Фізика твердих тіл
Якщо порівнювати з газами, то тверді тіла є їх повною протилежністю. Ні про яку свободу пересування частинки твердих тіл навіть “не думають”.
У твердих тілах частинки розташовані досить близько один до одного: відстані між частинками порядку розміру самих частинок. Сили взаємодії між частинками твердого тіла дуже великі; розташування частинок в просторі володіє періодичної повторюваністю і утворює так звану кристалічну решітку. Атоми кремнію, як бачите, розташовані в просторі періодичним чином, причому кожен атом зчеплений з чотирма іншими атомами. На рис. 2.5 ми бачимо плоске зображення тієї ж самої кристалічної решітки (на додачу показані електрони, що знаходяться на зовнішніх оболонках атомів кремнію). Точки простору, в яких знаходяться частинки твердого тіла, називаються вузлами кристалічної решітки.
Насправді частки не спочивають у вузлах кристалічної решітки, а здійснюють тепловий рух – вагаються щодо цих самих вузлів. Таким чином, вузол кристалічної решітки – це положення рівноваги частинки, в невеликій околиці якого частка постійно знаходиться. Щоб покинути область свого проживання (вискочити з вузла), частці потрібна дуже велика енергія; статися така подія може лише при надзвичайно рідкісному збігу обставин. Маючи настільки жорстку внутрішню структуру, тверде тіло зберігає незмінними свою форму і свій обсяг.
Related posts:
- Чим відрізняється рух молекул в газах, рідинах і твердих тілах Згідно молекулярно-кінетичної теорії, все речовини можуть перебувати в трьох станах: газоподібному, твердому і рідкому. Іноді називається четвертий стан – плазма. При кожному з цих станів рух молекул має свої особливості. Чим же відрізняється рух молекул в газах, рідинах і твердих тілах? Перехід з одного агрегатного стану речовини в іншу супроводжується зміною його фізичних властивостей. Молекули […]...
- Молекулярна будова твердих тіл Молекулярна будова твердих тіл така, що молекули розміщені один до одного надзвичайно близько (проміжок між молекулами значно менше величини самих молекул), і зрушити з місця молекули при описаному розміщенні вельми нелегко. Молекулярне будова твердих тіл таке, що молекули розміщені один до одного надзвичайно близько (проміжок між молекулами значно менше величини самих молекул), і зрушити з […]...
- Види кристалічних решіток – коротко Існують чотири типи кристалічних решіток, що залежать від розташованих у вузлах решітки типів частинок: Іонна кристалічна решітка характерна для сполук з іонним типом хімічного зв’язку. У вузлах решітки розташовуються катіони і аніони. Прикладами речовин з даним типом кристалічної решітки є солі, оксиди і гідроксиди типових металів. Це тверді, але крихкі речовини. Їм властива тугоплавкость. Розчиняються […]...
- Кристалічні решітки – коротко Кристалічні речовини характеризуються правильним розташуванням складових їх частинок в строго певних точках простору. При з’єднанні цих точок прямими лініями утворюється просторова структура, звана кристалічною решіткою. Точки, в яких розміщені частинки кристала, називають вузлами решітки. Залежно від типу частинок, розташованих у вузлах кристалічної решітки, і характеру зв’язку між ними розрізняють чотири типи кристалічних граток: іонні, атомні, […]...
- Фізика рідин За своїми властивостями рідини займають проміжне положення між газами і твердими тілами: рідини зберігають обсяг, але не форму. Ми можемо говорити про одному літрі води, переливаючи її з посудини в посудину; але при цьому вода приймає форму судини. Як і в твердих тілах, частки рідини упаковані вельми щільно і здійснюють коливання близько деяких положень рівноваги. […]...
- Питома теплота плавлення речовини Отже, для перетворення твердого тіла в рідину мало довести його до температури плавлення. Необхідно додатково (вже при температурі плавлення) повідомити тілу деяку кількість теплоти ^ пл для повного руйнування кристалічної решітки (т. Е. Для проходження ділянки BC). Ця кількість теплоти йде збільшення потенційної енергії взаємодії частинок. Отже, внутрішня енергія розплаву в точці C більше внутрішньої […]...
- Кремній в природі. Двоокис кремнію У природі кремній поширений дуже широко. Приблизно 25% земної кори доводиться на кремній. Значна частина природного кремнію представлена двоокисом кремнію SiO2. У дуже чистому кристалічному стані двоокис кремнію зустрічається у вигляді мінералу, званого гірським кришталем. Двоокис кремнію і двоокис вуглецю за хімічним складом є аналогами, проте двоокис вуглецю – це газ, а двоокис кремнію – […]...
- Деформація. Види деформацій твердих тіл Під зовнішнім впливом тіла можуть деформуватися. Деформація – це зміна форми і розмірів тіла. Причина деформації полягає в тому, що різні частини тіла здійснюють неоднакові переміщення при дії на тіло зовнішніх сил. Деформації: Які повністю зникають після припинення дії сили, – пружні; Які не зникають, – пластичні. При пружних деформаціях відбувається зміна відстані між частинками […]...
- Плазма – фізика Слово “плазма” походить від грецького слова plasma – оформлене. Спочатку це слово почали вживати в біології для позначення безбарвних рідких компонентів крові і живих тканин. У фізиці слово плазма набуло інший сенс. При дуже низьких температурах всі речовини знаходяться в твердому стані. Їх нагрівання викликає перехід речовин з твердого стану в рідкий. Подальше підвищення температури […]...
- Взаємодія частинок речовини Третє положення МКТ говорить про взаємодію частинок речовини: атоми або молекули взаємодіють один з одним силами тяжіння і відштовхування, які залежать від відстаней між частинками: при збільшенні відстаней починають переважати сили притягання, при зменшенні – сили відштовхування. Про справедливість третій положення МКТ свідчать сили пружності, що виникають при деформаціях тел. При розтягуванні тіла збільшуються відстані […]...
- Будова металів і сплавів За своєю будовою тверді тіла поділяються на кристалічні (метали і сплави металів у твердому стані) і аморфні (скла, смоли і ін.). Атоми кристалічних тіл на відміну від аморфних, що мають хаотичне розташування атомів, перебувають в певних місцях, утворюючи систему, періодично повторюється в просторі. Сукупність таких місць називають кристалічною решіткою. Кристалічну решітку металу можна представити у […]...
- Що вивчає молекулярна фізика і термодинаміка Молекулярна фізика виходить з уявлень про те, що всі тіла складаються з найдрібніших частинок – молекул і атомів. Частинки рухаються і взаємодіють один з одним, а фізичні властивості тіл пояснюються характером цього руху і взаємодії. Найпростішою моделлю молекулярної фізики служить ідеальний газ. У цій моделі ми нехтуємо розмірами частинок, їх внутрішньою будовою і взаємодією один […]...
- Дифузія в твердих тілах В силу особливостей механізму протікання дифузія в твердих тілах – процес малоймовірний. Чи не дивлячись на люди навчилися використовувати його в промисловості. Механізм Під дифузією в твердих тілах розуміють процес взаємопроникнення молекул і атомів між різними речовинами. Незважаючи на те, що загальний опис схоже з тим, яке дають дифузії в газах, її механізми істотно відрізняються. […]...
- Пояснення пружних і пластичних деформацій З’ясуємо, як відбувається пружна деформація, т. є. Як виникають сили пружності. Частинки кристалічного тіла розташовуються один щодо одного на певних відстанях, і між ними діють сили тяжіння і відштовхування. Коли тіло знаходиться в недеформованому стані, сума сил, що діють на кожну частку з боку інших, дорівнює нулю, а потенційна енергія частинок мінімальна. Якщо один кінець […]...
- Передача тепла в газах і твердих тілах З процесами передачі теплової енергії людина стикається багато разів щодня: під час приготування їжі, нагрівання або охолодження води, повітря та ін. Розберемося, як і чому тепло передається від одного тіла до іншого. У газах і рідинах теплова енергія передається в результаті конвекції. Конвекція Що вдає із себе тепло з фізичної точки зору? Як відомо, всі […]...
- Кристалічні тіла На відміну від рідин тверде тіло зберігає не лише свій об’єм, але і форму і володіє значною міцністю. Різноманітні тверді тіла, з якими доводиться зустрічатися, можна розділити на дві групи, що істотно розрізняються за своїми властивостями: кристалічні та аморфні. Основні властивості кристалічних тіл Кристалічні тіла мають певну температуру плавлення, що не змінюється в процесі плавлення […]...
- Фізика електричного опору А зараз давайте подумаємо ось про що. Нехай до кінців провідника докладено постійна напруга U. Тоді на вільні заряди провідника діє сила з боку стаціонарного електричного поля. Раз є сила – значить, ці заряди повинні рухатися з прискоренням; швидкість їх спрямованого руху буде збільшуватися, а разом з нею буде зростати і сила струму. Але закон […]...
- Броунівський рух Броунівський рух відкрито в 1827 р англійським ботаніком Р. Броуном, теоретичне обгрунтування з точки зору MKT дано в 1905 р А. Ейнштейном і М. Смолуховським. Броунівський рух – це безладний рух найдрібніших твердих частинок, “зважених” в рідинах (газах). “Зважені” частинки – це частинки, щільність речовини яких порівнянна з щільністю середовища, в якому вони знаходяться. Такі […]...
- Молекулярна фізика – коротко Людину оточують різноманітні тіла. Речовини, з яких ці тіла складаються, можуть бути як природного, так і штучного походження. Розвиток техніки вимагає створення нових речовин з певними властивостями: володіють малою щільністю, але високою міцністю; малою теплопровідністю або великою твердістю і т. п. Впливати на властивості речовини, змінювати їх, створювати речовини, що володіють певними властивостями, стало можливим […]...
- Продукти розпаду твердих розчинів Особливо небезпечно змішання з Ситовідниє включеннями ідіобласти, деякими структурами заміщення, рідко з справжньою евтектикою, евтектоід (які дійсно навряд чи можна різко відокремити від розпаду твердих розчинів) і з первинно орієнтованим розташуванням. Що стосується заміщення, то зазвичай вдається спостерігати одночасно кілька стадій цього процесу. У справжніх евтектики кількісні співвідношення компонентів вельми постійні і вони ніколи не […]...
- Теорія нормальної дисперсії При проникненні електромагнітної хвилі в матеріальне середовище відбувається формування нової хвилі, що розповсюджується по речовині. Відмінність нової хвилі від вихідної полягає в тому, що при її поширенні відбуваються процеси, пов’язані не тільки з коливаннями електричного і магнітного полів, але і з рухом заряджених частинок усередині речовини, тобто з возбуждениями чисто механічної природи. Щоб підкреслити відмінність […]...
- Оксид кремнію – коротко Si (Silicium), № 14 Маса атома кремнію дорівнює 28 а. е. м. Це найважливіший елемент мінералів, що складають земну кору. На кремній припадає приблизно 30% всієї її маси. У природі кремній зустрічається виключно у вигляді сполук. З них найбільш важливий кварц – оксид кремнію Si02. Чистий кристалічний кварц утворює безбарвні прозорі кристали. Кількість мінералів і […]...
- Атомна кристалічна решітка Атомна кристалічна решітка утворюється, коли в вузлах кристала розташовані атоми. Атоми з’єднані між собою міцними ковалентними хімічними зв’язками. Відповідно, така кристалічна решітка буде дуже міцною, зруйнувати її непросто. Атомну кристалічну решітку можуть утворювати атоми з високою валентністю, тобто з великим числом зв’язків з сусідніми атомами (4 або більше). Як правило, це неметали: прості речовини – […]...
- Основні положення МКТ Великому американському фізику Річарду Фейнману, авторові знаменитого курсу “Фейнманом-ські лекції з фізики”, належать чудові слова: Якби в результаті якоїсь світової катастрофи всі накопичені наукові знання виявилися б знищеними і до прийдешніх поколінь живих істот перейшла б тільки одна фраза, то яке твердження, складене з найменшої кількості слів, принесло б найбільшу інформацію? Я вважаю, що це […]...
- Будова металів Метали і їх сплави – основний матеріал в машинобудуванні. Вони володіють багатьма цінними властивостями, зумовленими в основному їх внутрішньою будовою. М’який і пластичний метал або сплав можна зробити твердим, тендітним, і навпаки. Для того щоб свідомо змінювати властивості металів, необхідно знати основи їх кристалічної будови. Як відомо, всі тіла складаються з великої кількості атомів, які […]...
- Механічні хвилі в пружному середовищі Механічні хвилі – це хвилі, які розповсюджуються в пружної середовищі обурення, т. є. відбувається відхилення частинок середовища від положення рівноваги. Пружне середовище – це таке середовище, де її деформація пропорційна доданої силі. Швидкість хвилі – це швидкість, з якою поширюється обурення в пружної середовищі. Довжина хвилі – це відрізок траєкторії, на якій поширюється хвиля за […]...
- Фізика електромагнітних хвиль Найважливіший результат електродинаміки, що випливає з рівнянь Максвелла 50, полягає в тому, що електромагнітні взаємодії передаються з однієї точки простору в іншу не миттєво, а з кінцевою швидкістю. У вакуумі швидкість поширення електромагнітних взаємодій збігається зі швидкістю світла c = 3 – 108 м / с. Розглянемо, наприклад, два покояться заряду, що знаходяться на деякій […]...
- Механічні хвилі, частота хвилі Якщо в якомусь місці пружного середовища (твердого, рідкого або газоподібного) порушити коливання його часток, то внаслідок взаємодії між частинками це коливання почне поширюватися в середовищі від частинки до частинки з деякою швидкістю v. Наприклад, якщо в рідке або газоподібне середовище помістити нестійке тіло, то коливальний рух тіла буде передаватися прилеглим до нього часткам середовища. Вони, […]...
- Будова кристалів. Просторова решітка. Елементарна комірка Поняття кристала зазвичай асоціюється у нас з мінералами, що мають геометрично правильну форму, яка однакова як для великих, так і для малих шматків мінералів. Розглядаючи окремі кристали, можна переконатися, що вони обмежені плоскими, як би шліфованими гранями у вигляді правильних багатокутників. Кристали одного і того ж речовини можуть мати різну форму, оскільки вона залежить від […]...
- Агрегатні стани речовини – якими вони бувають і чим характеризуються? Всі тіла і об’єкти в природі складаються з матерії, або речовини. У свою чергу, речовина може перебувати в одному з трьох видів – або агрегатних станів. Цю тему вивчають школі на перших уроках фізики. Однак і дорослим людям буває цікаво її згадати. Які стани речовини існують? Будь-яка матерія в світі може бути представлена у вигляді […]...
- Електричний струм – фізика Жоден сучасна людина не може обійтися без використання електричного струму. Дане поняття характеризує впорядкований рух зарядів, завдяки чому відбувається їх перенесення з однієї області простору в іншу. Таке впорядкований рух може відбуватися у багатьох речовинах – будь-то тверді тіла, рідини, гази або навіть вакуум. Наприклад, якщо ми візьмемо акумулятор, полюса з’єднаємо провідниками, то почнеться рух […]...
- Сила зчеплення Сила зчеплення – це сила, з якою частинки якого-небудь тіла прагнуть перебувати на певній відстані один від одного і чинять опір, коли хочуть їх роз’єднати. Тверді тіла – шматок заліза, камінь – мають надзвичайно велику силу зчеплення частинок. Між частинкам рідини теж є сила зчеплення. Візьміть маленьку краплю ртуті і налийте на стіл або скло. […]...
- Співвідношення невизначеностей – фізика Виявлення корпускулярних властивостей електромагнітних хвиль і хвильових властивостей частинок показало, що об’єкти мікросвіту підкоряються незвичайним законам. Ці закони абсолютно несподівані для нас, звиклих спостерігати за макроскопічними тілами. Наша свідомість виробило деякі образи частки і хвилі, цілком придатні для опису об’єктів класичної фізики. Частинка – це маленький, локалізований у просторі згусток речовини. Хвиля – це розподілене […]...
- Маса тіла – фізика При впливі одних тіл на інші тіла змінюють свою швидкість – набувають прискорення. При цьому різні тіла при даному впливі набувають різний прискорення (т. Е. Надають різний опір зміні їх швидкостей). Властивість тіл купувати певне прискорення при даному впливі називається інертністю. Інертність полягає в тому, що для зміни швидкості тіла на задану величину потрібно, щоб […]...
- Поверхнева енергія – фізика Прагнення рідини прийняти таку форму, при якій площа її вільної поверхні мінімальна, можна пояснити наступним чином. Як ми вже говорили, на молекулу, що знаходиться на поверхні, діє сила, спрямована всередину рідини. При переміщенні молекули ця сила здійснює позитивну роботу. Щоб перевести молекулу з глибини рідини на її поверхню, зовнішні сили повинні зробити роботу. При цьому […]...
- Тиск газу – фізика Ми вже знаємо, що гази, на відміну від твердих тіл і рідин, заповнюють весь посудину, в якому вони знаходяться. Наприклад, сталевий балон для зберігання газів, камера автомобільної шини або волейбольний м’яч. При цьому газ чинить тиск на стінки, дно і кришку балона, камери або будь-якого іншого тіла, в якому він знаходиться. Тиск газу обумовлено іншими […]...
- Сили пружності Зміни форми і розмірів тіла називають деформаціями. Деформація – результат руху частин тіла відносно один одного. Деформації можуть бути викликані дією на тіло зовнішніх сил. Розрізняють деформації розтягування (стиснення), вигину, зсуву, кручення. Деформації, повністю зникають після припинення дії на тіло сил, називають пружними, а деформації, що зберігаються і після того, як зовнішні сили перестали діяти […]...
- Що таке іон Іон являє собою електрично заряджену частинку. При цьому іон може мати як позитивний електричний заряд, так і негативний. У першому випадку його називають катионом, а в другому – аніоном. Іоном може бути атом, молекула або вільний радикал, якщо, звичайно ж, вони мають будь-якої заряд. До речі заряд іона не може бути нескінченно малий, а частка, […]...
- Типів кристалічних граток Хімія – дивовижна наука. Стільки неймовірного можна виявити в, здавалося б, звичайні речі. Все матеріальне, що оточують нас всюди, існує в кількох агрегатних станах: гази, рідини і тверді тіла. Вчені виділили ще й 4-е – плазму. При певній температурі яку-небудь речовину може переходити з одного стану в інше. Наприклад, вода: при нагріванні понад 100, з […]...
- Дифракція світла – фізика Дифракцією світла називається явище відхилення світла від прямолінійного напрямку поширення при проходженні поблизу перешкод. У класичній фізиці, явище дифракції описується як інтерференція хвилі відповідно до принципу Гюйгенса-Френеля. Ці характерні моделі поведінки проявляються, коли хвиля зустрічає перешкоду або щілину, яка порівнянна за розмірами з її довжиною хвилі. Подібні ефекти виникають, коли світлова хвиля проходить через середовище […]...