क्रिस्टल प plane लानांची ओळख करण्यासाठी मिलर निर्देशांक कॅल्क्युलेटर
या वापरण्यास सोप्या साधनाने क्रिस्टल प plane लानांच्या इंटरसेप्ट्समधून मिलर निर्देशांकांची गणना करा. क्रिस्टलोग्राफी, सामग्री विज्ञान आणि ठोस-राज्य भौतिकशास्त्र अनुप्रयोगांसाठी आवश्यक.
मिलर इंडिसेस कॅल्क्युलेटर
क्रिस्टल पृष्ठांची इंटरसेप्ट
क्रिस्टल पृष्ठाच्या x, y, आणि z अक्षांवरच्या इंटरसेप्ट प्रविष्ट करा. अक्षांशी समांतर असलेल्या पृष्ठांसाठी '0' वापरा (अनंत इंटरसेप्ट).
अनंतासाठी 0 किंवा एक संख्या प्रविष्ट करा
अनंतासाठी 0 किंवा एक संख्या प्रविष्ट करा
अनंतासाठी 0 किंवा एक संख्या प्रविष्ट करा
मिलर इंडिसेस
या पृष्ठासाठी मिलर इंडिसेस आहेत:
दृश्यीकरण
मिलर इंडिसेस काय आहेत?
मिलर इंडिसेस म्हणजे क्रिस्टल लॅटिसमध्ये पृष्ठे आणि दिशांचे निर्दिष्ट करण्यासाठी वापरले जाणारे एक नोटेशन प्रणाली.
इंटरसेप्ट्स (a,b,c) पासून मिलर इंडिसेस (h,k,l) कसे काढायचे:
1. इंटरसेप्ट्सचे उलटे घ्या: (1/a, 1/b, 1/c) 2. समान प्रमाणासह सर्वात लहान पूर्णांक सेटमध्ये रूपांतरित करा 3. जर एक पृष्ठ अक्षाशी समांतर असेल (इंटरसेप्ट = अनंत), तर त्याचा संबंधित मिलर इंडेक्स 0 आहे
- नकारात्मक इंडिसेस संख्या वर बारने दर्शविले जातात, जसे की (h̄,k,l)
- नोटेशन (hkl) एक विशिष्ट पृष्ठ दर्शवते, तर {hkl} समकक्ष पृष्ठांचा एक कुटुंब दर्शवते
- दिशा इंडिसेस चौकोनात लिहिले जातात [hkl], आणि दिशांच्या कुटुंबांना <hkl> द्वारे दर्शविले जाते
साहित्यिकरण
मिलर इंडिसिस कॅल्क्युलेटर
परिचय
मिलर इंडिसिस कॅल्क्युलेटर हा क्रिस्टलोग्राफर्स, सामग्री शास्त्रज्ञ आणि विद्यार्थ्यांसाठी एक शक्तिशाली साधन आहे जे क्रिस्टल स्तरांचे मिलर इंडिसिस निर्धारित करण्यास मदत करते. मिलर इंडिसिस म्हणजे क्रिस्टलोग्राफीमध्ये क्रिस्टल जाळ्यातील स्तर आणि दिशांना निर्दिष्ट करण्यासाठी वापरला जाणारा एक नोटेशन प्रणाली. हा कॅल्क्युलेटर तुम्हाला क्रिस्टल स्तराच्या समन्वय अक्षांवरच्या इंटरसेप्ट्सना संबंधित मिलर इंडिसिसमध्ये सहजपणे रूपांतरित करण्याची परवानगी देतो, जे विशिष्ट क्रिस्टल स्तरांची ओळख आणि संवाद साधण्यासाठी एक मानकीकृत मार्ग प्रदान करते.
मिलर इंडिसिस क्रिस्टल संरचना आणि त्यांच्या गुणधर्मांचा समजून घेण्यासाठी मूलभूत आहेत. तीन पूर्णांक (h,k,l) च्या साध्या सेटने स्तरांचे प्रतिनिधित्व करून, मिलर इंडिसिस शास्त्रज्ञांना एक्स-रे विवर्तन नमुन्यांचे विश्लेषण करण्यास, क्रिस्टल वाढीच्या वर्तनाचा अंदाज लावण्यास, इंटरप्लानर स्पेसिंगची गणना करण्यास आणि क्रिस्टलोग्राफिक ओरिएंटेशनवर अवलंबून असलेल्या विविध भौतिक गुणधर्मांचा अभ्यास करण्यास सक्षम करतात.
मिलर इंडिसिस म्हणजे काय?
मिलर इंडिसिस म्हणजे क्रिस्टल जाळ्यातील समांतर स्तरांचे एक कुटुंब परिभाषित करणारे तीन पूर्णांक (h,k,l). हे इंडिसिस क्रिस्टल अक्षांवर एका स्तराने केलेल्या अंशांकित इंटरसेप्ट्सच्या उलटांकांवरून व्युत्पन्न केले जातात. हे नोटेशन क्रिस्टल संरचनेतील विशिष्ट स्तरांची ओळख करण्यासाठी एक मानकीकृत मार्ग प्रदान करते.
मिलर इंडिसिसचे दृश्य प्रतिनिधित्व
मिलर इंडिसिस गणना करण्याचा सूत्र
क्रिस्टल स्तराचे मिलर इंडिसिस (h,k,l) गणना करण्यासाठी, खालील गणितीय पायऱ्या अनुसरा:
- क्रिस्टल अक्षांवर स्तराचे इंटरसेप्ट्स निश्चित करा, ज्यामुळे a, b, आणि c मूल्ये मिळतात.
- या इंटरसेप्ट्सचे उलटांक घ्या: 1/a, 1/b, 1/c.
- या उलटांकांना समान प्रमाण राखणाऱ्या सर्वात लहान पूर्णांकांच्या संचात रूपांतरित करा.
- परिणामी तीन पूर्णांक म्हणजे मिलर इंडिसिस (h,k,l).
गणितीयदृष्ट्या, हे खालीलप्रमाणे व्यक्त केले जाऊ शकते:
जिथे:
- (h,k,l) म्हणजे मिलर इंडिसिस
- a, b, c म्हणजे क्रमशः x, y, आणि z अक्षांवर स्तराचे इंटरसेप्ट्स
विशेष प्रकरणे आणि नियम
काही विशेष प्रकरणे आणि नियम समजून घेणे महत्त्वाचे आहे:
-
अनंत इंटरसेप्ट्स: जर एक स्तर एका अक्षाला समांतर असेल, तर त्याचे इंटरसेप्ट अनंत मानले जाते, आणि संबंधित मिलर इंडिसिस शून्य होतो.
-
नकारात्मक इंडिसिस: जर एक स्तर एका अक्षावर मूळच्या बाजूवर इंटरसेप्ट करतो, तर संबंधित मिलर इंडिसिस नकारात्मक असतो, जो क्रिस्टलोग्राफिक नोटेशनमध्ये बारच्या सहाय्याने दर्शविला जातो, जसे की (h̄kl).
-
भिन्न इंटरसेप्ट्स: जर इंटरसेप्ट्स भिन्न असतील, तर त्यांना सर्वात लहान सामूहिक गुणांकाने गुणाकार करून पूर्णांकांमध्ये रूपांतरित केले जाते.
-
सोपे करणे: मिलर इंडिसिस नेहमी समान प्रमाण राखणाऱ्या सर्वात लहान पूर्णांकांच्या संचात कमी केले जातात.
कॅल्क्युलेटर वापरण्याची चरण-दर-चरण मार्गदर्शक
आमचा मिलर इंडिसिस कॅल्क्युलेटर कोणत्याही क्रिस्टल स्तरासाठी मिलर इंडिसिस ठरवण्यासाठी एक सोपी पद्धत प्रदान करतो. त्याचा वापर कसा करावा हे येथे आहे:
-
इंटरसेप्ट्स प्रविष्ट करा: क्रिस्टल अक्षांवर स्तराचे इंटरसेप्ट्स ज्या मूल्यांवर आहेत त्या मूल्ये प्रविष्ट करा.
- मूळच्या बाजूवर असलेल्या इंटरसेप्ट्ससाठी सकारात्मक संख्या वापरा.
- नकारात्मक बाजूस असलेल्या इंटरसेप्ट्ससाठी नकारात्मक संख्या वापरा.
- एका अक्षाला समांतर असलेल्या स्तरांसाठी "0" प्रविष्ट करा (अनंत इंटरसेप्ट).
-
परिणाम पहा: कॅल्क्युलेटर स्वयंचलितपणे ठरवेल आणि निर्दिष्ट स्तरासाठी मिलर इंडिसिस (h,k,l) दर्शवेल.
-
स्तराचे दृश्यांकन करा: कॅल्क्युलेटरमध्ये स्तराच्या क्रिस्टल जाळ्यातील स्थिती समजून घेण्यासाठी 3D दृश्यांकन समाविष्ट आहे.
-
परिणाम कॉपी करा: गणना केलेले मिलर इंडिसिस इतर अनुप्रयोगांमध्ये सहजपणे हस्तांतरित करण्यासाठी "क्लिपबोर्डवर कॉपी करा" बटण वापरा.
उदाहरण गणना
चला एक उदाहरण पाहूया:
समजा एक स्तर x, y, आणि z अक्षांवर अनुक्रमे 2, 3, आणि 6 वर इंटरसेप्ट करतो.
- इंटरसेप्ट्स आहेत (2, 3, 6).
- उलटांक घेतल्यास: (1/2, 1/3, 1/6).
- समान प्रमाण राखणाऱ्या सर्वात लहान पूर्णांकांच्या संचात रूपांतरित करण्यासाठी, गुणाकार करा (LCM of 2, 3, 6 = 6): (1/2 × 6, 1/3 × 6, 1/6 × 6) = (3, 2, 1).
- त्यामुळे, मिलर इंडिसिस आहेत (3,2,1).
मिलर इंडिसिसच्या वापराच्या प्रकरणे
मिलर इंडिसिस विविध वैज्ञानिक आणि अभियांत्रिकी क्षेत्रांमध्ये अनेक अनुप्रयोग आहेत:
क्रिस्टलोग्राफी आणि एक्स-रे विवर्तन
मिलर इंडिसिस एक्स-रे विवर्तन नमुन्यांचे विश्लेषण करण्यासाठी आवश्यक आहेत. क्रिस्टल स्तरांमधील अंतर, ज्यांना त्यांच्या मिलर इंडिसिसने ओळखले जाते, एक्स-रेच्या विवर्तनाच्या कोनांवर परिणाम करतो, ब्रॅगच्या नियमाचे पालन करतो:
जिथे:
- म्हणजे एक पूर्णांक
- म्हणजे एक्स-रेची लांबी
- म्हणजे (h,k,l) मिलर इंडिसिस असलेल्या स्तरांमधील अंतर
- म्हणजे प्रवेशाचा कोन
सामग्री विज्ञान आणि अभियांत्रिकी
-
सतह ऊर्जा विश्लेषण: विविध क्रिस्टलोग्राफिक स्तरांची विविध सतह ऊर्जा असते, ज्यामुळे क्रिस्टल वाढ, उत्प्रेरकता, आणि चिकटपणावर परिणाम होतो.
-
यांत्रिक गुणधर्म: क्रिस्टल स्तरांची दिशा यांत्रिक गुणधर्मांवर परिणाम करते जसे की स्लिप सिस्टम, क्लेव्हेज स्तर, आणि फाटण्याचे वर्तन.
-
सेमीकंडक्टर उत्पादन: सेमीकंडक्टर उत्पादनात, विशिष्ट क्रिस्टल स्तरांची निवड केली जाते epitaxial वाढ आणि उपकरण उत्पादनासाठी त्यांच्या इलेक्ट्रॉनिक गुणधर्मांमुळे.
-
पृष्ठभाग विश्लेषण: मिलर इंडिसिस पॉलिक्रिस्टलाइन सामग्रीतील प्राधान्य दिशा (पृष्ठभाग) वर्णन करण्यास मदत करतात, ज्यामुळे त्यांचे भौतिक गुणधर्म प्रभावित होतात.
खनिजशास्त्र आणि भूविज्ञान
भूविज्ञानी मिलर इंडिसिसचा वापर खनिजांमधील क्रिस्टल चे चेहरे आणि क्लेव्हेज स्तरांचे वर्णन करण्यासाठी करतात, ज्यामुळे ओळख आणि निर्माणाच्या अटी समजून घेता येतात.
शैक्षणिक अनुप्रयोग
मिलर इंडिसिस मूलभूत संकल्पना आहेत ज्या सामग्री विज्ञान, क्रिस्टलोग्राफी, आणि ठोस-राज्य भौतिकीच्या अभ्यासक्रमांमध्ये शिकवल्या जातात, ज्यामुळे हा कॅल्क्युलेटर एक मूल्यवान शैक्षणिक साधन बनतो.
मिलर इंडिसिसच्या पर्याय
जरी मिलर इंडिसिस क्रिस्टल स्तरांसाठी सर्वात व्यापकपणे वापरली जाणारी नोटेशन असली तरी, काही पर्यायी प्रणाली अस्तित्वात आहेत:
-
मिलर-ब्राविस इंडिसिस: एक चार-इंडिसिस नोटेशन (h,k,i,l) ज्याचा वापर हेक्सागोनल क्रिस्टल प्रणालीसाठी केला जातो, जिथे i = -(h+k). ही नोटेशन हेक्सागोनल संरचनांच्या समरूपतेचे अधिक चांगले प्रतिबिंबित करते.
-
वेबर प्रतीक: मुख्यत्वे जुनी साहित्य, विशेषतः घन क्रिस्टलमधील दिशांचे वर्णन करण्यासाठी वापरले जाते.
-
प्रत्यक्ष जाळे वेक्टर: काही प्रकरणांमध्ये, स्तरांचे वर्णन प्रत्यक्ष जाळे वेक्टर वापरून केले जाते.
-
वायकोफ स्थान: क्रिस्टल संरचनांमधील अणूंच्या स्थानांचे वर्णन करण्यासाठी वापरले जाते, स्तरांच्या ऐवजी.
या पर्यायांनंतरही, मिलर इंडिसिस त्यांच्या साधेपणामुळे आणि सर्व क्रिस्टल प्रणालींमध्ये सार्वत्रिक अनुप्रयोगामुळे मानक नोटेशन म्हणून कायम राहतात.
मिलर इंडिसिसचा इतिहास
मिलर इंडिसिस प्रणालीचा विकास ब्रिटिश खनिजशास्त्रज्ञ आणि क्रिस्टलोग्राफर विलियम हॅलोवेस मिलरने 1839 मध्ये केला, जो त्याच्या "क्रिस्टलोग्राफीवरील एक उपचार" या ग्रंथात प्रकाशित झाला. मिलरचे नोटेशन ऑगस्ट ब्राविस आणि इतरांच्या आधीच्या कामावर आधारित होते, परंतु क्रिस्टलोग्राफिक गणनांमध्ये अधिक सुंदर आणि गणितीयदृष्ट्या सुसंगत दृष्टिकोन प्रदान केला.
मिलरच्या प्रणालीपूर्वी, क्रिस्टल चे चेहरे वर्णन करण्यासाठी विविध नोटेशन्स वापरल्या जात होत्या, ज्यात वीस पॅरामीटर्स आणि नॉमन प्रतीकांचा समावेश होता. मिलरची नवकल्पना म्हणजे इंटरसेप्ट्सच्या उलटांकांचा वापर, ज्यामुळे अनेक क्रिस्टलोग्राफिक गणनांना सुलभ केले आणि समांतर स्तरांचे अधिक अंतर्ज्ञानात्मक प्रतिनिधित्व प्रदान केले.
एक्स-रे विवर्तनाच्या शोधासह, ज्याला मॅक्स वॉन लाऊने 1912 मध्ये शोधले, आणि नंतर विलियम लॉरेन्स ब्रॅग आणि विलियम हेन्री ब्रॅग यांचे कार्य, मिलर इंडिसिसच्या वापराची व्यावहारिक उपयोगिता स्पष्ट झाली. त्यांच्या संशोधनाने दर्शविले की मिलर इंडिसिस विवर्तन नमुन्यांचे विश्लेषण आणि क्रिस्टल संरचना निश्चित करण्यासाठी महत्त्वाचे आहेत.
20 व्या शतकात, जेव्हा क्रिस्टलोग्राफी सामग्री विज्ञान, ठोस-राज्य भौतिकी, आणि जैव रसायनशास्त्रामध्ये अधिक महत्त्वाची बनली, तेव्हा मिलर इंडिसिस दृढपणे मानक नोटेशन म्हणून स्थापित झाले. आज, ते आधुनिक सामग्री वर्णन तंत्र, संगणकीय क्रिस्टलोग्राफी, आणि नॅनोमटेरियल डिझाइनमध्ये आवश्यक आहेत.
मिलर इंडिसिस गणनासाठी कोड उदाहरणे
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
येथे काही सामान्य उदाहरणे आहेत ज्या मिलर इंडिसिस गणनांसाठी आहेत:
-
उदाहरण 1: मानक प्रकरण
- इंटरसेप्ट्स: (2, 3, 6)
- उलटांक: (1/2, 1/3, 1/6)
- गुणाकार LCM of denominators (6): (3, 2, 1)
- मिलर इंडिसिस: (3,2,1)
-
उदाहरण 2: एका अक्षाला समांतर स्तर
- इंटरसेप्ट्स: (1, ∞, 2)
- उलटांक: (1, 0, 1/2)
- गुणाकार 2: (2, 0, 1)
- मिलर इंडिसिस: (2,0,1)
-
उदाहरण 3: नकारात्मक इंटरसेप्ट्स
- इंटरसेप्ट्स: (-1, 2, 3)
- उलटांक: (-1, 1/2, 1/3)
- गुणाकार 6: (-6, 3, 2)
- मिलर इंडिसिस: (-6,3,2)
-
उदाहरण 4: भिन्न इंटरसेप्ट्स
- इंटरसेप्ट्स: (1/2, 1/3, 1/4)
- उलटांक: (2, 3, 4)
- आधीच पूर्णांक स्वरूपात
- मिलर इंडिसिस: (2,3,4)
-
उदाहरण 5: विशेष स्तर (100)
- इंटरसेप्ट्स: (1, ∞, ∞)
- उलटांक: (1, 0, 0)
- मिलर इंडिसिस: (1,0,0)
वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न
मिलर इंडिसिसचा उपयोग काय आहे?
मिलर इंडिसिस क्रिस्टल जाळ्यातील स्तर आणि दिशांना ओळखण्यासाठी आणि वर्णन करण्यासाठी वापरले जातात. हे एक मानकीकृत नोटेशन प्रदान करतात ज्यामुळे क्रिस्टलोग्राफर्स, सामग्री शास्त्रज्ञ, आणि अभियंते विशिष्ट क्रिस्टल ओरिएंटेशनबद्दल संवाद साधू शकतात. मिलर इंडिसिस एक्स-रे विवर्तन नमुन्यांचे विश्लेषण करण्यासाठी, क्रिस्टल वाढीचा अंदाज लावण्यासाठी, इंटरप्लानर स्पेसिंगची गणना करण्यासाठी, आणि क्रिस्टलोग्राफिक ओरिएंटेशनवर अवलंबून असलेल्या विविध भौतिक गुणधर्मांचा अभ्यास करण्यासाठी आवश्यक आहेत.
एका अक्षाला समांतर असलेल्या स्तराचे कसे हाताळावे?
जेव्हा एक स्तर एका अक्षाला समांतर असतो, तेव्हा तो त्या अक्षाशी कधीही इंटरसेप्ट होत नाही, त्यामुळे इंटरसेप्ट अनंत मानला जातो. मिलर इंडिसिस नोटेशनमध्ये, अनंताचे उलटांक शून्य आहे, त्यामुळे संबंधित मिलर इंडिसिस शून्य होतो. उदाहरणार्थ, y-अक्षाला समांतर असलेला एक स्तर इंटरसेप्ट्स (a, ∞, c) असेल आणि मिलर इंडिसिस (h,0,l) असेल.
नकारात्मक मिलर इंडिसिस म्हणजे काय?
नकारात्मक मिलर इंडिसिस म्हणजे स्तर मूळच्या बाजूवर संबंधित अक्षावर इंटरसेप्ट करतो. क्रिस्टलोग्राफिक नोटेशनमध्ये, नकारात्मक इंडिसिस सामान्यतः संख्येवर बारच्या सहाय्याने दर्शविले जातात, जसे की (h̄kl). नकारात्मक इंडिसिस म्हणजे त्यांच्या सकारात्मक समकक्षांच्या भौतिक गुणधर्मांमध्ये समानता दर्शवतात, परंतु भिन्न दिशांमध्ये असतात.
मिलर इंडिसिस क्रिस्टल संरचनेशी कसे संबंधित आहेत?
मिलर इंडिसिस थेट क्रिस्टल संरचनेतील अणूंच्या व्यवस्थापनाशी संबंधित आहेत. विशिष्ट मिलर इंडिसिस असलेल्या स्तरांमधील अंतर (dhkl) क्रिस्टल प्रणाली आणि जाळे पॅरामीटर्सवर अवलंबून असते. एक्स-रे विवर्तनामध्ये, हे स्तर परावर्तक स्तर म्हणून कार्य करतात ब्रॅगच्या नियमाचे पालन करून, विशिष्ट विवर्तन नमुन्यांचे उत्पादन करतात जे क्रिस्टल संरचना दर्शवतात.
मिलर इंडिसिस आणि मिलर-ब्राविस इंडिसिसमध्ये काय फरक आहे?
मिलर इंडिसिस तीन पूर्णांक (h,k,l) वापरतात आणि बहुतेक क्रिस्टल प्रणालींसाठी योग्य आहेत. मिलर-ब्राविस इंडिसिस चार पूर्णांक (h,k,i,l) वापरतात आणि विशेषतः हेक्सागोनल क्रिस्टल प्रणालीसाठी डिझाइन केले आहेत. चौथा इंडिस, i, अनावश्यक आहे (i = -(h+k)) परंतु हेक्सागोनल प्रणालीच्या समरूपतेला राखण्यासाठी मदत करतो आणि समकक्ष स्तरांना अधिक सहजपणे ओळखण्यास मदत करतो.
दोन क्रिस्टल स्तरांमधील कोन कसा गणना करावा?
(m₁,k₁,l₁) आणि (m₂,k₂,l₂) मिलर इंडिसिस असलेल्या दोन स्तरांमधील कोन θ क्यूबिक क्रिस्टल प्रणालीमध्ये खालीलप्रमाणे गणना केला जाऊ शकतो:
गैर-क्यूबिक प्रणालींसाठी, गणना अधिक जटिल आहे आणि क्रिस्टल प्रणालीच्या मेट्रिक टेन्सरचा समावेश करते.
मिलर इंडिसिस भिन्न असू शकतात का?
नाही, परंपरेनुसार, मिलर इंडिसिस नेहमी पूर्णांक असतात. जर गणना प्रारंभिकपणे भिन्नांक देत असेल, तर त्यांना समान प्रमाण राखणाऱ्या सर्वात लहान पूर्णांकांच्या संचात रूपांतरित केले जाते. हे सर्व गुणांकांचे गुणाकार करून केले जाते.
प्रयोगात्मकपणे क्रिस्टल चे चेहरेचे मिलर इंडिसिस कसे ठरवायचे?
मिलर इंडिसिस प्रयोगात्मकपणे एक्स-रे विवर्तन, इलेक्ट्रॉन विवर्तन, किंवा ऑप्टिकल गोनिओमेट्री वापरून ठरवले जाऊ शकतात. एक्स-रे विवर्तनामध्ये, विवर्तन झालेल्या कोनांमुळे क्रिस्टल स्तरांमधील d-spacing संबंधित असतो ब्रॅगच्या नियमाचे पालन करून, ज्यामुळे संबंधित मिलर इंडिसिस ओळखले जाऊ शकतात.
सामान्य क्रिस्टल स्तरांचे मिलर इंडिसिस काय आहेत?
काही सामान्य क्रिस्टल स्तर आणि त्यांचे मिलर इंडिसिस खालीलप्रमाणे आहेत:
- (100), (010), (001): प्राथमिक क्यूबिक चेहरे
- (110), (101), (011): क्यूबिक प्रणालीतील आडवे चेहरे
- (111): क्यूबिक प्रणालीतील ऑक्टाहेड्रल चेहरा
- (112): बॉडी-सेन्टर्ड क्यूबिक धातूंमध्ये सामान्य स्लिप स्तर
संदर्भ
-
मिलर, W. H. (1839). क्रिस्टलोग्राफीवरील एक उपचार. कॅम्ब्रिज: फॉर जे. & जे.जे. डाइटन.
-
अशक्रॉफ्ट, N. W., & मर्मिन, N. D. (1976). ठोस राज्य भौतिकी. होल्ट, राइनहार्ट आणि विंस्टन.
-
हैमंड, C. (2015). क्रिस्टलोग्राफी आणि विवर्तनाचे मूलभूत तत्त्वे (4थ आवृत्ती). ऑक्सफर्ड युनिव्हर्सिटी प्रेस.
-
क्युलिटी, B. D., & स्टॉक, S. R. (2014). एक्स-रे विवर्तनाचे तत्त्व (3री आवृत्ती). पिअरसन एज्युकेशन.
-
किटेल, C. (2004). ठोस राज्य भौतिकीमध्ये ओळख (8वी आवृत्ती). विली.
-
केली, A., & नॉलेज, K. M. (2012). क्रिस्टलोग्राफी आणि क्रिस्टल दोष (2री आवृत्ती). विली.
-
आंतरराष्ट्रीय क्रिस्टलोग्राफी संघ. (2016). क्रिस्टलोग्राफीसाठी आंतरराष्ट्रीय टेबल, खंड A: स्पेस-गट समरूपता. विली.
-
जियाकोवाझो, C., मोनाको, H. L., आर्टिओली, G., विटरबो, D., फेरारीस, G., गिली, G., झानोटी, G., & कॅटी, M. (2011). क्रिस्टलोग्राफीचे मूलभूत तत्त्वे (3री आवृत्ती). ऑक्सफर्ड युनिव्हर्सिटी प्रेस.
-
ब्यूर्जर, M. J. (1978). प्राथमिक क्रिस्टलोग्राफी: क्रिस्टलच्या मूलभूत भौगोलिक वैशिष्ट्यांचे एक परिचय. एमआयटी प्रेस.
-
टिल्ली, R. J. (2006). क्रिस्टल आणि क्रिस्टल संरचना. विली.
आमचा मिलर इंडिसिस कॅल्क्युलेटर आजच वापरून पहा आणि कोणत्याही क्रिस्टल स्तरासाठी जलद आणि अचूकपणे मिलर इंडिसिस ठरवा. तुम्ही क्रिस्टलोग्राफी शिकणारा विद्यार्थी असाल, सामग्री संरचना विश्लेषण करणारा संशोधक असाल, किंवा नवीन सामग्री डिझाइन करणारा अभियंता असाल, हा साधन तुम्हाला सहजपणे क्रिस्टल स्तरांची ओळख आणि समजून घेण्यात मदत करेल.
संबंधित टूल्स
आपल्या कामच्या प्रक्रियेसाठी उपयुक्त असणारे अधिक उपकरण शोधा.