晶体学_百度百科
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又称，是一门以确定固体中（或）排列方式为目的的实验科学。 研究晶体及类晶体生成、形貌、组成、结构及其物理化学性质规律的。它包括三个主要组成：几何晶体学是晶体学的基础，其主要内含是有关晶体三维的理论与有关晶体对称性的、理论；学是现代晶体学的核心，它研究晶体及类晶的及晶体；晶体物理化学主要涉及有关生长、缺陷与物性的晶体物理及有关化学、、生物体系各类晶体的。晶体学分支甚多，如、晶体工程、蛋白晶体学等。外文名crystallography类&&&&型实验科学
crystallography
“晶体学”（crystallography）一词原先仅指对各种晶体性质的研究，但随着人们对物质在微观尺度上认识的加深，其词义已大大扩充。
在晶体学提出之前（介绍见下文），人们对晶体的研究主要集中于晶体的几何上，包括测量各相对于理论参考坐标系（晶体）的夹角，以及建立的等等。夹角的测量用完成。每个晶面在中的位置用它们在一个立体球面坐标“网”上的投影点（一般称为投影“极”）表示。坐标网的又根据不同取法分为Wolff网和Lambert网。将一个晶体的各个晶面对应的极点在坐标网上画出，并标出晶面相应的（Miller Indices），最终便可确定晶体的对称性关系现代晶体学研究主要通过分析晶体对各种电磁波束或的衍射图像来进行。除了最常用的外，还包括和束（根据德布罗意理论，这些基本粒子都具有波动性，参见条目），可以表现出和光波类似的性质）。晶体学家直接用辐射源的名字命名各种标定方法，如（常用英文缩写），和。以上三种辐射源与晶体学试样的作用方式有很大区别：主要被原子（或离子）的最外层所散射；电子由于带负电，会与包括和核外电子在内的整个分布场发生相互作用；中子不带电且质量较大，主要在与原子核发生碰撞时（碰撞的概率非常低）受到来自原子核的作用力；与此同时，由于中子自身的不为零，它还会与原子（或离子）磁场相互作用。这三种不同的作用方式适应晶体学中不同方面的研究。普通显微成像的原理是利用光学透镜组汇聚来自待观测的物体的，进行多次成像放大。然而，可见光的通常要远大于固体中的和尺度，难以与之发生作用，因此晶体学观测学要选择波长更短的辐射源，如。但一旦使用短波长辐射源，就意味着传统的“显微放大”和“拍摄”方法将不能（或难以）应用到晶体学研究中，因为自然界没有材料能制造出可以汇聚短波长射线的透镜。所以要研究固体中原子或离子（在晶体学中抽象成点阵）的排列方式，需要使用间接的方法——利用排列的空间。
具有高度的有序性和周期性，是分析固体微观结构的理想材料。以为例，被某个固体（或离子）的外层电子散射的太少，构成的不足以被仪器检测到。但由晶体中满足一定条件（，Bragg's law）的多个晶面上的原子（或离子）散射的X射线由于可以发生，将可能构成足够的强度，能被照相底片或仪器所记录。
晶体中的用方括号括起的三个最小坐标值来标出，譬如：[100]；
在中等价的一组晶向称为晶向族，用尖括号括起的三个最小互质坐标值来标出，譬如 & 100 & 。在正方中，上述晶向族中包含的晶向有六个晶向；
晶面的密勒指数用括起，如(100)。在正方晶系中，(hkl) 晶面垂直于 [hkl] 晶向；
与的定义类似，在对称操作中等价的一组晶面称为，用花括号括起，如 。晶体学研究的某些材料，如蛋白质，在自然状态下并非晶体。培养蛋白质或类似物质晶体的典型过程，是将这些物质的静置数天、数周甚至数月，让它通过蒸发、扩散而结晶。通常将一滴溶有待结晶物质分子、和的水溶液置于一个放有的密封容器内，随着水溶液中的水慢慢蒸发，被吸湿剂吸收，水溶液浓度缓慢增加，就可能形成较大的结晶。如果溶液的浓度增加速度过快，析出的溶质则为大量取向随机的微小颗粒，难以进行研究。
晶体获得后，便可以通过方法对其进行研究。尽管当今许多大学和科研单位均使用各种小型进行晶体学研究，但理想的X射线源却是通常体积庞大的（）。宽、强度和准直度极高，应用于晶体学研究可大大提高和研究效率。
从晶体的衍射花样推测的过程称为衍射花样的标定，涉及较繁琐的数学计算，常常要根据和衍射结果的比较对模型进行反复的修改（该过程一般称为modeling and refinement）。在这个过程中，晶体学家要计算出可能晶格结构的衍射花样，并与实际得到的花样进行对比，综合考虑各种因素后进行多次筛选和修正，最终选定一组（通常不止一种）与实验结果最大程度吻合的猜测作为推测的结果。这是一个异常繁琐的过程，但如今由于电脑的广泛应用，标定工作已经大大简化了。
除上述针对晶体的衍射分析方法外，纤维和粉末也可以进行衍射分析。这类试样虽然没有那样的高度，但仍表现出一定的，可利用衍射分析得到其内部分子的许多信息。譬如，DNA分子的双螺旋结构就是基于对纤维试样的结果的分析而提出，最终得到验证的。在中的应用
晶体学是材料科学家常常使用的研究工具。若所要研究物质为单晶体，则其原子排布结构直接决定了晶体的外形。另外，结晶材料的许多物理性质都极大地受到晶体内部（如杂质原子、等等）的影响，而研究这些缺陷又必须以研究作为基础。在多数情况下，研究的材料都是，因此粉末衍射在确定材料的中起着极其重要的作用。
除晶体结构因素外，晶体学还能确定其他一些影响性质的因素。譬如：中含有大量细小的鳞片状矿物颗粒。这些颗粒容易在自身平面方向作相对滑动，但在垂直自身平面的方向则极难发生相对运动。这些机制可以利用晶体学中的测量进行研究。
晶体学在中的另一个应用是物相分析。材料中不同化学成分或同一种化学成分常常以不同物相的形式出现，每一相的和都不相同，因此要确定或涉及材料的性质，相分析工作十分重要。譬如，在加热到912℃时，会发生从体心立方（body-centered cubic，简称bcc）到面心立方（face-centered cubic，简称fcc）的相转变，称为奥氏体转变。由于是一种密堆垛结构，而体心立方则较松散，这解释了铁在加热过912℃后体积减小的现象。典型的相分析也是通过分析材料的结果来进行的。
晶体学理论涉及各种的枚举，因此常需借助数学中的进行研究。参见。
在生物学中的应用
是确定生物大分子，尤其是蛋白质和（如DNA、RNA）构象的主要方法。的就是通过晶体学实验数据发现的。1958年，科学家（Kendrew, J.C. et al.）首次通过研究的，利用分析方法得到了分子的空间模型（Nature 181, 662–666）。 如今，研究人员已建立起了（Protein Data Bank，PDB），将已测明的蛋白质和其他生物大分子的结构供人们免费查询。利用蛋白质三维结构分析软件RasMol，还可对数据进行。
电子晶体学应用在某些蛋白质，如（membrane protein）和病毒（viral capsid）结构的研究中。
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03至12年湖南大学材料科学基础考研真题
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肺弥散量的影响因素有哪些?
肺弥散量的影响因素有哪些?
由于氧耗量随身高或体表面积增加而增加,而肺泡动脉血氧分压不受身材影响,故氧耗量增加必然伴有弥散量增加.( 2 ）年龄：弥散量直接与年龄成负相关,即其随年龄的增加而减少,减少原因可能与有功能的毛细血管床的变化或通气血流分布的变化有关.( 3 ）性别：相同年龄组,男性弥散量较女性为大；儿童的弥散量仅受身高的影响,而不受年龄及性别的影响.( 4 ）血红蛋白：弥散量与血红蛋白水平成正相关,即血红蛋白水平越高弥散量会越大.受试者的血红蛋白每上升或下降19 ,弥散量便会上升或下降7 ％.( 5 ）测试方法：用恒定状态法测试的弥散量要比单次呼吸法少30 ％.一次呼吸法测定时肺容积为TLC ,而重复呼吸法测定时,肺容积在TLC 与RV 之间.由于重复呼吸法测定时肺容积较小,因而弥散量测定值较一次呼吸法为小.( 6 ）测试时间：若每天从清晨开始计算,弥散量测定值以每小时递减1 .2 ％一2 .2 % ,所以同一受试者在同一日不同时间测量时,结果的重复性会受影响.( 7 ）体位：有的作者报道卧位较坐位时弥散量增加14 ％一20 % ,而坐位较立位时增加13 ％.部分原因系由于立位时肺血流量最小,由立位改为卧位或头低位时,肺血流量逐渐增加,故测定弥散量时需注明受试者的体位.有的作者测定正常人从坐位改为卧位时VC 与Dm 的改变,说明卧位时弥散量增加主要系由于肺血流量增加,原因为闭合的肺毛细血管开放,因而使血流量与弥散面积增加.在正常情况下,肺毛细血管仅很少部分开放.除肺血流量以外,肺血管压和通气一血流分布也是重要因素.( 8 ）运动：运动时测定的弥散量比静息时的要明显增加,这是因为运动时肺血流量及肺血管压力的增加而使VC 及Dm 增加.运动时肺血流量增加原因,可能由于已开放的肺毛细血管的扩张,或闭合的毛细血管于运动时开放,以致肺毛细血管床增加.( 9 ）体温：肺弥散量随体温的降低而减少.麻醉狗实验说明,体温每降低1 ℃ ,弥散量减少5 ％.体温降低可使一氧化碳在肺泡膜的溶解度增加,但弥散系数、肺血流量以及肺血管压力均降低,因而体温明显降低时,可使弥散量减少,而发热对弥散量无明显影响.( 10 ）吸烟：吸烟可使弥散量减少,这是因为吸烟可使血液中的与一氧化碳结合的血红蛋白的浓度增高,从而使测试时一氧化碳的弥散量下降.( 11 ）胸腔压力：当胸腔压力增加时,如见于正压人工呼吸与Va/Sa/Va 动作时,由于阻滞了静脉回流,导致血流量的减少、弥散量的减低.但胸腔压的改变对弥散功能的影响并不大.( 12 ）肺泡氧分压：增加吸人氧浓度对肺泡膜弥散能力无影响,但对血红蛋白摄取一氧化碳能力产生影响,如肺泡内氧浓度增加（达40 % - 100 % ) ,则氧对一氧化碳与血红蛋白的竞争也增加,红细胞对一氧化碳的摄取率将会降低,所以对于额外吸氧的或是刚做完气体稀释检查的患者要间隔20 分钟后再进行弥散量的测定以避免高浓度氧的影响.肺泡氧浓度减少（10 % -20 % ) ,则氧对一氧化碳与血红蛋白的竞争减少,而血红蛋白对一氧化碳的摄取率增加.( 13 ）高原：在高原,因为大气压下降使肺毛细血管血流量增加,加上大气的氧浓度要下降,所以一氧化碳的弥散量增加.弥散能力增加的原因可能由于遗传因素,或出生早期的氧刺激对肺发育的影响.来源：浙江省医学会资料提供,版权所有,未经许可,不得转载 上传我的文档
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6.2 晶体中的扩散及其微观机制
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