เครื่องคำนวณดัชนีมิลเลอร์สำหรับการระบุระนาบผลึก
คำนวณดัชนีมิลเลอร์จากการตัดขวางของระนาบผลึกด้วยเครื่องมือง่ายๆ นี้ สำคัญสำหรับคริสตัลโลยี, วิทยาศาสตร์วัสดุ, และฟิสิกส์สถานะของแข็ง
เครื่องคำนวณ Miller Indices
การตัดของผลึก
กรอกค่าการตัดของผลึกกับแกน x, y และ z ใช้ '0' สำหรับระนาบที่ขนานกับแกน (การตัดที่ไม่มีที่สิ้นสุด)
กรอกหมายเลขหรือ 0 สำหรับที่ไม่มีที่สิ้นสุด
กรอกหมายเลขหรือ 0 สำหรับที่ไม่มีที่สิ้นสุด
กรอกหมายเลขหรือ 0 สำหรับที่ไม่มีที่สิ้นสุด
Miller Indices
Miller indices สำหรับระนาบนี้คือ:
การแสดงผล
Miller Indices คืออะไร?
Miller indices เป็นระบบการเขียนที่ใช้ในคริสตัลโลยีเพื่อระบุระนาบและทิศทางในตารางผลึก
ในการคำนวณ Miller indices (h,k,l) จากการตัด (a,b,c):
1. นำค่ากลับของการตัด: (1/a, 1/b, 1/c) 2. แปลงเป็นชุดของจำนวนเต็มที่เล็กที่สุดที่มีอัตราส่วนเดียวกัน 3. หากระนาบขนานกับแกน (การตัด = ไม่มีที่สิ้นสุด) ดัชนี Miller ที่เกี่ยวข้องจะเป็น 0
- ดัชนีเชิงลบจะแสดงด้วยบาร์เหนือหมายเลข เช่น (h̄,k,l)
- การเขียน (hkl) แสดงถึงระนาบเฉพาะ ในขณะที่ {hkl} แสดงถึงกลุ่มของระนาบที่เท่ากัน
- ดัชนีทิศทางเขียนในวงเล็บสี่เหลี่ยม [hkl] และกลุ่มของทิศทางจะถูกกำหนดโดย <hkl>
เอกสารประกอบการใช้งาน
मिलर इंडिसेस कैलकुलेटर
परिचय
मिलर इंडिसेस कैलकुलेटर क्रिस्टलोग्राफरों, सामग्री वैज्ञानिकों और छात्रों के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है जो क्रिस्टल प्लेन्स के मिलर इंडिसेस निर्धारित करने में मदद करता है। मिलर इंडिसेस एक नोटेशन प्रणाली है जिसका उपयोग क्रिस्टलोग्राफी में क्रिस्टल लैटिस में प्लेन्स और दिशाओं को निर्दिष्ट करने के लिए किया जाता है। यह कैलकुलेटर आपको क्रिस्टल प्लेन के समन्वय अक्षों के साथ इंटरसेप्ट को मिलर इंडिसेस में परिवर्तित करने की सुविधा देता है, जो विशिष्ट क्रिस्टल प्लेन्स 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 माध्यम से प्लेन्स का प्रतिनिधित्व करते हुए, मिलर इंडिसेस वैज्ञानिकों को एक्स-रे विवर्तन पैटर्न का विश्लेषण करने, क्रिस्टल वृद्धि व्यवहार की भविष्यवाणी करने, इंटरप्लानर 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 लैटिस में समानांतर प्लेन्स के एक परिवार को परिभाषित करते हैं। ये इंडिसेस उस प्लेन के क्रिस्टलोग्राफिक अक्षों के साथ किए गए अंशांकित इंटरसेप्ट के व्युत्क्रमानुपातों से व्युत्पन्न होते हैं। यह नोटेशन क्रिस्टल संरचना के भीतर विशिष्ट प्लेन्स 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, निम्नलिखित गणितीय चरणों का पालन करें:
- प्लेन के x, y, और z क्रिस्टलोग्राफिक अक्षों के साथ इंटरसेप्ट का निर्धारण करें, जो मान a, b, और c देते हैं।
- इन इंटरसेप्ट का व्युत्क्रम लें: 1/a, 1/b, 1/c।
- इन व्युत्क्रमों को सबसे छोटे पूर्णांकों के सेट में परिवर्तित करें जो समान अनुपात बनाए रखते हैं।
- परिणामी तीन पूर्णांक मिलर इंडिसेस (h,k,l) हैं।
गणितीय रूप से, इसे इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:
जहां:
- (h,k,l) मिलर इंडिसेस हैं
- a, b, c प्लेन के x, y, और z अक्षों के साथ इंटरसेप्ट हैं, क्रमशः
विशेष मामले और नियम
कुछ विशेष मामले और नियम समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं:
-
अनंत इंटरसेप्ट: 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 मूल के नकारात्मक पक्ष पर किसी अक्ष को इंटरसेप्ट करता है, तो संबंधित मिलर इंडेक्स नकारात्मक होता है, जिसे क्रिस्टलोग्राफिक नोटेशन में संख्या के ऊपर एक बार के साथ दर्शाया जाता है, जैसे (h̄kl)।
-
भिन्न इंटरसेप्ट: यदि इंटरसेप्ट भिन्न हैं, तो उन्हें पूर्णांकों में परिवर्तित करने के लिए सबसे छोटे सामान्य गुणांक से गुणा 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 सीधा तरीका प्रदान करता है। इसका उपयोग कैसे करें:
-
इंटरसेप्ट दर्ज करें: उन मानों को इनपुट करें जहां प्लेन x, y, और z अक्षों के साथ इंटरसेप्ट करता है।
- सकारात्मक संख्या का उपयोग करें यदि इंटरसेप्ट मूल के सकारात्मक पक्ष पर हैं।
- नकारात्मक संख्या का उपयोग करें यदि इंटरसेप्ट नकारात्मक पक्ष पर हैं।
- अक्ष के समानांतर प्लेनों 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 दृश्य देखें: कैलकुलेटर में एक 3D दृश्य शामिल है जो आपको क्रिस्टल लैटिस के भीतर प्लेन की स्थिति 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 एक प्लेन x, y, और z अक्षों पर क्रमशः 2, 3, और 6 पर इंटरसेप्ट करता है।
- इंटरसेप्ट हैं (2, 3, 6)।
- व्युत्क्रम लेना: (1/2, 1/3, 1/6)।
- समान अनुपात के साथ सबसे छोटे पूर्णांकों के सेट को खोजने के लिए, हर एक को सबसे छोटे सामान्य गुणांक (2, 3, 6 का LCM = 6) से गुणा करें: (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 के कई अनुप्रयोग हैं जो विभिन्न वैज्ञानिक और इंजीनियरिंग क्षेत्रों में हैं:
क्रिस्टलोग्राफी और एक्स-रे विवर्तन
मिलर इंडिसेस एक्स-रे विवर्तन पैटर्न की व्याख्या करने के लिए आवश्यक हैं। क्रिस्टल प्लेन्स 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:
जहां:
- एक पूर्णांक है
- एक्स-रे की तरंग दैर्ध्य है
- उन प्लेन्स के बीच की दूरी है जिनके मिलर इंडिसेस (h,k,l) हैं
- वह कोण है जिस पर एक्स-रे आते हैं
सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग
-
सतह ऊर्जा विश्लेषण: विभिन्न क्रिस्टलोग्राफिक प्लेन्स की सतह ऊर्जा विभिन्न होती है, जो क्रिस्टल वृद्धि, उत्प्रेरकता और आसंजन जैसी विशेषताओं को प्रभावित करती है।
-
यांत्रिक गुण: क्रिस्टल प्लेन्स की स्थिति यांत्रिक गुणों जैसे स्लिप सिस्टम, क्लेवेज प्लेन्स, और फ्रैक्चर व्यवहार को प्रभावित करती है।
-
सेमीकंडक्टर निर्माण: सेमीकंडक्टर निर्माण में, विशेष क्रिस्टल प्लेन्स का चयन एपिटैक्सियल वृद्धि और उपकरण निर्माण के लिए किया जाता है क्योंकि उनके इलेक्ट्रॉनिक गुण होते हैं।
-
टेक्सचर विश्लेषण: मिलर इंडिसेस बहु-क्रिस्टलीय सामग्रियों में पसंदीदा अभिविन्यास (टेक्सचर) 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 प्लेन्स का वर्णन करने के लिए करते हैं, जो पहचान और निर्माण की स्थितियों को समझने में मदद करता है।
शैक्षिक अनुप्रयोग
मिलर इंडिसेस सामग्री विज्ञान, क्रिस्टलोग्राफी, और ठोस-राज्य भौतिकी पाठ्यक्रमों में सिखाए जाने वाले मौलिक अवधारणाएँ हैं, जिससे यह कैलकुलेटर एक मूल्यवान शैक्षिक उपकरण बनता है।
मिलर इंडिसेस के विकल्प
हालांकि मिलर इंडिसेस क्रिस्टल प्लेन्स के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली नोटेशन है, कुछ वैकल्पिक प्रणालियाँ भी हैं:
-
मिलर-बरवाइस इंडिसेस: एक चार-सूत्रीय नोटेशन (h,k,i,l) जो हेक्सागोनल क्रिस्टल सिस्टम के लिए उपयोग किया जाता है, जहां i = -(h+k)। यह नोटेशन हेक्सागोनल संरचनाओं की समरूपता को बेहतर ढंग से दर्शाता है।
-
वेबर प्रतीक: मुख्य रूप से पुराने साहित्य में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से घन क्रिस्टल में दिशाओं का वर्णन करने के लिए।
-
प्रत्यक्ष लैटिस वेक्टर: कुछ मामलों में, प्लेन्स को मिलर इंडिसेस के बजाय प्रत्यक्ष लैटिस वेक्टर का उपयोग करके वर्णित किया जाता है।
-
वायकोफ स्थान: क्रिस्टल संरचनाओं के भीतर परमाणु स्थानों का वर्णन करने के लिए, प्लेन्स के बजाय।
इन विकल्पों के बावजूद, मिलर इंडिसेस अपनी 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 खनिजज्ञ और क्रिस्टलोग्राफर विलियम हैलोव्स मिलर द्वारा 1839 में किया गया था, जिसे उनके ग्रंथ "क्रिस्टलोग्राफी पर एक ग्रंथ" में प्रकाशित किया गया था। मिलर की नोटेशन ने अगस्त ब्रेवाइस और अन्य के द्वारा किए गए पूर्व कार्य पर आधारित था, लेकिन कई क्रिस्टलोग्राफिक गणनाओं को सरल बनाने और एक अधिक सहज प्रतिनिधित्व प्रदान करने के लिए एक अधिक सुरुचिपूर्ण और गणितीय रूप से सुसंगत दृष्टिकोण प्रदान किया।
मिलर की प्रणाली के विकास के पहले, क्रिस्टल चेहरे का वर्णन करने के लिए विभिन्न नोटेशन का उपयोग किया जाता था, जिसमें वाइस पैरामीटर और नॉमन प्रतीक शामिल थे। मिलर का नवाचार यह था कि उसने इंटरसेप्ट के व्युत्क्रमों का उपयोग किया, जिसने कई क्रिस्टलोग्राफिक गणनाओं को सरल बना दिया और समानांतर प्लेन्स का अधिक सहज प्रतिनिधित्व प्रदान किया।
मिलर इंडिसेस को एक्स-रे विवर्तन के मैक्स वॉन लाउ द्वारा 1912 में खोज के साथ अपनाने में तेजी आई और विलियम लॉरेंस ब्रैग और विलियम हेनरी ब्रैग के बाद के कार्य ने यह प्रदर्शित किया कि मिलर इंडिसेस विवर्तन पैटर्न की व्याख्या करने 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 स्थापित हो गए। आज, वे आधुनिक सामग्री विशेषता तकनीकों, गणनात्मक 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 मिलर इंडिसेस की गणना के:
-
उदाहरण 1: मानक मामला
- इंटरसेप्ट: (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: अक्ष के समानांतर प्लेन
- इंटरसेप्ट: (1, ∞, 2)
- व्युत्क्रम: (1, 0, 1/2)
- 2 से गुणा करें: (2, 0, 1)
- मिलर इंडिसेस: (2,0,1)
-
उदाहरण 3: नकारात्मक इंटरसेप्ट
- इंटरसेप्ट: (-1, 2, 3)
- व्युत्क्रम: (-1, 1/2, 1/3)
- 6 से गुणा करें: (-6, 3, 2)
- मिलर इंडिसेस: (-6,3,2)
-
उदाहरण 4: भिन्न इंटरसेप्ट
- इंटरसेप्ट: (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)
- इंटरसेप्ट: (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 लैटिस में प्लेन्स 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 वृद्धि की भविष्यवाणी करने, इंटरप्लानर स्पेसिंग की गणना करने, और विभिन्न भौतिक गुणों का अध्ययन करने में आवश्यक हैं जो क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास पर निर्भर करते हैं।
क्या मैं एक प्लेन को कैसे संभालूं जो किसी अक्ष के समानांतर है?
जब एक प्लेन किसी अक्ष के समानांतर होता है, तो यह उस अक्ष को 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, एक प्लेन जो y-अक्ष के समानांतर है, उसके इंटरसेप्ट (a, ∞, c) होंगे और मिलर इंडिसेस (h,0,l) होंगे।
नकारात्मक मिलर इंडिसेस का क्या अर्थ है?
नकारात्मक मिलर इंडिसेस यह इंगित करते हैं कि प्लेन मूल के नकारात्मक पक्ष पर संबंधित अक्ष को इंटरसेप्ट करता है। क्रिस्टलोग्राफिक नोटेशन में, नकारात्मक इंडिसेस को संख्या के ऊपर एक बार के साथ दर्शाया जाता है, जैसे (h̄kl)। नकारात्मक इंडिसेस उन प्लेन्स का प्रतिनिधित्व करते हैं जो उनके सकारात्मक समकक्षों के समान भौतिक गुण रखते हैं लेकिन उनके अभिविन्यास अलग होते हैं।
मिलर इंडिसेस क्रिस्टल संरचना से कैसे संबंधित हैं?
मिलर इंडिसेस सीधे क्रिस्टल संरचना में परमाणु व्यवस्था से संबंधित हैं। विशिष्ट मिलर इंडिसेस (dhkl) वाले प्लेन्स के बीच की दूरी क्रिस्टल सिस्टम और लैटिस पैरामीटर पर निर्भर करती है। एक्स-रे विवर्तन में, ये प्लेन्स परावर्तक प्लेन्स के रूप में कार्य करते हैं जो ब्रैग के नियम के अनुसार विवर्तन पैटर्न उत्पन्न करते हैं और क्रिस्टल संरचना का खुलासा करते हैं।
मिलर इंडिसेस और मिलर-बरवाइस 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-बरवाइस 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, अधिशेष है (i = -(h+k)) लेकिन हेक्सागोनल सिस्टम की समरूपता बनाए रखने में मदद करता है और समकक्ष प्लेन्स को अधिक आसानी से पहचानने योग्य बनाता है।
मैं दो क्रिस्टल प्लेन्स के बीच कोण कैसे निर्धारित करूं?
मिलर इंडिसेस (h₁,k₁,l₁) और (h₂,k₂,l₂) वाले दो प्लेन्स के बीच कोण θ को क्रिस्टल सिस्टम में इस प्रकार गणना की जा सकती है:
गैर-घन सिस्टम के लिए, गणना अधिक जटिल है और क्रिस्टल सिस्टम 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 रखते हैं। यह सभी मानों को हर एक के हर एक के हर एक के हर एक के सबसे छोटे सामान्य गुणांक से गुणा करके किया जाता है।
मैं प्रयोगात्मक रूप से क्रिस्टल चेहरे के मिलर इंडिसेस कैसे निर्धारित करूं?
क्रिस्टल चेहरे के मिलर इंडिसेस को प्रयोगात्मक रूप से एक्स-रे विवर्तन, इलेक्ट्रॉन विवर्तन, या ऑप्टिकल गोनियोमेट्री का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। एक्स-रे विवर्तन में, विवर्तन होने के कोण उन प्लेन्स के बीच की दूरी से संबंधित होते हैं, जो ब्रैग के नियम का पालन करते हैं, जो संबंधित मिलर इंडिसेस की पहचान करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
सामान्य क्रिस्टल प्लेन्स के मिलर इंडिसेस क्या हैं?
कुछ सामान्य क्रिस्टल प्लेन्स 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 चेहरे
- (112): बॉडी-सेंटरड घन धातुओं में सामान्य स्लिप प्लेन
संदर्भ
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टिले, R. J. (2006). क्रिस्टल और क्रिस्टल संरचनाएँ। विले।
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