Твёрдое тело. Кристаллические и аморфные тела
Твёрдое тело — агрегатное состояние вещества, характеризующееся постоянством формы и характером движения атомов, которые совершают малые колебания около положений равновесия.
Молекулы или атомы большинства твёрдых тел, таких как лёд, соль, алмаз, металлы, расположены в определённом порядке. Такие твёрдые тела называют кристаллическими. Хотя частицы этих тел и находятся в движении, движения эти представляют собой колебания около определённых точек (положений равновесия). Частицы не могут уйти далеко от этих точек, поэтому твёрдое тело сохраняет свою форму и объём.
Кроме того, в отличие от жидкостей, точки положений равновесия атомов или ионов твёрдого тела, будучи соединёнными, располагаются в вершинах правильной пространственной решётки, которая называется кристаллической.
Положения равновесия, относительно которых происходят тепловые колебания частиц, называются узлами кристаллической решётки.
Монокристалл — твёрдое тело, частицы которого образуют единую кристаллическую решётку (одиночный кристалл). Одним из главных свойств монокристаллов, которым они отличаются от жидкостей и газов, является анизотропия их физических свойств. Анизотропия — это зависимость физических свойств от направления в кристалле. Анизотропными являются механические свойства (например, известно, что слюду легко расслоить в одном направлении и очень трудно — в перпендикулярном), электрические свойства (электропроводность многих кристаллов зависит от направления), оптические свойства (явление двойного лучепреломления и дихроизма — анизотропии поглощения; так, например, монокристалл турмалина «окрашен» в разные цвета — зелёный и бурый, в зависимости от того, с какой стороны на него посмотреть).
Поликристалл — твёрдое тело, состоящее из беспорядочно ориентированных монокристаллов. Поликристаллическими являются большинство твёрдых тел, с которыми мы имеем дело в быту — соль, сахар, различные металлические изделия. Беспорядочная ориентация сросшихся микрокристалликов, из которых они состоят, приводит к исчезновению анизотропии свойств.
Кроме кристаллических к твёрдым телам относят также аморфные тела. Аморфный в переводе с греческого означает «бесформенный».
Аморфные тела — это твёрдые тела, для которых характерно неупорядоченное расположение частиц в пространстве. В этих телах молекулы (или атомы) колеблются около хаотически расположенных точек и, подобно молекулам жидкости, имеют определённое время оседлой жизни. Но, в отличие от жидкостей, время это у них очень велико.
К аморфным телам относятся стекло, янтарь, различные другие смолы, пластмассы. Хотя при комнатной температуре эти тела сохраняют свою форму, но при повышении температуры они постепенно размягчаются и начинают течь, как жидкости: у аморфных тел нет определённой температуры плавления.
Все аморфные тела изотропны, т. е. имеют одинаковые физические свойства по разным направлениям. При ударе они ведут себя как твёрдые тела — раскалываются, а при очень длительном воздействии — текут.
В настоящее время есть много веществ в аморфном состоянии, полученных искусственным путём, например, аморфные и стеклообразные полупроводники, магнитные материалы и даже металлы.
Эта лекция взята со страницы лекций по всем темам предмета физика:
Возможно эти страницы вам будут полезны:
| Модели строения газов, жидкостей и твёрдых тел в МКТ в физике |
| Жидкость в физике |
| Модель идеального газа в МКТ в физике |
| Основное уравнение МКТ (давление газа) в физике |
