गुणा करें: (3, 2, 1)
- मिलर इंडिसेस: (3,2,1)
-
उदाहरण 2: एक अक्ष के समानांतर प्लेन
- इंटरसेप्ट्स: (1, ∞, 2)
- व्युत्क्रम: (1, 0, 1/2)
- 2 से गुणा करें: (2, 0, 1)
- मिलर इंडिसेस: (2,0,1)
-
उदाहरण 3: नकारात्मक इंटरसेप्ट्स
- इंटरसेप्ट्स: (-1, 2, 3)
- व्युत्क्रम: (-1, 1/2, 1/3)
- 6 से गुणा करें: (-6, 3, 2)
- मिलर इंडिसेस: (-6,3,2)
-
उदाहरण 4: भिन्न इंटरसेप्ट्स
- इंटरसेप्ट्स: (1/2, 1/3, 1/4)
- व्युत्क्रम: (2, 3, 4)
- पहले से ही पूर्णांक रूप में
- मिलर इंडिसेस: (2,3,4)
-
उदाहरण 5: विशेष प्लेन (100)
- इंटरसेप्ट्स: (1, ∞, ∞)
- व्युत्क्रम: (1, 0, 0)
- मिलर इंडिसेस: (1,0,0)
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
मिलर इंडिसेस का उपयोग किस लिए किया जाता है?
मिलर इंडिसेस का उपयोग क्रिस्टल लट्टिस में प्लेन और दिशाओं की पहचान और वर्णन के लिए किया जाता है। वे एक मानकीकृत नोटेशन प्रदान करते हैं जो क्रिस्टलोग्राफरों, सामग्री वैज्ञानिकों, और इंजीनियरों को विशिष्ट क्रिस्टल अभिविन्यास के बारे में संवाद करने में मदद करता है। मिलर इंडिसेस एक्स-रे विवर्तन पैटर्न का विश्लेषण करने, क्रिस्टल विकास की भविष्यवाणी करने, इंटरप्लेनर स्पेसिंग की गणना करने, और विभिन्न भौतिक गुणों का अध्ययन करने के लिए आवश्यक हैं जो क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास पर निर्भर करते हैं।
मुझे एक प्लेन को कैसे संभालना चाहिए जो एक अक्ष के समानांतर है?
जब एक प्लेन किसी अक्ष के समानांतर होता है, तो यह उस अक्ष के साथ कभी इंटरसेप्ट नहीं करता है, इसलिए इंटरसेप्ट अनंत माना जाता है। मिलर इंडिसेस नोटेशन में, अनंत का व्युत्क्रम शून्य होता है, इसलिए संबंधित मिलर इंडेक्स शून्य हो जाता है। उदाहरण के लिए, y-अक्ष के समानांतर एक प्लेन का इंटरसेप्ट (a, ∞, c) होगा और मिलर इंडिसेस (h,0,l) होगा।
नकारात्मक मिलर इंडिसेस का क्या अर्थ है?
नकारात्मक मिलर इंडिसेस का अर्थ है कि प्लेन मूल बिंदु के नकारात्मक पक्ष पर संबंधित अक्ष पर इंटरसेप्ट करता है। क्रिस्टलोग्राफिक नोटेशन में, नकारात्मक इंडिसेस को संख्या के ऊपर एक पट्टी के साथ दर्शाया जाता है, जैसे (h̄kl)। नकारात्मक इंडिसेस उन प्लेन का प्रतिनिधित्व करते हैं जो उनके सकारात्मक समकक्षों के समान भौतिक गुण रखते हैं लेकिन उनकी अभिविन्यास भिन्न होती है।
मिलर इंडिसेस क्रिस्टल संरचना से कैसे संबंधित हैं?
मिलर इंडिसेस सीधे क्रिस्टल संरचना में परमाणु व्यवस्था से संबंधित हैं। विशेष मिलर इंडिसेस (dhkl) वाले प्लेन के बीच की दूरी क्रिस्टल प्रणाली और लट्टिस पैरामीटर पर निर्भर करती है। एक्स-रे विवर्तन में, ये प्लेन परावर्तक प्लेन के रूप में कार्य करते हैं जो ब्रैग के नियम के अनुसार विवर्तन पैटर्न का उत्पादन करते हैं, जो क्रिस्टल संरचना का खुलासा करते हैं।
मिलर इंडिसेस और मिलर-ब्राविस इंडिसेस में क्या अंतर है?
मिलर इंडिसेस तीन पूर्णांकों (h,k,l) का उपयोग करते हैं और अधिकांश क्रिस्टल सिस्टम के लिए उपयुक्त होते हैं। मिलर-ब्राविस इंडिसेस चार पूर्णांकों (h,k,i,l) का उपयोग करते हैं और विशेष रूप से हेक्सागोनल क्रिस्टल सिस्टम के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। चौथा इंडेक्स, i, अनावश्यक है (i = -(h+k)) लेकिन हेक्सागोनल प्रणाली की समरूपता बनाए रखने में मदद करता है और समकक्ष प्लेन को अधिक आसानी से पहचानने योग्य बनाता है।
मैं दो क्रिस्टल प्लेन के बीच के कोण की गणना कैसे करूं?
मिलर इंडिसेस (h₁,k₁,l₁) और (h₂,k₂,l₂) वाले दो प्लेन के बीच का कोण θ एक घन क्रिस्टल प्रणाली में इस प्रकार गणना किया जा सकता है:
गैर-घन प्रणालियों के लिए, गणना अधिक जटिल होती है और क्रिस्टल प्रणाली के मीट्रिक टेन्सर को शामिल करती है।
क्या मिलर इंडिसेस भिन्न हो सकते हैं?
नहीं, परंपरा के अनुसार, मिलर इंडिसेस हमेशा पूर्णांक होते हैं। यदि गणना प्रारंभ में भिन्न देती है, तो उन्हें सबसे छोटे पूर्णांकों के सेट में परिवर्तित किया जाता है जो समान अनुपात बनाए रखें। यह सभी मानों को हर एक के हर एक के सबसे छोटे सामान्य गुणांक से गुणा करके किया जाता है।
मैं प्रयोगात्मक रूप से एक क्रिस्टल चेहरे के मिलर इंडिसेस कैसे निर्धारित करूं?
क्रिस्टल चेहरे के मिलर इंडिसेस को एक्स-रे विवर्तन, इलेक्ट्रॉन विवर्तन, या ऑप्टिकल गोनियोमेट्री का उपयोग करके प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जा सकता है। एक्स-रे विवर्तन में, विवर्तन होने वाले कोण क्रिस्टल प्लेन के बीच की d-स्थान के साथ जुड़े होते हैं, जो ब्रैग के नियम के अनुसार, संबंधित मिलर इंडिसेस की पहचान करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
सामान्य क्रिस्टल प्लेन के मिलर इंडिसेस क्या हैं?
कुछ सामान्य क्रिस्टल प्लेन और उनके मिलर इंडिसेस में शामिल हैं:
- (100), (010), (001): प्राथमिक घन चेहरे
- (110), (101), (011): घन प्रणालियों में विकर्ण चेहरे
- (111): घन प्रणालियों में ऑक्टाहेड्रल चेहरा
- (112): बॉडी-सेंटरड घन धातुओं में सामान्य स्लिप प्लेन
संदर्भ
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