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结晶学
crystallography
研究的发生成长、外部形貌、化学成分、晶体结构、物理性质以及它们的相互关系的学科。晶体广泛存在，从自然界的冰雪和，到日常生活中的食盐和食糖，陶瓷和钢材，多种固态药品及试剂等，都是晶体。结晶学的知识被广泛用于地质、冶金、化工、材料科学、工农业生产和尖端科学技术中。
发展简史 ①人类认识晶体是从具有规则外形的天然矿物晶体开始的。1784年法国学者 提出了有理指数定律，阐述了晶面与晶棱的关系，为晶体定向和晶面符号的确定提供了理论依据。C.S.魏斯提出晶带定律。此二定律从不同角度阐明了晶面与晶棱间的关系。1830年德国学者J.F.C.赫塞尔建立了晶体按对称的分类体系。1839年，英国学者创立用以表示晶面空间方位的米氏符号，并得到广泛的应用。②在外形几何规律的启示下，人们开始了晶体内部结构的探索。1842年德国学者M.L.弗兰肯海姆推出晶体结构的15种空间格子；1848年法国学者修正了这一成果，最终确定了空间格子的14种型式（布拉维格子）。俄国结晶学家..费多罗夫和德国学者A.M.圣佛利斯各自独立地于1889和 1891年导出了晶体结构对称的230种空间群。至此，一个晶体结构完备的几何理论形成。③1912年德国学者 M.T.F.von劳厄成功地完成了晶体衍射 X射线的实验，他与英国学者 W.L.布格先后提出了晶体结构X射线分析的两个基本方程，开创了结晶学微观研究的新阶段。在大量实测晶体结构资料的基础上，逐渐建立起探索晶体成分与结构关系的新学科──晶体化学。1927年挪威学者提出了阐明晶体成分与结构的第一个晶体化学定律──戈尔德施密特定律。1929年美国学者N.L.鲍温总结出关于离子晶体结构的五条规则──鲍温法则。④1855年布拉维提出了阐明晶面发育顺序的布拉维法则，认为实际晶体被网面密度大的晶面所包围。1927年德国学者W.科塞尔提出了晶体的层生长理论。1949年F.C.夫兰克提出螺旋生长理论。1955年P.哈特曼和 N.G.佩多克提出周期键链(PBC)理论。晶体发生成长机理的研究日益深入，同时还开展了晶体人工培育的研究。⑤20世纪中叶以来晶体结构测定的速度和精度大大提高；由晶体平均结构的测定到真实的精细结构和晶体缺陷的研究，从间接的结构数据推算到电子显微镜下晶格象的直接观察，把结晶学推进到了一个现代结晶学的新阶段。
分支学科及其研究内容 结晶学包括如下分支：①晶体生长学。研究晶体发生、成长的机理和晶体的人工合成，用以追溯自然界晶体形成的环境和指导晶体的人工制备。②几何结晶学。研究晶体外形的几何规律，是结晶学的经典内容和基础。③晶体结构学。研究晶体中质点排布的规律及其测定。晶体结构资料为阐释晶体的一系列现象和性质提供依据。④晶体化学。研究晶体化学成分与结构的关系，成分、结构与晶体性能、形成条件的关系,其理论用于解释晶体的一系列现象和性质,指导发现或制备具有预期特性的晶体。⑤晶体物理学。研究晶体的物理性能及其产生机理，对于晶体的利用有重要指导意义。
研究手段和方法 ①研究晶体化学成分一般采用化学分析、光谱分析和电子探针分析等。②研究晶体结构的基本方法是 X射线衍射分析。为了特殊需要还须采用透射电镜和红外光谱、穆斯堡尔谱等各种谱学方法。③对晶体形貌的研究，传统的测角术仍是基本方法。研究晶体表面微形貌，还需要进行干涉显微镜和电子显微镜研究。④对晶体生长的研究,除对天然晶体的观测外,主要是通过人工晶体的培养，研究晶体生长机理，并合成所需的各种晶体。⑤对晶体的各种物理性能的研究和物理常数的测定，常采用偏光显微镜、电子显微镜、波谱分析和电学、磁学、热学、力学等各种方法。
与其他科学的关系 结晶学在理论和应用上都需要数学知识；物理学特别是固体物理学的新理论、新技术的引入，大大促进了现代结晶学的发展；晶体化学探讨成分与结构的关系更需要化学基础。结晶学的成果也丰富了物理学和化学的内容，促进了它们的发展。自然界的矿物都是晶体,矿物是地壳和地幔的组成单位,因而结晶学是地球科学，特别是研究其物质组成的、、、的基础。蛋白质等许多生物体也是晶体，因此结晶学也是生物学的基础。
参考书目
罗谷风：《结晶学导论》，地质出版社，北京，1985。
W. L. Bragg, ed., The Crystalline State, Bell,London,1949～1965. .. , .. ..(.,,《》,,1979～1981.
潘兆橹
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