ક્રિસ્ટલ પ્લેન ઓળખવા માટે મિલર ઇન્ડિસેસ કેલ્ક્યુલેટર
આ સરળ ઉપયોગમાં આવતી ટૂલથી ક્રિસ્ટલ પ્લેનના ઇન્ટરસેપ્ટ્સમાંથી મિલર ઇન્ડિસેસની ગણતરી કરો. ક્રિસ્ટલોગ્રાફી, સામગ્રી વિજ્ઞાન અને સોલિડ-સ્ટેટ ફિઝિક્સના કાર્યક્રમો માટે જરૂરી.
મિલર ઇન્ડિસીસ કેલ્ક્યુલેટર
ક્રિસ્ટલ પ્લેન ઇન્ટરસેપ્ટ્સ
ક્રિસ્ટલ પ્લેનના x, y, અને z ધ્રુવો સાથેના ઇન્ટરસેપ્ટ્સ દાખલ કરો. ધ્રુવ સાથે સમાન平面 માટે '0' નો ઉપયોગ કરો (અનંત ઇન્ટરસેપ્ટ).
અંક અથવા અનંત માટે 0 દાખલ કરો
અંક અથવા અનંત માટે 0 દાખલ કરો
અંક અથવા અનંત માટે 0 દાખલ કરો
મિલર ઇન્ડિસીસ
આ પ્લેન માટેના મિલર ઇન્ડિસીસ છે:
વિઝ્યુલાઇઝેશન
મિલર ઇન્ડિસીસ શું છે?
મિલર ઇન્ડિસીસ ક્રિસ્ટલોગ્રાફીમાં પ્લેન અને દિશાઓને નિર્દિષ્ટ કરવા માટેનો નોટેશન સિસ્ટમ છે.
ઇન્ટરસેપ્ટ્સ (a,b,c) માંથી મિલર ઇન્ડિસીસ (h,k,l) ગણવા માટે:
1. ઇન્ટરસેપ્ટ્સના વ્યત્ક્રમ લો: (1/a, 1/b, 1/c) 2. સમાન અનુપાત સાથેના સૌથી નાના પૂર્ણાંકમાં રૂપાંતર કરો 3. જો પ્લેન ધ્રુવ સાથે સમાન平面 છે (ઇન્ટરસેપ્ટ = અનંત), તો તેના અનુરૂપ મિલર ઇન્ડેક્સ 0 છે
- નેગેટિવ ઇન્ડિસીસને નંબર ઉપર બાર સાથે દર્શાવવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, (h̄,k,l)
- નોટેશન (hkl) વિશિષ્ટ પ્લેનને દર્શાવે છે, જ્યારે {hkl} સમાન પ્લેનના પરિવારને દર્શાવે છે
- દિશા ઇન્ડિસીસ ચોરસ કોષ્ટકમાં લખવામાં આવે છે [hkl], અને દિશાઓના પરિવારને <hkl> દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે
દસ્તાવેજીકરણ
મિલર ઇન્ડાઇસ કેલ્ક્યુલેટર
પરિચય
મિલર ઇન્ડાઇસ કેલ્ક્યુલેટર એ ક્રિસ્ટલોગ્રાફરો, સામગ્રી વિજ્ઞાનીઓ અને વિદ્યાર્થીઓ માટે એક શક્તિશાળી સાધન છે જે ક્રિસ્ટલ પ્લેનોના મિલર ઇન્ડાઇસને નિર્ધારિત કરે છે. મિલર ઇન્ડાઇસ એ ક્રિસ્ટલોગ્રાફીમાં ઉપયોગમાં લેવાતી નોંધણી પદ્ધતિ છે જે ક્રિસ્ટલ લેટિસમાં પ્લેનો અને દિશાઓને નિર્ધારિત કરવા માટે વપરાય છે. આ કેલ્ક્યુલેટર તમને સરળતાથી ક્રિસ્ટલ પ્લેનના કોઓર્ડિનેટ ધ્રુવ સાથેના ઇન્ટરસેપ્ટ્સને સંબંધિત મિલર ઇન્ડાઇસમાં રૂપાંતરિત કરવા દે છે, જે ચોક્કસ ક્રિસ્ટલ પ્લેનો વિશે ઓળખવા અને સંચાર કરવા માટે એક માનક રીત પૂરી પાડે છે.
મિલર ઇન્ડાઇસ ક્રિસ્ટલ રચનાઓ અને તેમના ગુણધર્મોને સમજવા માટે મૂળભૂત છે. ત્રણ પૂર્ણાંક (h,k,l) સાથે પ્લેનોને પ્રતિનિધિત્વ કરીને, મિલર ઇન્ડાઇસ વૈજ્ઞાનિકોને X-રે વિખંડન પેટર્નનું વિશ્લેષણ કરવા, ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિના વર્તનનો આગ્રહ કરવા, ઇન્ટરપ્લેનર સ્પેસિંગની ગણના કરવા અને વિવિધ ભૌતિક ગુણધર્મોનું અભ્યાસ કરવા માટે સક્ષમ બનાવે છે જે ક્રિસ્ટલોગ્રાફિક દિશા પર આધાર રાખે છે.
મિલર ઇન્ડાઇસ શું છે?
મિલર ઇન્ડાઇસ એ ત્રણ પૂર્ણાંક (h,k,l) નું એક સમૂહ છે જે ક્રિસ્ટલ લેટિસમાં સમાનાં પેરલલ પ્લેનોને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. આ ઇન્ડાઇસને ક્રિસ્ટલોગ્રાફિક ધ્રુવ સાથે પ્લેન બનાવતી ફ્રેક્શનલ ઇન્ટરસેપ્ટ્સના વિપરીતોથી ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. આ નોંધણી ચોક્કસ ક્રિસ્ટલ રચનામાં વિશિષ્ટ પ્લેનોને ઓળખવા માટે એક માનક રીત પૂરી પાડે છે.
મિલર ઇન્ડાઇસનું દૃશ્યમાન પ્રતિનિધિત્વ
મિલર ઇન્ડાઇસની ગણતરી માટેનો સૂત્ર
ક્રિસ્ટલ પ્લેનના મિલર ઇન્ડાઇસ (h,k,l) ની ગણતરી કરવા માટે, આ ગણિતીય પગલાં અનુસરો:
- x, y, અને z ક્રિસ્ટલોગ્રાફિક ધ્રુવ સાથેના પ્લેનના ઇન્ટરસેપ્ટ્સને નિર્ધારિત કરો, જે મૂલ્યો a, b, અને c આપે છે.
- આ ઇન્ટરસેપ્ટ્સના વિપરીતો લો: 1/a, 1/b, 1/c.
- આ વિપરીતોને સમાન ગુણાનુપાત જાળવતી સૌથી નાની પૂર્ણાંક સમૂહમાં રૂપાંતરિત કરો.
- પરિણામે પ્રાપ્ત થયેલા ત્રણ પૂર્ણાંક મિલર ઇન્ડાઇસ (h,k,l) છે.
ગણિતીય રીતે, આને નીચે પ્રમાણે વ્યક્ત કરી શકાય છે:
જ્યાં:
- (h,k,l) મિલર ઇન્ડાઇસ છે
- a, b, c ક્રિસ્ટલ પ્લેનના x, y, અને z ધ્રુવ સાથેના ઇન્ટરસેપ્ટ્સ છે, અનુક્રમમાં
વિશેષ કેસ અને પરંપરાઓ
કેટલાક વિશેષ કેસ અને પરંપરાઓને સમજવું મહત્વપૂર્ણ છે:
-
અનંત ઇન્ટરસેપ્ટ્સ: જો પ્લેન એક ધ્રુવ સાથે સમાનાં હોય, તો તેનો ઇન્ટરસેપ્ટ અનંત માનવામાં આવે છે, અને સંબંધિત મિલર ઇન્ડાઇસ શૂન્ય બની જાય છે.
-
નકારાત્મક ઇન્ડાઇસ: જો પ્લેન મૂળના નકારાત્મક બાજુ પર એક ધ્રુવને ઇન્ટરસેપ્ટ કરે છે, તો સંબંધિત મિલર ઇન્ડાઇસ નકારાત્મક બને છે, જે ક્રિસ્ટલોગ્રાફિક નોંધણીમાં નંબર ઉપર બાર સાથે દર્શાવવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, (h̄kl).
-
ફ્રેક્શનલ ઇન્ટરસેપ્ટ્સ: જો ઇન્ટરસેપ્ટ્સ ફ્રેક્શનલ હોય, તો તેમને પૂર્ણાંકમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, જેની લઘુત્તમ સામાન્ય ગુણાકાર દ્વારા ગુણાકાર કરવામાં આવે છે.
-
સરળીકરણ: મિલર ઇન્ડાઇસને હંમેશા સમાન ગુણાનુપાત જાળવતી સૌથી નાની પૂર્ણાંક સમૂહમાં ઘટાડવામાં આવે છે.
કેલ્ક્યુલેટરનો ઉપયોગ કરવા માટેનો પગલાં-દ્વારા-પગલાં માર્ગદર્શિકા
અમારો મિલર ઇન્ડાઇસ કેલ્ક્યુલેટર કોઈપણ ક્રિસ્ટલ પ્લેન માટે મિલર ઇન્ડાઇસને નિર્ધારિત કરવા માટે સરળ રીત પૂરી પાડે છે. તેને કેવી રીતે ઉપયોગ કરવો તે અહીં છે:
-
ઇન્ટરસેપ્ટ્સ દાખલ કરો: x, y, અને z ધ્રુવ સાથે પ્લેનના ઇન્ટરસેપ્ટ્સના મૂલ્યો દાખલ કરો.
- મૂળના સકારાત્મક બાજુ પર ઇન્ટરસેપ્ટ્સ માટે સકારાત્મક સંખ્યાનો ઉપયોગ કરો.
- નકારાત્મક બાજુ પર ઇન્ટરસેપ્ટ્સ માટે નકારાત્મક સંખ્યાનો ઉપયોગ કરો.
- એક ધ્રુવ સાથે સમાનાં પ્લેનો માટે "0" દાખલ કરો (અનંત ઇન્ટરસેપ્ટ).
-
પરિણામો જુઓ: કેલ્ક્યુલેટર આપોઆપ ગણતરી કરશે અને નિર્ધારિત પ્લેન માટે મિલર ઇન્ડાઇસ (h,k,l) દર્શાવશે.
-
પ્લેનને દૃશ્યમાન બનાવો: કેલ્ક્યુલેટરમાં 3D દૃશ્યમાનતા છે જે તમને ક્રિસ્ટલ લેટિસમાં પ્લેનની દિશાને સમજવામાં મદદ કરે છે.
-
પરિણામો નકલ કરો: ગણતરી કરેલા મિલર ઇન્ડાઇસને અન્ય એપ્લિકેશન્સમાં સરળતાથી સ્થાનાંતરિત કરવા માટે "ક્લિપબોર્ડ પર નકલ કરો" બટનનો ઉપયોગ કરો.
ઉદાહરણ ગણતરી
ચાલો એક ઉદાહરણ દ્વારા પસાર કરીએ:
ધરો કે એક પ્લેન x, y, અને z ધ્રુવને 2, 3, અને 6 ના બિંદુઓ પર ઇન્ટરસેપ્ટ કરે છે.
- ઇન્ટરસેપ્ટ્સ છે (2, 3, 6).
- વિપરીત લેતા: (1/2, 1/3, 1/6).
- સમાન ગુણાનુપાત જાળવતી સૌથી નાની પૂર્ણાંક સમૂહ શોધવા માટે, denominators (LCM of 2, 3, 6 = 6) દ્વારા ગુણાકાર કરો: (1/2 × 6, 1/3 × 6, 1/6 × 6) = (3, 2, 1).
- તેથી, મિલર ઇન્ડાઇસ છે (3,2,1).
મિલર ઇન્ડાઇસ માટેના ઉપયોગ કેસ
મિલર ઇન્ડાઇસ વિવિધ વૈજ્ઞાનિક અને ઇજનેરી ક્ષેત્રોમાં અનેક કાર્યક્રમો ધરાવે છે:
ક્રિસ્ટલોગ્રાફી અને X-રે વિખંડન
મિલર ઇન્ડાઇસ X-રે વિખંડન પેટર્નને વ્યાખ્યાયિત કરવામાં મહત્વપૂર્ણ છે. ક્રિસ્ટલ પ્લેનો વચ્ચેની અંતર, જે તેમના મિલર ઇન્ડાઇસ દ્વારા ઓળખવામાં આવે છે, એ તે કોણે છે જે X-રેઝ વિખંડિત થાય છે, બ્રેગના કાયદા અનુસાર:
જ્યાં:
- એ પૂર્ણાંક છે
- એ X-રેઝની લંબાઈ છે
- એ (h,k,l) મિલર ઇન્ડાઇસ ધરાવતી પ્લેનો વચ્ચેનું અંતર છે
- એ પ્રવેશકનો કોણ છે
સામગ્રી વિજ્ઞાન અને ઇજનેરી
-
સતત ઊર્જા વિશ્લેષણ: વિવિધ ક્રિસ્ટલોગ્રાફિક પ્લેનોમાં વિવિધ સપાટી ઊર્જા હોય છે, જે ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ, કેટાલિસિસ અને ચિપકવાની ગુણધર્મોને અસર કરે છે.
-
યાંત્રિક ગુણધર્મો: ક્રિસ્ટલ પ્લેનોની દિશા યાંત્રિક ગુણધર્મોને અસર કરે છે જેમ કે સ્લિપ સિસ્ટમો, ક્લીવેજ પ્લેનો અને ફ્રેકચર વર્તન.
-
સેમીકન્ડક્ટર ઉત્પાદન: સેમીકન્ડક્ટર બનાવટમાં, ચોક્કસ ક્રિસ્ટલ પ્લેનોની પસંદગી કરવામાં આવે છે epitaxial વૃદ્ધિ અને ઉપકરણ બનાવટ માટે તેમના ઇલેક્ટ્રોનિક ગુણધર્મોને કારણે.
-
ટેક્સચર વિશ્લેષણ: મિલર ઇન્ડાઇસ પોલીક્રિસ્ટલિન સામગ્રીમાં પસંદગીની દિશાઓ (ટેક્સચર)ને વર્ણવવામાં મદદ કરે છે, જે તેમના ભૌતિક ગુણધર્મોને અસર કરે છે.
ખનિજશાસ્ત્ર અને ભૂવિજ્ઞાન
ભૂવિજ્ઞાની ક્રિસ્ટલના ચહેરા અને ખનિજોમાં ક્લીવેજ પ્લેનોને વર્ણવવા માટે મિલર ઇન્ડાઇસનો ઉપયોગ કરે છે, જે ઓળખાણમાં અને રચનાના શરતોને સમજવામાં મદદ કરે છે.
શૈક્ષણિક કાર્યક્રમો
મિલર ઇન્ડાઇસ એ સામગ્રી વિજ્ઞાન, ક્રિસ્ટલોગ્રાફી, અને સોલિડ-સ્ટેટ ફિઝિક્સ કોર્સોમાં શીખવવામાં આવતા મૂળભૂત સંકલ્પનાઓ છે, જે આ કેલ્ક્યુલેટરને એક મૂલ્યવાન શૈક્ષણિક સાધન બનાવે છે.
મિલર ઇન્ડાઇસના વિકલ્પો
જ્યારે મિલર ઇન્ડાઇસ ક્રિસ્ટલ પ્લેનો માટે સૌથી વ્યાપક રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા નોંધણી છે, ત્યારે કેટલાક વિકલ્પો ઉપલબ્ધ છે:
-
મિલર-બ્રેવાઇસ ઇન્ડાઇસ: ચાર ઇન્ડાઇસ (h,k,i,l) નો ઉપયોગ હેક્સાગોનલ ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમો માટે કરવામાં આવે છે, જ્યાં i = -(h+k). આ નોંધણી હેક્સાગોનલ રચનાઓની સમાનતા વધુ સારી રીતે પ્રતિબિંબિત કરે છે.
-
વેબર સિંબોલ્સ: મુખ્યત્વે જૂની સાહિત્યમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે, ખાસ કરીને ઘન ક્રિસ્ટલમાં દિશાઓને વર્ણવવા માટે.
-
સિદ્ધ લેટિસ વેક્ટર્સ: કેટલાક કેસોમાં, પ્લેનોને મિલર ઇન્ડાઇસની જગ્યાએ સીધા લેટિસ વેક્ટર્સનો ઉપયોગ કરીને વર્ણવવામાં આવે છે.
-
વાયકોફ પોઝિશન્સ: ક્રિસ્ટલ રચનાઓમાં પરમાણુ પોઝિશન્સને વર્ણવવા માટે વપરાય છે, પ્લેનોને નહીં.
આ વિકલ્પો છતાં, મિલર ઇન્ડાઇસ તેમની સરળતા અને તમામ ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમોમાં વ્યાપક લાગુ પડતા કારણે માનક નોંધણી તરીકે સ્થિર રહે છે.
મિલર ઇન્ડાઇસનો ઇતિહાસ
મિલર ઇન્ડાઇસની પદ્ધતિ બ્રિટિશ ખનિજશાસ્ત્રી અને ક્રિસ્ટલોગ્રાફર વિલિયમ હેલોવેસ મિલર દ્વારા 1839 માં વિકસાવવામાં આવી હતી, જે તેમના ગ્રંથ "A Treatise on Crystallography" માં પ્રકાશિત કરવામાં આવી હતી. મિલરના નોંધણી પદ્ધતિએ ઓગસ્ટ બ્રેવાઇસ અને અન્ય લોકો દ્વારા કરવામાં આવેલ અગાઉના કાર્ય પર આધાર રાખ્યો, પરંતુ ક્રિસ્ટલોગ્રાફિક ગણનાઓને સરળ બનાવવામાં અને વધુ ગણિતીય રીતે સંગત અભિગમ પ્રદાન કરવામાં વધુ સુંદરતા આપી.
મિલર સિસ્ટમના વિકાસની ગતિ એ છે કે 1912 માં મૅક્સ વોન લૌ દ્વારા X-રે વિખંડનની શોધ અને પછી વિલિયમ લોરેન્સ બ્રેગ અને વિલિયમ હેનરી બ્રેગના અનુસંધાન. તેમના સંશોધનોએ દર્શાવ્યું કે મિલર ઇન્ડાઇસ X-રે વિખંડન પેટર્નને વ્યાખ્યાયિત કરવામાં અને ક્રિસ્ટલ રચનાઓને નિર્ધારિત કરવામાં વ્યાવહારિક ઉપયોગીતા ધરાવે છે.
20મી સદીમાં, જેમ જેમ ક્રિસ્ટલોગ્રાફી સામગ્રી વિજ્ઞાન, સોલિડ-સ્ટેટ ફિઝિક્સ અને બાયોકેમિસ્ટ્રીમાં વધુ મહત્વપૂર્ણ બની, મિલર ઇન્ડાઇસ એક માનક નોંધણી તરીકે મજબૂતપણે સ્થાપિત થઈ. આજે, તેઓ આધુનિક સામગ્રી વિશ્લેષણ તકનીકો, ગણનાત્મક ક્રિસ્ટલોગ્રાફી, અને નાનામેટર ડિઝાઇનમાં આવશ્યક રહે છે.
મિલર ઇન્ડાઇસની ગણતરી માટે કોડ ઉદાહરણો
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
સંખ્યાત્મક ઉદાહરણો
અહીં મિલર ઇન્ડાઇસની ગણતરીઓના કેટલાક સામાન્ય ઉદાહરણો છે:
-
ઉદાહરણ 1: માનક કેસ
- ઇન્ટરસેપ્ટ્સ: (2, 3, 6)
- વિપરીત લેતા: (1/2, 1/3, 1/6)
- denominators (6) દ્વારા ગુણાકાર: (3, 2, 1)
- મિલર ઇન્ડાઇસ: (3,2,1)
-
ઉદાહરણ 2: એક ધ્રુવ સાથે સમાનાં પ્લેન
- ઇન્ટરસેપ્ટ્સ: (1, ∞, 2)
- વિપરીત લેતા: (1, 0, 1/2)
- 2 દ્વારા ગુણાકાર: (2, 0, 1)
- મિલર ઇન્ડાઇસ: (2,0,1)
-
ઉદાહરણ 3: નકારાત્મક ઇન્ટરસેપ્ટ્સ
- ઇન્ટરસેપ્ટ્સ: (-1, 2, 3)
- વિપરીત લેતા: (-1, 1/2, 1/3)
- 6 દ્વારા ગુણાકાર: (-6, 3, 2)
- મિલર ઇન્ડાઇસ: (-6,3,2)
-
ઉદાહરણ 4: ફ્રેક્શનલ ઇન્ટરસેપ્ટ્સ
- ઇન્ટરસેપ્ટ્સ: (1/2, 1/3, 1/4)
- વિપરીત લેતા: (2, 3, 4)
- પહેલેથી જ પૂર્ણાંક સ્વરૂપમાં
- મિલર ઇન્ડાઇસ: (2,3,4)
-
ઉદાહરણ 5: વિશેષ પ્લેન (100)
- ઇન્ટરસેપ્ટ્સ: (1, ∞, ∞)
- વિપરીત લેતા: (1, 0, 0)
- મિલર ઇન્ડાઇસ: (1,0,0)
વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો
મિલર ઇન્ડાઇસનો ઉપયોગ શું છે?
મિલર ઇન્ડાઇસ ક્રિસ્ટલ લેટિસમાં પ્લેનો અને દિશાઓને ઓળખવા અને વર્ણવવા માટે વપરાય છે. તેઓ ચોક્કસ ક્રિસ્ટલ દિશાઓ વિશે સંચાર કરવામાં મદદ કરે છે, જે ક્રિસ્ટલોગ્રાફરો, સામગ્રી વિજ્ઞાનીઓ અને ઇજનેરોને ચોક્કસ ક્રિસ્ટલ દિશાઓ વિશે વાતચીત કરવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. મિલર ઇન્ડાઇસ X-રે વિખંડન પેટર્નને વિશ્લેષણ કરવા, ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિના વર્તનનો આગ્રહ કરવા, ઇન્ટરપ્લેનર સ્પેસિંગની ગણના કરવા અને વિવિધ ભૌતિક ગુણધર્મોનું અભ્યાસ કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે જે ક્રિસ્ટલોગ્રાફિક દિશા પર આધાર રાખે છે.
હું એક ધ્રુવ સાથે સમાનાં પ્લેનને કેવી રીતે સંભાળું?
જ્યારે એક પ્લેન એક ધ્રુવ સાથે સમાનાં હોય, ત્યારે તે તે ધ્રુવને ક્યારેય ઇન્ટરસેપ્ટ નથી કરે, તેથી તેનો ઇન્ટરસેપ્ટ અનંત માનવામાં આવે છે. મિલર ઇન્ડાઇસ નોંધણીમાં, અનંતનો વિપરીત શૂન્ય છે, તેથી સંબંધિત મિલર ઇન્ડાઇસ શૂન્ય બની જાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, y-ધ્રુવ સાથે સમાનાં પ્લેન ઇન્ટરસેપ્ટ્સ (a, ∞, c) હશે અને મિલર ઇન્ડાઇસ (h,0,l) હશે.
નકારાત્મક મિલર ઇન્ડાઇસનો શું અર્થ છે?
નકારાત્મક મિલર ઇન્ડાઇસ દર્શાવે છે કે પ્લેન મૂળના નકારાત્મક બાજુ પર એક ધ્રુવને ઇન્ટરસેપ્ટ કરે છે. ક્રિસ્ટલોગ્રાફિક નોંધણીમાં, નકારાત્મક ઇન્ડાઇસ સામાન્ય રીતે નંબર ઉપર બાર સાથે દર્શાવવામાં આવે છે, જેમ કે (h̄kl). નકારાત્મક ઇન્ડાઇસ એવા પ્લેનોને પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જે તેમના સકારાત્મક સમકક્ષો સાથે ભૌતિક ગુણધર્મોમાં સમાન હોય છે પરંતુ અલગ દિશાઓ ધરાવે છે.
મિલર ઇન્ડાઇસ અને ક્રિસ્ટલ રચનામાં શું સંબંધ છે?
મિલર ઇન્ડાઇસ સીધા ક્રિસ્ટલ રચનામાં પરમાણુની વ્યવસ્થા સાથે સંબંધિત છે. વિશિષ્ટ મિલર ઇન્ડાઇસ ધરાવતી પ્લેનો વચ્ચેનું અંતર (dhkl) ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમ અને લેટિસ પેરામીટર્સ પર આધાર રાખે છે. X-રે વિખંડનમાં, આ પ્લેનો પ્રતિબિંબિત પ્લેનો તરીકે કાર્ય કરે છે જે બ્રેગના કાયદા અનુસાર વિખંડિત થાય છે, જે ક્રિસ્ટલ રચનાને પ્રગટ કરે છે.
મિલર ઇન્ડાઇસ અને મિલર-બ્રેવાઇસ ઇન્ડાઇસમાં શું ફરક છે?
મિલર ઇન્ડાઇસ ત્રણ પૂર્ણાંક (h,k,l) નો ઉપયોગ કરે છે અને મોટાભાગની ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમો માટે યોગ્ય છે. મિલર-બ્રેવાઇસ ઇન્ડાઇસ ચાર પૂર્ણાંક (h,k,i,l) નો ઉપયોગ કરે છે અને ખાસ કરીને હેક્સાગોનલ ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમો માટે રચાયેલ છે. ચોથું ઇન્ડાઇસ, i, અતિરેક છે (i = -(h+k)) પરંતુ હેક્સાગોનલ સિસ્ટમની સમાનતા જાળવવામાં મદદ કરે છે અને સમાન પ્લેનોને વધુ સરળતાથી ઓળખવામાં સહાય કરે છે.
હું બે ક્રિસ્ટલ પ્લેનો વચ્ચેનો કોણ કેવી રીતે ગણું?
(m₁,k₁,l₁) અને (m₂,k₂,l₂) મિલર ઇન્ડાઇસ ધરાવતી બે પ્લેનો વચ્ચેનો કોણ θ ની ગણતરી cubic ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમમાં નીચે પ્રમાણે કરી શકાય છે:
અન્ય ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમ માટે, ગણતરી વધુ જટિલ છે અને ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમના મેટ્રિક ટેન્સરનો સમાવેશ કરે છે.
શું મિલર ઇન્ડાઇસ ફ્રેક્શન હોઈ શકે છે?
નહીં, પરંપરા મુજબ, મિલર ઇન્ડાઇસ હંમેશા પૂર્ણાંક હોય છે. જો ગણતરી શરૂઆતમાં ફ્રેક્શન આપે, તો તેમને સમાન ગુણાનુપાત જાળવતી સૌથી નાની પૂર્ણાંક સમૂહમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. આ denominators ની લઘુત્તમ સામાન્ય ગુણાકાર દ્વારા કરવામાં આવે છે.
હું પ્રાયોગિક રીતે ક્રિસ્ટલ ચહેરાના મિલર ઇન્ડાઇસ કેવી રીતે નિર્ધારિત કરું?
ક્રિસ્ટલ ચહેરાના મિલર ઇન્ડાઇસને એક્સ-રે વિખંડન, ઇલેક્ટ્રોન વિખંડન, અથવા ઓપ્ટિકલ ગોનિયોમેટ્રીનો ઉપયોગ કરીને પ્રાયોગિક રીતે નિર્ધારિત કરી શકાય છે. X-રે વિખંડનમાં, વિખંડન થતી કોણો તે d-સ્પેસિંગ સાથે સંબંધિત છે જે ક્રિસ્ટલ પ્લેનોના મિલર ઇન્ડાઇસ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે, જે સંબંધિત મિલર ઇન્ડાઇસની ઓળખ કરવામાં મદદ કરે છે.
સામાન્ય ક્રિસ્ટલ પ્લેનોના મિલર ઇન્ડાઇસ શું છે?
કેટલાક સામાન્ય ક્રિસ્ટલ પ્લેનો અને તેમના મિલર ઇન્ડાઇસમાં સમાવેશ થાય છે:
- (100), (010), (001): પ્રાથમિક cubic ચહેરા
- (110), (101), (011): cubic સિસ્ટમોમાં ત્રિકોણીય ચહેરા
- (111): cubic સિસ્ટમમાં ઓક્ટાહેડ્રલ ચહેરો
- (112): બોડી-સેન્ટર્ડ cubic ધાતુઓમાં સામાન્ય સ્લિપ પ્લેન
સંદર્ભો
-
મિલર, W. H. (1839). A Treatise on Crystallography. Cambridge: For J. & J.J. Deighton.
-
એશક્રોફ્ટ, N. W., & મર્મિન, N. D. (1976). Solid State Physics. Holt, Rinehart and Winston.
-
હેમ્મંડ, C. (2015). The Basics of Crystallography and Diffraction (4th ed.). Oxford University Press.
-
ક્યુલિટી, B. D., & સ્ટોક, S. R. (2014). Elements of X-ray Diffraction (3rd ed.). Pearson Education.
-
કિટ્ટલ, C. (2004). Introduction to Solid State Physics (8th ed.). Wiley.
-
કેલી, A., & નોલ્સ, K. M. (2012). Crystallography and Crystal Defects (2nd ed.). Wiley.
-
આંતરરાષ્ટ્રીય યુનિયન ઓફ ક્રિસ્ટલોગ્રાફી. (2016). International Tables for Crystallography, Volume A: Space-group symmetry. Wiley.
-
જિયાકોવાઝો, C., મોનાકો, H. L., આર્ટિયોલી, G., વિટરબો, D., ફેરરિસ, G., ગિલી, G., ઝાનોટ્ટી, G., & કાટી, M. (2011). Fundamentals of Crystallography (3rd ed.). Oxford University Press.
-
બ્યુરજર, M. J. (1978). Elementary Crystallography: An Introduction to the Fundamental Geometrical Features of Crystals. MIT Press.
-
ટિલી, R. J. (2006). Crystals and Crystal Structures. Wiley.
આજથી જ અમારા મિલર ઇન્ડાઇસ કેલ્ક્યુલેટરનો ઉપયોગ કરો અને કોઈપણ ક્રિસ્ટલ પ્લેન માટે મિલર ઇન્ડાઇસને ઝડપી અને ચોક્કસ રીતે નિર્ધારિત કરો. તમે ક્રિસ્ટલોગ્રાફી શીખતા વિદ્યાર્થી હો, સામગ્રી રચનાઓનું વિશ્લેષણ કરતા સંશોધક હો, અથવા નવા સામગ્રીની ડિઝાઇન કરતી ઇજનેર હો, આ સાધન તમને સરળતાથી ક્રિસ્ટલ પ્લેનોને ઓળખવા અને સમજવામાં મદદ કરશે.
સંબંધિત સાધનો
તમારા વર્કફ્લો માટે ઉપયોગી થવાના વધુ સાધનો શોધો