让公式从纸面上
站起来。
把数学符号、空间结构和物理过程连接起来。先预测,再操作,最后用模型验证自己的理解。
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1/a
从看见,到理解
你的概念地图
周期性
基矢
基矢
把数学符号、空间结构和物理过程连接起来。先预测,再操作,最后用模型验证自己的理解。
拆开原子层,观察相邻原子,再把真实晶格与倒格子逐一对应。
答错不要紧:按反馈里的引导去操作验证(会自动关掉抽屉并切换视图),再回来重答。
三幕式:先直觉,后公式。看完你就明白"倒格子是正格子的傅里叶变换"到底在说什么。
任何波都是纯波的叠加——就像和弦由几个纯音组成。开关下面的成分、拖动幅度,看合成波怎么变。下面那排"配方条"记录了每个纯音的用量——这张配方表,就是傅里叶变换。
傅里叶变换在对每个频率问同一个问题:「信号里含不含你?」问法很巧妙——把信号绕到圆上(缠绕频率 = 问题里的频率)。不匹配时,图形均匀摊开、质心缩在圆心;恰好匹配时,所有点转到同一侧,质心飞出圆心——飞出的那一刻,就是谱上的一根峰。
现在把配方用到原子链上:N 个原子、间距 a 的 δ 串,变换的峰出现在 2π/a 的整数倍——这串峰就是倒格子。真实晶体有限大,峰有宽度 ∝ 1/N——晶粒越小衍射峰越宽(XRD 测晶粒大小的原理)。第二幕的缠绕机,就是这些峰的成因。
晶体的原子排列看不见,但衍射峰看得见——从峰位反推晶体结构,正是倒格子最重要的应用。
上传或粘贴 CIF 文件,解析晶胞参数与原子坐标,3D 渲染真实晶体结构。拖动旋转 · Ctrl+滚轮 或 ± 缩放。
所有晶体按对称性只能归入七个晶系;布拉维证明点阵只有 14 种。晶格实验台里的 SC/BCC/FCC 就是立方晶系的 P/I/F 三种格子。
P 简单 · I 体心 · F 面心 · C 底心 · R 菱方心(三方格子按六方轴描述时,阵点位于 (⅔,⅓,⅓) 等处——注意 R 不是体心)。
晶格页可选结构对应的布拉维格子:SC = 立方 P;BCC = 立方 I;FCC、金刚石、NaCl、闪锌矿 = 立方 F(后三者是"FCC 点阵 + 多原子基元");CsCl = 立方 P(基元含两种离子,体心与角点不同种,所以不是体心格子!);HCP = 六方 P(基元含两个原子)。
一维原子链上的集体振动,怎样变成一条 ω(k) 色散曲线——这正是"k 空间"威力的第一课。
让 ex 不再只是一个符号:它可以是衰减、增长,也可以是复平面上的旋转。
周期函数可以拆成波的叠加,也可以用波把它合成出来——倒格子背后正是这个思想。
原子靠拢时,分立能级如何展宽成能带;电子怎么填充,决定了金属还是绝缘体。
你的预测与判题结果只保存在本机浏览器(localStorage),用来追踪每个概念的掌握情况;清除浏览器数据会一并清除记录。
兼容任意 OpenAI 格式接口。若控制台出现 CORS 报错,说明该服务商不允许浏览器直连——换用 OpenRouter 或自建代理即可。红线:AI 只负责讲解与出题,数值计算永远在本地模型完成。
答题记录与新手任务同步到云端服务器,换设备或清缓存后凭学习码找回进度。学习码即存取凭据,请勿泄露。
上次同步:从未同步
需要云端服务在线。AI 接口密钥不属于学习进度,不参与同步。
每个模块都有「预测挑战」卡片:凭直觉先选一个答案。猜错正是学习的开始——反馈会告诉你去哪里验证。
点反馈里的「→ 去验证」,或直接拖滑块、切视图、旋转模型,亲眼看物理量怎么变。
「学习记录」页实时汇总全部概念的掌握情况:亮起 = 已掌握;暗着的概念就是你的下一个目标。
晶格与倒格子 —— 左栏调参数;右侧五个视图(晶胞/分层堆叠/最近邻/双空间/倒格子)随便切,数据就在画布旁的模式侧栏。
晶系与布拉维 —— 七大晶系与 14 种布拉维格子速查,配合晶格页食用。
指数与复指数 —— 左侧滑块调 λ 与 ω,右侧「提示」按钮随时给你当前读数的说理。
倒格子与傅里叶 —— 一维 δ 串的傅里叶变换演示:调链长 N 与间距 a,看倒格峰的位置与宽窄。
声子与色散 —— 调质量/劲度/波数/链长,看色散曲线和原子链动画(拉到边界会变成驻波)。
衍射与布拉格 —— 左栏选波长/晶面/结构,画布同时显示布拉格几何与粉末谱;切结构看消光规律怎么变。
能带与费米面 —— 调跳跃积分 t 与电子数 ne,看能带、费米面与填充;金属/绝缘体一拖便知。
公式实验台 —— 傅里叶合成:选谐波次数叠加逼近方波,观察吉布斯过冲。
CIF 查看器 —— 上传/粘贴 CIF 文件或点内置示例(NaCl/石英/方解石),3D 渲染晶体结构,可开周期镜像。
学习记录 —— 概念掌握度与答题历史,只存在你的浏览器本机(登录后云同步)。
拖动或方向键旋转 · Ctrl+滚轮 或 ± 缩放 · 普通滚轮滚动页面 · 「◎ 记录状态」保存视角,之后可一键恢复