Все свойства кристаллов и камней
Кристаллы и кристаллические материалы находят применение во многих приборах и устройствах, с которыми мы сталкиваемся каждый день. Кристаллы используются: В компьютерах и мобильных телефонах, Аудио- и видеотехнике.
Без кристаллов не могут работать многие сложные современные устройства для обработки, передачи и хранения информации, Кристаллы применяются для трансформации одного вида энергии в другой Кристаллы нужны для создания когерентных источников света и управления лазерным излучением Великолепие кристаллов издревле вдохновляет людей на создание красивейших ювелирных украшений и декоративных изделий. Кристаллы необходимы для обработки поверхностей. Потребность в кристаллах в мире очень высока Десятки тысяч тонн разнообразных кристаллов выращиваются ежегодно, и специалисты по росту и исследованию кристаллов постоянно востребованы как у нас в стране, так и за рубежом. Работы по созданию технологий кристаллических материалов входят в Перечень Приоритетных направлений развития науки, технологий и техники Российской Федерации, утвержденный Президентом РФ.
Кристаллы и их магические свойства. Моя коллекция камней // Камни, минералы // Вибрационная медицина
Использование алмазов Так выглядят алмазные резцы для обработки контактных линз. В промышленности часто используются инструменты, покрытые алмазным порошком. Прочность алмаза делает его наиболее подходящим материалом, который применяется при изготовлении тонкой проволоки, в частности нитей накаливания электрических лампы.
Хотя почти все драгоценные камни царапают стекло, успешно отрезать полоску стекла можно только алмазом Алмазный стеклорез Два ребра кристалла сходятся под острым углом. Этим требованиям лучше всего отвечают два ребра ромбододекаэдра. .
Лазер Лазер (англ.) – это усиление света в результате вынужденного излучения. Основа лазера — рубиновый стержень . Торцы его строго параллельны друг другу. Работает в импульсном режиме на длине волны 694 мм (темно-вишневый свет), мощность излучения может достигать в импульсе 106–109 Вт.
Важнейшую роль в получении лазерного луча играет кристалл рубина (Al2O3 ) с добавкой хрома. На схеме обозначены:1. Рабочая среда2. Энергия накачки лазера3. Непрозрачное зеркало4. Полупрозрачное зеркало5. Лазерный луч Лазеры нашли широкое применение в промышленности для различных видов обработки материалов: Сверление отверстий сварки тонких изделий.
Основная область применения маломощных импульсных лазеров с микроэлектроникой: В электровакуумной промышленности Машиностроении Медицине.
Небольшой лазер, однако он может прожечь материалы различного типа и на достаточно большом расстоянии . В качестве источника питания используется 8 достаточно немаленьких батареек. Их хватит на 100 выстрелов. Мощность выходного потока — 3 Дж/с.
Кварцевые часы — часы, в которых в качестве колебательной системы применяется кристалл кварца. Высокая твёрдость рубинов, или корундов, обусловила их широкое применение в промышленности. Из 1 кг синтетического рубина получается около 40 000 опорных камней для часов. Незаменимыми оказались рубиновые стержни-нитеводители на фабриках по изготовлению химического волокна.
Они практически не изнашиваются. Нитеводители из самого твёрдого стекла при протяжке через них искусственного волокна изнашиваются за несколько дней.
Жидкие кристаллы Жидкие кристаллы. Это необычные вещества, которые совмещают в себе свойства кристаллического твёрдого тела и жидкости. Подобно жидкостям они текучи, подобно кристаллам обладают а н и з о т р о п и е й . .
Строение молекул жидких кристаллов таково, что концы молекул очень слабо взаимодействуют друг с другом, в то же время боковые поверхности взаимодействуют очень сильно и могут прочно удерживать молекулы в едином ансамбле. Жидкие кристаллы: смектические (слева) и холестерические (справа) Жидкие кристаллы были открыты еще в 1888 году. Но практическое применение они нашли только тридцать лет назад. «Жидкокристаллическим» называют переходное состояние вещества, при котором оно приобретает текучесть, но при этом не теряет свою кристаллическую структуру.
Наибольший интерес для техники представляют холестерические жидкие кристаллы. В них направление осей молекул в каждом слое немного отличается друг от друга. Углы поворота осей зависят от температуры, а от угла поворота зависит окраска кристалла. Эта зависимость используется в медицине: можно непосредственно наблюдать распределение температуры по поверхности человеческого тела.Жидкокристаллический термометр в виде цветовой индикаторной полоски.
Буквенно-цифровые индикаторы электронных часов, микрокалькуляторов. Нужная цифра или буква воспроизводится с помощью комбинации небольших ячеек, выполненных в виде полосок. Каждая ячейка заполнена жидким кристаллом и имеет два электрода, на которые подаётся напряжение. В зависимости от величины напряжения, «загораются» те или иные ячейки.
труктура жидких кристаллов — растворов имеет огромное значение для жизнедеятельности организма: для циркуляции крови переноса ею кислорода функционирование клеток мозга для работы разнообразных клеточных мембран. Дефекты структур мембраны приводят к заболеванию организма. Образование холестерических и тем более жидких смектических кристаллов в крови вызывает сердечно-сосудистые заболевания. При неблагоприятной концентрации различных компонентов в желчи образуются сначала не полностью твёрдые кристаллы, а затем и «камни».
Жидкие кристаллы применяются в различного рода управляемых экранах, оптических затворах, плоских телевизионных экранах. Экран ЖК — телевизора представляет собой, если можно так выразиться, многослойный «сэндвич».
Полупроводники Многие кристаллы не являются хорошими проводниками электричества, как металлы, но их нельзя отнести и к диэлектрикам, т.к. они не являются и хорошими изоляторами. Это полупроводники. 4/5 массы земной коры: германий, кремний, селен и др., множество минералов, различные оксиды, сульфиды — являются полупроводниками.
Полупроводники в микроэлектронике Под воздействием температуры, освещения изменяется удельное электрическое сопротивление полупроводника. На этом явлении основана работа термисторов, фоторезисторов. Изготавливают фоторезисторы из сернистого свинца, сернистого кадмия, селенистого кадмия, имеющих кристаллическую структуру. Фоторезисторы находят широкое применение: 1.Контроль за запыленностью и задымленностью помещений 2.Автоматические выключатели уличного освещения 3.Турникеты в метрополитене 4.Сортировка и счёт готовой продукции 5.Контроль качества и готовности различных деталей.
Исключительно малые размеры полупроводниковых приборов (иногда всего в несколько миллиметров), долговечность, связанная с тем, что их свойства мало меняются со временем, возможность легко изменять их электропроводность дают широкие возможности для использования полупроводников. Терморезистор нового поколения безупречно обеспечивает срабатывание при заданной температуре.
Интегральные микросхемы Это совокупность большого числа взаимосвязанных компонентов – транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов, соединительных проводов, изготовленных на одном кристалле. На пластинку из полупроводника (кристаллы кремния) наносятся последовательно слои примесей, диэлектриков, напыляются слои металла. На одном кристалле формируется несколько тысяч электрических микроприборов. Размеры такой микросхемы обычно 5,5 мм, а отдельных микроприборов – порядка 10–6 м. Современный процессор Pentium-4 состоит из 42 млн. транзисторов. .Интегральные микросхемы- (две фотографии слева), и часть ядра Pentium ММХ (фотография справа)
Пьезоэффект Если из кристалла кварца (кварц-диэлектрик) вырезать определённым образом пластинку и поместить её между двумя электродами, то при сжатии кварцевой пластинки на электродах появятся равные по величине, но различные по знаку заряды. Пьезоэлектрический эффект в сильной степени проявляется в кристаллах титана, свинца, его производных. Такие кристаллы – основа пьезоэлектрических микрофонов и телефонов. Они преобразуют давление в электродвижущую силу в манометрах, служат для стабилизации частоты радиопередатчиков, измерения механических напряжений и вибраций.
Источники света В современных световых источниках холодный свет от прожектора по кабелям стекловолокна проходит к световому наконечнику (кристаллу), который дает направленный поток света, свободного от ультафиолетового и инфракрасного излучения, и следовательно благоприятного на глаз. Для декоративного светового отражения применяются гранёные кристаллы, имеющие остроконечные, полукруглые и круглые формы.
И так. На сегодняшний день можно смело утверждать: без кристаллов большая часть сфер деятельности человека станет не возможна, в связи с огромной областью их использования. Одни кристаллы используют для чипов, лазеров, ювелирных изделий, для нано электронных устройств. Из других делают термо индикаторы, сенсоры, имплантаты, подшипники, часовые стекла, скальпели, оптические стёкла. Третьи предназначены для оптических компьютеров, люминофоров, сцинтилляторов, дисплеев ноутбуков.
Кристаллы — синие, зелёные, красные, прозрачные , с металлическим блеском, самосветящиеся, магнитные, электрические, звучащие, вибрирующие, сверхтвердые и даже жидкие, сверхпрочные и пластичные, проницаемые, как сито, меняющие свой цвет и форму, ограненные, пластинчатые и даже волокнистые и деревообразные.Всё это физика твёрдого тела и многогранники!
Источник: www.sites.google.com
Строение кристаллов: особенности и физические свойства
При взгляде на кристаллы и изделия из самоцветов хочется понять, как могла появиться эта загадочная красота, каким образом создаются такие удивительные произведения природы. Появляется желание больше узнать об их свойствах. Ведь особенное, нигде в природе не повторяющееся строение кристаллов позволяет использовать их повсеместно: от ювелирных украшений до новейших научных и технических изобретений.
Изучение кристаллических минералов
Строение и свойства кристаллов столь многогранны, что изучением и исследованием этих явлений занимается отдельная наука – минералогия. Знаменитый российский академик Александр Евгеньевич Ферсман настолько был поглощен и удивлен разнообразием и безграничностью мира кристаллов, что стремился увлечь как можно больше умов этой темой. В своей книге «Занимательная минералогия» он с энтузиазмом и теплотой призывал познакомиться с тайнами минералов и окунуться в мир самоцветов:
Вам будет интересно: Что это — «бесить»? Смысл и значение слова
Я очень хочу вас увлечь. Хочу, чтобы вы начали интересоваться горами и каменоломнями, рудниками и копями, чтобы вы начали собирать коллекции минералов, чтобы вы захотели отправиться вместе с нами из города подальше, к течению реки, где высокие каменистые берега, к вершинам гор или к скалистому берегу моря, туда, где ломают камень, добывают песок или взрывают руду. Там всюду мы с вами найдем, чем заняться: и в мертвых скалах, песках и камнях мы с вами научимся читать какие-то великие законы природы, которые управляют всем миром и по которым построен весь мир.
Вам будет интересно: «На круги своя»: значение выражения, синонимы
Изучением кристаллов занимается физика, утверждая, что всякое действительно твердое тело является кристаллом. Химия исследует молекулярное строение кристаллов, приходя к выводу, что любой металл имеет кристаллическое строение.
Изучение удивительных свойств кристаллов имеет огромное значение для развития современных науки, техники, строительной промышленности и многих других отраслей.
Основные законы кристаллов
Первое, на что обращают внимание при взгляде на кристалл – это идеальная многогранная форма, но не она является главной особенностью минерала или металла.
Вам будет интересно: Факультеты и специальности МГУ имени Ломоносова
При разбивании кристалла на маленькие осколки от идеальной формы ничего не останется, но при этом любой осколок, как и прежде, будет оставаться кристаллом. Отличительной чертой кристалла является не его внешний вид, а характерные черты его внутреннего строения.
Симметричность
Первое, что стоит вспомнить и отметить при изучении кристаллов — это явление симметрии. Оно широко распространено в окружающей повседневной жизни. Симметричны крылья бабочки, отпечаток кляксы на листе бумаги, согнутом пополам. Симметричны снежные кристаллы. Шестиугольная снежинка имеет шесть плоскостей симметрии.
Сгибая рисунок по любой линии, изображающей плоскость симметрии снежинки, можно совместить друг с другом две ее половины.
Ось симметрии обладает таким свойством, что, поворачивая фигуру на некоторый известный угол вокруг нее, можно совместить между собой подходящие части фигуры. В зависимости от размера подходящего угла, на который нужно повернуть фигуру, в кристаллах определяют оси 2-го, 3-го, 4-го и 6-го порядка. Таким образом, в снежинках наблюдается единственная ось симметрии шестого порядка, которая является перпендикулярной к чертежной плоскости.
Центром симметрии считается такая точка в плоскости фигуры, на одинаковом расстоянии от которой в противоположном направлении находятся одинаковые элементы строения фигуры.
А что внутри?
Внутреннее строение кристаллов – это своеобразное соединение молекул и атомов в свойственном только кристаллам порядке. Каким образом узнают внутреннее строение частиц, если они не видимы даже в микроскоп?
Для этого используются рентгеновские лучи. Применяя их для просвечивания кристаллов, немецкий физик М. Лауэ, английские физики отец и сын Брэгг, российский профессор Ю. Вульф установили законы, согласно которым изучается структура и строение кристаллов.
Все оказалось удивительно и неожиданно. Само представление о строении молекулы оказалось неприменимым к кристаллическому состоянию вещества.
Например, такое известное всем вещество, как поваренная соль, имеет химический состав молекулы NaCl. Но в кристалле отдельные атомы хлора и натрия не складываются в отдельные молекулы, а образуют определенную конфигурацию, называемую пространственной или кристаллической решеткой. Мельчайшие частицы хлора и натрия имеют электрическую связь.
Кристаллическая решетка соли складывается следующим образом. Один из валентных электронов внешней оболочки атома натрия внедряется во внешнюю оболочку атома хлора, которая не полностью заполнена из-за отсутствия в третьей оболочке хлора восьмого электрона. Таким образом, в кристалле каждый ион как натрия, так и хлора принадлежат не одной молекуле, а всему кристаллу. Из-за того, что атом хлора одновалентен, он может присоединить к себе только один электрон. Но особенности строения кристаллов приводят к тому, что атом хлора окружен шестью атомами натрия, и невозможно определить, какой из них поделится с хлором электроном.
Вам будет интересно: Как в физике обозначается ускорение разных видов? Пример задачи на ускорение
Получается, что химическая молекула поваренной соли и ее кристалл – совсем не одно и то же. Весь монокристалл – это как бы одна гигантская молекула.
Решетка – только модель
Следует избегать ошибки, когда пространственную решетку принимают за действительную модель кристаллического строения. Решетка – своеобразное условное изображение примера соединения элементарных частиц в строении кристаллов. Места соединения решетки в виде шариков наглядно позволяют изобразить атомы, а линии, их соединяющие – это примерное изображение связующих сил между ними.
В реальности промежутки между атомами внутри кристалла гораздо меньше. Он является плотной упаковкой составляющих его частиц. Шарик – условное обозначение атома, использование которого позволяет удачно отразить свойства плотной упаковки. В реальности имеет место не простое соприкосновение атомов, а взаимное их частичное перекрывание друг другом. Иными словами, изображение шара в строении кристаллической решетки – это для наглядности изображенная сфера такого радиуса, которая вмещает основную часть электронов атома.
Залог прочности
Между двумя противоположно заряженными ионами возникает электрическая сила притяжения. Она является связующей в строении ионных кристаллов, таких как поваренная соль. Но если сильно приблизить ионы, то их электронные орбиты станут перекрывать друг друга, появятся отталкивающие силы одноименно заряженных частиц. Внутри кристалла распределение ионов таково, что отталкивающие и притягивающие силы находятся в равновесии, обеспечивая кристаллическую прочность. Такое строение характерно для ионных кристаллов.
А в кристаллических решетках алмаза и графита имеет место соединение атомов с помощью общих (коллективных) электронов. У близко расположенных атомов имеются общие электроны, которые вращаются вокруг ядра как одного, так и соседнего атомов.
Детальное изучение теории сил при таких связях довольно сложно и лежит в области квантовой механики.
Отличия металлов
Строение кристаллов металлов более сложно. В связи с тем, что атомы металла легко отдают имеющиеся внешние электроны, они могут свободно перемещаться по всему объему кристалла, образуя внутри него так называемый электронный газ. Благодаря таким «блуждающим» электронам создаются силы, обеспечивающие прочность металлического слитка. Изучение строения реальных кристаллов металла показывает, что в зависимости от способа охлаждения металлического слитка в нем могут иметься несовершенства: поверхностные, точечные и линейные. Размеры таких дефектов не превышают диаметр нескольких атомов, но они искажают кристаллическую решетку и влияют на диффузионные процессы в металлах.
Рост кристалла
Для более удобного понимания рост кристаллического вещества можно представить как возведение кирпичного строения. Если один кирпич незаконченной кладки представить как составную часть кристалла, то можно определить, куда будет расти кристалл. Свойства энергетики кристалла таковы, что положенный на первый кирпич будет испытывать притяжение с одной стороны — снизу.
При укладке на второй – с двух сторон, а на третий – с трех. В процессе кристаллизации – переходе из жидкого состояния в твердое – происходит выделение энергии (теплоты плавления). Для наибольшей прочности системы ее возможная энергия должна стремиться к минимальной. Поэтому рост кристаллов происходит слой за слоем. Сначала будет достроен ряд плоскости, затем вся плоскость, и только тогда начинает строиться следующая.
Наука о кристаллах
Основной закон кристаллографии – науки о кристаллах – говорит о том, что все углы между различными плоскостями кристаллических граней всегда постоянны и одинаковы. Как бы ни искажался растущий кристалл, углы между его гранями сохраняют одно и то же значение, присущее данному виду. Независимо от размера, формы и числа, грани одной плоскости кристалла всегда пересекаются под одинаковым предопределенным углом. Закон постоянства углов был открыт М.В. Ломоносовым в 1669 году и сыграл большую роль в изучении строения кристаллов.
Анизотропия
Своеобразие процесса формирования кристаллов обусловлено явлением анизотропии – различающимися физическими характеристиками в зависимости от направления роста. Монокристаллы в разных направлениях по-разному проводят электричество, тепло и свет и имеют неодинаковую прочность.
Таким образом, один и тот же химический элемент с одинаковыми атомами может образовывать различные кристаллические решетки. Например, углерод может кристаллизоваться в алмаз и в графит. При этом алмаз является примером максимальной прочности среди минералов, а графит легко оставляет свои чешуйки при письме карандашом на бумаге.
Измерение углов между гранями минералов имеет большое практическое значение для определения их природы.
Основные свойства
Узнав особенности строения кристаллов, кратко можно описать их основные свойства:
- Анизотропность – неодинаковость свойств в разных направлениях.
- Однородность – элементарные составляющие кристаллов, одинаково расположенные в пространстве, имеют одинаковые свойства.
- Способность к самоогранке – любой обломок кристалла в подходящей для его роста среде примет многогранную форму и покроется соответствующими данному виду кристаллов гранями. Именно это свойство позволяет кристаллу сохранять свою симметричность.
- Неизменность температуры плавления. Разрушение пространственной решетки минерала, то есть переход кристаллического вещества из твердого состояния в жидкое, всегда происходит при одной и той же температуре.
Кристаллы – твердые вещества, принявшие естественную форму симметричного многогранника. Строение кристаллов, характеризующееся формированием пространственной решетки, послужило основой для развития в физике теории электронной структуры твердого тела. Изучение свойств и строения минералов имеет важное практическое значение.
Источник: 1ku.ru
Все свойства кристаллов и камней
Твердые тела отличаются постоянством формы и объема и делятся на кристаллические и аморфные.
Кристаллические тела
Кристаллические тела (кристаллы) — это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают упорядоченные положения в пространстве.
Частицы кристаллических тел образуют в пространстве правильную кристаллическую пространственную решетку.
Каждому химическому веществу, находящемуся в кристаллическом состоянии, соответствует определенная кристаллическая решетка, которая задает физические свойства кристалла.
Знаете ли вы?
Много лет назад в Петербурге на одном из неотапливаемых складов лежали большие запасы белых оловянных блестящих пуговиц. И вдруг они начали темнеть, терять блеск и рассыпаться в порошок. За несколько дней горы пуговиц превратились в груду серого порошка. «Оловянная чума» — так к прозвали эту «болезнь» белого олова.
А это была всего лишь перестройка порядка атомов в кристаллах олова. Олово, переходя из белой разновидности в серую, рассыпается в порошок.
И белое и серое олово — это кристаллы олова, но при низкой температуре изменяется их кристаллическая структура, а в результате меняются физические свойства вещества.
Кристаллы могут иметь различную форму и ограничены плоскими гранями.
В природе существуют:
а) монокристаллы — это одиночные однородные кристаллы, имеющие форму правильных многоугольников и обладающие непрерывной кристаллической решеткой
Монокристаллы поваренной соли:
б) поликристаллы — это кристаллические тела, сросшиеся из мелких, хаотически расположенных кристаллов.
Большинство твердых тел имеет поликристаллическую структуру (металлы, камни, песок, сахар).
Анизотропия кристаллов
В кристаллах наблюдается анизотропия — зависимость физических свойств (механической прочности, электропроводности, теплопроводности, преломления и поглощения света, дифракции и др.) от направления внутри кристалла.
Анизотропия наблюдается в основном в монокристаллах.
В поликристаллах (например, в большом куске металла) анизотропия в обычном состоянии не проявляется.
Поликристаллы состоят из большого количества мелких кристаллических зерен. Хотя каждый из них обладает анизотропией, но за счет беспорядочности их расположения поликристаллическое тело в целом утрачивает анизотропию.
Любое кристаллическое вещество плавится и кристаллизуется при строго определенной температуре плавления: железо — при 1530°,олово — при 232°, кварц — при 1713°, ртуть — при минус 38°.
Нарушить порядок расположения в кристалле частицы могут, только если он начал плавиться.
Пока есть порядок частиц, есть кристаллическая решетка — существует кристалл. Нарушился строй частиц — значит, кристалл расплавился — превратился в жидкость, или испарился — перешел в пар.
Аморфные тела
Аморфные тела не имеют строгого порядка в расположении атомов и молекул (стекло, смола, янтарь, канифоль).
В амофных телах наблюдается изотропия — их физические свойства одинаковы по всем направлениям.
При внешних воздействиях аморфные тела обнаруживают одновременно упругие свойства (при ударах раскалываются на куски как твердые тела) и текучесть (при длительном воздействии текут как жидкости).
При низких температурах аморфные тела по своим свойствам напоминают твердые тела, а при высоких температурах — подобны очень вязким жидкостям.
Аморфные тела не имеют определенной температуры плавления, а значит,и температуры кристаллизации.
При нагревании они постепенно размягчаются.
Аморфные тела занимают промежуточное положение между кристаллическими твердыми телами и жидкостями.
Интересно
Одно и то же вещество может встречаться и в кристаллическом и в некристаллическом виде.
В жидком расплаве вещества частицы движутся совершенно беспорядочно.
Если, например, расплавить сахар, то:
1. если расплав застывает медленно, спокойно, то частицы собираются в ровные ряды и образуются кристаллы. Так получается сахарный песок или кусковой сахар;
2. если остывание происходит очень быстро, то частицы не успевают построиться правильными рядами и расплав затвердевает некристаллическим. Так, если вылить расплавленный сахар в холодную воду или на очень холодное блюдце, образуется сахарный леденец, некристаллический сахар.
Удивительно!
С течением времени некристаллическое вещество может «переродиться», или, точнее, закристаллизоваться, частицы в них собираются в правильные ряды.
Только срок для разных веществ различен:для сахара это несколько месяцев, а для камня — миллионы лет.
Пусть леденец полежит спокойно месяца два-три.Он покроется рыхлой корочкой. Посмотрите на нее в лупу: это мелкие кристаллики сахара. В некристаллическом сахаре начался рост кристаллов. Подождите еще несколько месяцев — и уже не только корочка, но и весь леденец закристаллизуется.
Даже наше обыкновенное оконное стекло может закристаллизоваться. Очень старое стекло становится иногда совершенно мутным,потому что в нем образуется масса мелких непрозрачных кристаллов.
На стекольных заводах иногда в печи образуется «козел», то есть глыба кристаллического стекла. Это кристаллическое стекло очень прочное.Легче разрушить печь, чем выбить из нее упрямого «козла».
Исследовав его, ученые создали новый очень прочный материал из стекла — ситалл. Это стеклокристаллический материал, полученный в результате объёмной кристаллизации стекла.
Любопытно!
Могут существовать разные кристаллические формы одного и того же вещества.
Например, углерод.
Графит — это кристаллический углерод. Из графита сделаны стержни карандашей, которые оставляют след на бумаге при легком надавливании. Структура графита слоиста. Слои графита легко сдвигаются, поэтому чешуйки графита пристают к бумаге при письме.
Но существует и другая форма кристаллического углерода — алмаз.
Так расположены атомы углерода в кристалле графита (слева) и алмаза (справа).
Алмаз — самый твердый на земле минерал.
Алмазом режут стекло и распиливают камни, применяют для бурения глубинных скважинах, полируют сверхтвердые сплавы, алмазы необходимы для производства тончайшей металлической проволоки диаметром до тысячных долей миллиметра, например, вольфрамовых нитей для электроламп.
Следующая страница «Взаимные превращения жидкостей и газов. Влажность воздуха»
Назад в раздел «10-11 класс»
Молекулярная физика. Термодинамика — Класс!ная физика
Источник: class-fizika.ru
Кристаллы
Твердые тела разделяют на аморфные тела и кристаллы. Отличие вторых от первых состоит в том, что атомы кристаллов располагаются согласно некоторому закону, образуя тем самым трехмерную периодическую укладку, что называется – кристаллическая решетка.
Этимология
Примечательно, что название кристаллов происходит от греческих слов «застывать» и «холод», и во времена Гомера этим словом называли горный хрусталь, который тогда считался «застывшим льдом». Сперва данным термином называли лишь ограненные прозрачные образования. Но позже, кристаллами стали звать также непрозрачные и не ограненные тела природного происхождения.
Кристаллическая структура и решетка
Идеальный кристалл представляется в виде периодически повторяющихся одинаковых структур – так называемых элементарных ячеек кристалла. В общем случае, форма такой ячейки – косоугольный параллелепипед.
Следует различать такие понятия как кристаллическая решетка и кристаллическая структура. Первая – это математическая абстракция, изображающая регулярное расположение неких точек в пространстве. В то время как кристаллическая структура – это реальный физический объект, кристалл, в котором с каждой точкой кристаллической решетки связана определенная группа атомов или молекул.
Кристаллическая структура граната — ромб и додекаэдр
Основным фактором, определяющим электромагнитные и механические свойства кристалла, является строение элементарной ячейки и атомов (молекул), связанных с ней.
Анизотропия кристаллов
Главное свойство кристаллов, отличающее их от аморфных тел – это анизотропия. Это означает, что свойства кристалла различны, в зависимости от направления. Так, например, неупругая (необратимая) деформация осуществляется лишь по определенным плоскостям кристалла, и в определенном направлении. В связи с анизотропией кристаллы по-разному реагируют на деформацию в зависимости от ее направления.
Однако, существуют кристаллы, которые не обладают анизотропией.
Виды кристаллов
Сравнение структур монокристаллов и поликристаллов
Кристаллы разделяют на монокристаллы и поликристаллы. Монокристаллами называют вещества, кристаллическая структура которых распространяется на все тело. Такие тела являются однородными и имеют непрерывную кристаллическую решетку. Обычно, такой кристалл обладает ярко выраженной огранкой. Примерами природного монокристалла являются монокристаллы каменной соли, алмаза и топаза, а также кварца.
Сульфат алюминия-калия монокристалл
Немало веществ имеют кристаллическую структуру, хотя обычно не имеют характерной для кристаллов формы. К таким веществам относятся, например, металлы. Исследования показывают, что такие вещества состоят из большого количества очень маленьких монокристаллов — кристаллических зерен или кристаллитов.
Вещество, состоящее из множества таких разноориентированных монокристаллов, называется поликристаллическим. Поликристаллы зачастую не имеют огранки, а их свойства зависят от среднего размера кристаллических зерен, их взаимного расположения, а также строения межзеренных границу. К поликристаллам относятся такие вещества как металлы и сплавы, керамики и минералы, а также другие.
Возможные способы роста и образования
- Кристаллизация путем возгонки. Подобный метод кристаллизации подразумевает переход вещества из газообразного состояния к твердому, минуя жидкую фазу. Подобный процесс в природе имеет место в вулканических трещинах или кратерах, когда вещество быстро остывает. Однако простейший пример – образование зимой снежинок из воды.
Кристалл воды — снежинка
- Первый – переход вещества из аморфного твердого тела в кристаллическое. Так, например, происходит кристаллизация стекла, в том числе кристаллизация вулканических пород, содержащих стекло.
- Второй – перекристаллизация вещества с разрушением старой структуры и образованием новой. Большинство горных пород образуются именно таким способом. Известные примеры перекристаллизации: переход известняка в мрамор, кварцевых песчаников в кварциты или глинистых пород в филлиты.
Монокристалл рубина (корунд)
Другие факты
- Имеет место такое явление как прорастание кристаллов. Это означает процесс, когда индивиды взаимно пересекаются и прорастают друг друга.
- Существуют так называемые ионные кристаллы, которые состоят в основном из ионов, связь которых образуется за счет электростатического притяжения. К таким телам относят фторид калия и натрия, хлорид и бромид калия и др.
- Существует 47 простых форм, из которых может состоять кристалл. Среди них: призма, пирамида, тетраедр, трапецоедр, ромбоедр и т.п.
Формы кристаллов
Источник: spacegid.com
Что означают разные цвета кристаллов? Понимание цветов кристаллов и их духовного значения
Кристаллы могут оказать большую помощь в исцелении и духовных целях. Они создают мистическую связь между нами и энергией земли. Лечебные свойства кристаллов во многом связаны с их цветом. Поэтому очень важно выбрать кристалл правильного цвета, который поддержит нас в соответствии с нашим намерением.
Каждый цвет обладает уникальным набором целительных вибраций, влияющих на ваше духовное, физическое и эмоциональное благополучие. Цветовая символика кристаллов обычно коррелирует с цветовой символикой других эзотерических практик, таких как цветовая магия или традиционная восточная система чакр.
Кристаллы используются для лечения проблем со здоровьем, для придания энергии телу и разуму и даже для удаления негативной или плохой энергии из комнаты. Многие люди используют кристаллы для борьбы со стрессом, беспокойством и даже психическими и физиологическими заболеваниями. Если вы никогда раньше не использовали кристаллы, читайте дальше. В этом кратком руководстве вы узнаете о различных цветах кристаллов и о том, что они означают.
Значение белого кристалла: мир и чистота Примеры: белый и
Белые кристаллы характеризуются очищающими свойствами, например, горный хрусталь способен увеличивать энергию, которой обладают другие кристаллы, а селенит может очищать окружающие пространства. Мы можем легко соединиться с белыми кристаллами и обрести внутренний покой. Белые кристаллы очень полезны во время медитации и ритуалов энергетической очистки. Значение красного кристалла: сила и действие Примеры: ,,ванадинит и
Цель энергетического напитка та же, что и у красного кристалла — то есть наполнить нас страстью и энергией, чтобы мы были мотивированы, решительны и готовы действовать. Когда нам нужен толчок, чтобы немедленно выполнить какую-то работу, кристаллы красного цвета — правильный выбор. Рубин лучше всего носить на сердце, пальце или щиколотке. Красную яшму лучше всего класть на лоб. Гранат можно носить на мочках ушей, пальцах или сердце.
Значение розового кристалла: сострадание и любовь Примеры: розовый опал и турмалин, родонит и родохрозит
Розовые кристаллы символизируют теплое чувство и любящее сердце. Нежные, сочувствующие и эмоционально исцеляющие розовые камни отлично подходят для того, чтобы привнести в вашу жизнь больше любви и доброты. Вы можете медитировать с розовым кристаллом или носить его с собой, когда занимаетесь любым вопросом прощения, отношений, любви к себе или любви к другим. Значение оранжевого кристалла: сексуальность, изменение и творчество Примеры: солнечный камень и
Этот кристаллический цвет ассоциируется с сексуальностью, творчеством и энтузиазмом. Благодаря оранжевым кристаллам мы можем получить стимул и вдохновение, которые могут послужить катализатором великих преобразований в нашей жизни. Когда мы чувствуем себя сбитыми с толку, камни оранжевого цвета могут помочь нам принять важные решения. Значение желтого кристалла: оптимизм и решительность
Примеры: , сернистый кварц, золотой оникс и желтая яшма Желтые кристаллы олицетворяют оптимизм и заставляют нас чувствовать себя живыми, яркими и позитивными в отношении себя и своей жизни. Они поддерживают положительную энергию и новые начинания. Желтые кристаллы также помогают укрепить нашу веру в нашу личную силу, поэтому работайте с ними всякий раз, когда вам нужно повысить свою уверенность в себе. Также используйте желтые камни в пасмурную погоду, чтобы предотвратить вялость и депрессию.
Значение зеленого кристалла: рост и изобилие Примеры: , , , , я перидот
Источник: pixabay.com
Зеленый олицетворяет и природу, и деньги. Зеленые камни поддерживают финансовый успех и общее изобилие в жизни. Они также будут поддерживать нашу духовную эволюцию, направляя энергию в правильном направлении. Зеленые кристаллы также хороши, потому что они помогают соединить нас с землей и заземлить нас в энергии природы.
Авантюрин преобразует негативную энергию и помогает сбалансировать эндокринную систему при ношении на сердце. Перидот, надетый на горло, выводит токсины. Значение синего кристалла: общение и прозрачность Примеры: , , азурит и ларимар 
Синие кристаллы помогают в достижении покоя и ясности мысли, как и небо и океаны. Они помогают достичь ясности в общении и позволяют искренне выражать свои мысли, чтобы вы чувствовали себя спокойно и сосредоточенно при выражении своих идей. Физиологически голубые камни поддерживают сердечно-сосудистую систему.
Значение фиолетового кристалла: интуиция и духовность Примеры: духовный кварц (кактусовый аметист), я 
Фиолетовые кристаллы — это «. Они помогают в медитации и росте энергии кундалини.
При правильном использовании фиолетовые кристаллы стимулируют коронную чакру и открывают духовность. Кроме того, эти камни устанавливают связь между нами и мистическим царством, укрепляя нашу интуицию и повышая самосознание. Они также могут быть замечательными инструментами для использования царства божественных снов для творческого вдохновения или духовного руководства. Используйте фиолетовые кристаллы, если вы пытаетесь глубоко войти в медитативное состояние. Значение черного кристалла: элиминаторы негатива Примеры: и цианит, гагат, и
Источник: 123rf.com
Черные кристаллы чрезвычайно защищают и очень эффективны в удалении негатива. Эти камни могут рассеять наши тревоги, придать смелости и обеспечить эмоциональную и физическую безопасность. Их часто используют как своеобразный «щит» от негативных вибраций, поэтому, если вам нужна надежная духовная защита или вы сталкиваетесь со стрессовыми ситуациями, выбирайте черный кристалл. Кристалл М.
Источник: vse-o-tattoo.ru