什麼是米勒指數?
米勒指數(Miller indices)是由三個整數 (h k l) 組成的符號,在晶體學中用來描述晶格中某一平面的取向。這套表示法精簡且不帶單位,與晶胞的實際尺寸無關,因此在 X 光繞射分析、材料科學與固態物理中都是不可或缺的基礎工具。
如何使用本計算機
請輸入晶面與 x、y、z 三個晶體軸相交的截距,截距以晶格常數 a、b、c 為單位。若某個平面與某軸平行(截距落在無限遠處),請輸入 0——計算機會將其視為指數 0。接著系統會自動取倒數、消去分數,再化簡為最小整數比。
計算公式說明
整個計算分為三個步驟:
$$(h\,k\,l) = \frac{m}{\gcd}\left(\dfrac{1}{\text{X intercept}}\;,\;\dfrac{1}{\text{Y intercept}}\;,\;\dfrac{1}{\text{Z intercept}}\right)$$
1. 求出截距,以晶格單位表示(例如 1、2、3)。
2. 取倒數(\(1/1\)、\(1/2\)、\(1/3\))。
3. 消去分數,將各值乘以分母的最小公倍數(\(\times 6 \to 6,\,3,\,2\)),再除以最大公因數加以化簡。
得到的整數 (6 3 2) 就是米勒指數,書寫時放在括號內,數字之間不加逗號。
範例演算
假設某平面與三軸相交於 \(x = 1\)、\(y = 2\)、\(z = 3\)。取倒數後得 \(1\)、\(1/2\)、\(1/3\)。三者同乘 6 得到 6、3、2。三數之間沒有大於 1 的公因數,因此米勒指數為 (6 3 2)。
常見問題
指數為 0 代表什麼?指數為 0 表示該平面與此軸平行——其截距位於無限遠處,而 \(1/\infty = 0\)。
數字上方的橫線代表什麼?在完整符號中,負指數會在數字上方加一條橫線(例如 1̄)。本計算機則以負號表示與軸負方向相交的平面。
(1 1 1) 與 (2 2 2) 是同一個平面嗎?化簡後的 (1 1 1) 才是描述該平面取向的標準寫法;米勒指數一律化簡為最小整數比。