обратная решётка

ОБРАТНАЯ РЕШЁТКА - периодпч. решётка в обратном пространстве, элементарные векторы трансляции к-рой b_i связаны с осн. векторами трансляции a_iисходной Браве решётки (прямой решётки) условиями

Узлы О. р. задаются соотношениямигде L_i - произвольные целые числа, i = 1, 2, 3 для трёхмерной решётки, i= 1, 2 для двухмерной. Размерность О. р. совпадает с размерностью прямой решётки. Так, для трёхмерной прямой решётки О. р. является трёхмерной с элементарными векторами трансляции, равными в соответствии с (1):

Здесь V = (а₁[а₂а₃]) - объём элементарной ячейки прямой решётки; объём элементарной ячейки О. р. равен Вектор О. p. G_hkl = hb₁ + kb₂ + lb₃ перпендикулярен плоскости с индексами кристаллографическими h, k, l.
Между прямыми и О. р. имеется взаимно однозначное соответствие, причём прямая решётка является обратной к обратной. Поэтому для каждого кристалла О. р. вводится однозначно, а симметрия О. р. полностью определяется симметрией решётки Браве кристалла. Напр.. О. р. для простой кубич. решётки - простая кубическая, для гранецентрир. кубической - объёмно-центрир. кубическая (и наоборот) и т. д.
Понятие О. р. является одним из основных в физике твёрдого тела. О. р. определяет структуру пространства квазиимпульсов квазичастиц. Их волновые векторы определены с точностью до векторов трансляции О. p. G; состояния квазичастиц, для которых квазиимпульсы отличаются на величину а остальные квантовые числа одинаковы, тождественны. Поэтому область всех физически неэквивалентных значений волнового вектора квазичастицы образует элементарную ячейку О. р. Соответственно энергетич. спектр квазичастиц и др. ф-ции волнового вектора являются периодич. ф-циями векторов трансляции О. р. При этом мн. характеристики квазичастиц кристалла могут задаваться разложением в ряд Фурье по векторам трансляции О. р. Это позволяет перейти к квазиимпульсному представлению для операторов и волновых ф-ций квазичастиц по аналогии с переходом к импульсному представлению для частиц в свободном пространстве (см. Импульсное представление в квантовой механике).
Экстремумы энергетич. спектра обычно соответствуют точкам высокой симметрии ячеек О. р. При столкновениях квазичастиц сумма их квазиимпульсов сохраняется с точностью до G (см. Переброса процессы). Вигнера - Зейтца ячейка О. р. является первой Бриллюэна зоной для кристалла.
О. р. - важный матем. образ, находящий многочисл. применения в кристаллографии и физике твёрдого тела. Напр., понятие О. р. удобно использовать при описании дифракции частиц на кристаллич. решётке (см. Дифракция нейтронов, Нейтронография структурная, Рентгеновский структурный анализ, Электронография). Соответственно нейтроно- и рентгенограммы кристалла могут дать "изображение" О. р.

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика, ч. 1, 3 изд., М., 1976; Современная кристаллография, т. 1, М., 1979.

А. Э. Мейерович,