
- •Експериментальні методи фізичної та біомедичної електроніки
- •Розділ I експериментальні методи у фізиці твердого тіла
- •Розділ II Експериментальні методи відображення інформації
- •Розділ III Оптико-спектральні методи в біомедичних дослідженнях
- •Теоретичні відомості Практичні прийоми знаходження елементів симетрії і простих форм.
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота 2 Елементи теоретико-групового аналізу точкових груп
- •Теоретичні відомості
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота 3 Складання таблиць характерів незвідних представлень точкових кристалографічних груп
- •Теоретичні відомості Регулярні представлення операцій симетрії кристалографічних груп та класів спряжених елементів.
- •Перемноження класів спряжених елементів.
- •Застосування мультиплікативних коефіцієнтів для знаходження незвідних представлень точкової групи.
- •Позначення, пов’язані з поворотними осями порядку вище другого.
- •Оператор ототожнення е.
- •Співвідношення ортогональності.
- •Хід роботи
- •Контрольні запитання
- •Дослідження термоелектричних явищ у напівпровідниках.
- •Теоретичні відомості
- •Ефект Пельтьє.
- •Контрольні запитання:
- •Лабораторна робота №5 Вивчення залежності електропровідності напівпровідників від напруженості електричного поля.
- •Теоретичні відомості
- •Термоелектронна іонізація
- •Ударна іонізація.
- •Опис установки та теорія методу дослідження залежності електропровідності варисторів від напруженості електричного поля при різних температурах.
- •Хід роботи.
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота № 6. Вивчення зміни опору металів і напівпровідників в магнітному полі.
- •Опис експериментальної установки
- •Проведення експерименту :
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота № 7. Визначення параметрів напівпровідників шляхом вимірювання е.Р.С Холла.
- •Теоретичний вступ
- •Послідовність виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота№8. Дослідження магнітних властивостей феритів.
- •Теоретичні відомості
- •Спінова природа феромагнетизму.
- •Магнітна анізотропія
- •Магнони
- •Доменна структура феромагнетиків
- •Намагнічування феромагнетиків
- •Опис установки.
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота№9. Дослідження властивостей сегнетоелектриків
- •Теоретичні відомості
- •Випадок 1.
- •Експериментальна установка.
- •Завдання до роботи.
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота№10. Дослідження нелінійних і температурних характеристик сегнетоелектриків
- •Теоретичні відомості
- •Порядок виконання роботи
- •Обробка результатів
- •Контрольні запитання
- •Визначення коефіцієнта теплопровідності металів
- •Об’єкти дослідження: мідні та сталеві стрижні.
- •Теоретичні відомості
- •6. Порядок виконання роботи
- •7. Оформлення звіту
- •Контрольні питання
Позначення, пов’язані з поворотними осями порядку вище другого.
Таблиці характерів незвідних представлень для точкових груп, які містять тільки подвійні осі, площини І, центр симетрії, складаються тільки з +І та -І, оскільки дані елементи симетрії можуть міняти тільки знак координати, але не величину.
Для точкових груп, які містять осі 3,4,6-го порядку, щоб охарактеризувати поворот на відповідний елементарний кут, вводять спеціальні позначення.
Рис.3.1 Діаграма Арганда
При
цьому зручно користуватись так званою
діаграмою Арганда, на якій вектор
одиничної довжини, що обертається,
складає кут α, з
горизонтальною віссю. Вздовж осі ОА
відкладається
а вздовж ОВ
-
причому координата вздовж осі ОВ
множиться на i,
де i – комплексна
одиниця (i =
).
Поворот вектора, наприклад, в положення
ОQ,
характеризується символом ε:
.
Оскільки
то довжина відрізка OQ=1.
Маємо також:
.
Для
знаходження модуля ε множимо
на комплексно спряжену величину і
добуваємо корінь з добутку. Записуючи
замість
,
маємо:
.
Отже, модуль ε дорівнює 1 ,тобто ОQ. Введені позначення використовуються при поворотах навколо конкретних осей наступним чином: Для осі 4 маємо α = 2π/4, тоді:
.
Другий поворот на 2π/4 відповідає ε2, тобто:
.
Третій поворот відповідає:
.
Замість ε3 звичайно пишуть ε* , оскільки:
.
Для осі
3
;
значення ε для одного і двох обертань
на
кут 2π/3 такі:
(замість ε2 прийнято писати ε*).
Для осі
6
;
значення ε для
послідовних поворотів такі:
Оператор ототожнення е.
У таблицях характерів незвідних представлень для груп 1, 1, 2, m , 2/m, 222, 2mm, mmm розмірність оператора ототожнення Е дорівнює 1. В точкових групах, які мають більше одного елемента хоча б в одному класі спряжених елементів, розмірність Е може бути рівною 2 або 3.
У восьми вказаних вище групах порядок розташування координат еквівалентних точок не змінюється ніякими елементами симетрії. Наприклад, в групі 222:
Співставимо їх з відповідними координатами еквівалентних загальних точок в групі №4 mm:
Тут є такі пари точок, дві координати яких у площині ху не незалежні, а можуть мінятись одна з другою місцями (наприклад, координати х та у в точок х,у,z та у,х,z ). У точковій групі 222 у довільному наборі координат точок координата "х" завжди стоїть зліва, а в точковій групі 4mm вона може стояти зліва чи посередині.
Матриці, які здійснюють перетворення точок в групі 222, мають вигляд:
причому всі недіагональні члени в них дорівнюють 0.
Для групи 4mm матриці мають інакший вигляд; наприклад, для точок з координатами х,у,z:
Як видно, деякі недіагональні члени тут вже відмінні від 0. В загальному вигляді такі матриці можна записати як:
де F, G, H, I – можуть бути рівними 1 або 0, а J = ± 1.
Матриця виду F G H I, називається двомірною і оператор ототожнення Е тепер має бути записаний у вигляді
.
Характер цієї матриці (сума діагональних членів) дорівнює її розмірності, тобто рівний 2. Таким чином, якщо дві координати, х та у, разом відносяться до одного представлення, то розмірність Е дорівнює 2.
В кубічних точкових групах вісь 3 [III] переводить координати х,у,z; в у,z,х та z,х,у. Матриці перетворення цих точок такі:
В загальному виді такі матриці можна записати як:
де кожна буква може приймати значення +1, 0, -1. Подібна матриця називається трьохмірною, і для оператора ототожнення в цьому випадку маємо:
Характер цієї матриці дорівнює 3.
Отже, одиничний елемент Е точкової групи може мати різну розмірність у залежності від розмірності представлення, причому характер цього елемента дорівнює його розмірності.