Mitte kõik tahked ained pole kristallid. Amorfseid kehasid on palju.
Amorfsetel kehadel pole range kord aatomite paigutuses. Ainult lähimad naaberaatomid paiknevad mingis järjekorras. Kuid sama struktuurielemendi kõigis suundades puudub range suundumus, mis on iseloomulik amorfsetes kehades olevatele kristallidele.
Sageli võib sama ainet leida nii kristalses kui ka amorfses olekus. Näiteks kvarts SiO2 võib olla kas kristalsel või amorfsel kujul (ränidioksiid). Kvartsi kristallilist vormi saab skemaatiliselt kujutada võrena korrapärased kuusnurgad. Kvartsi amorfsel struktuuril on ka võre kuju, kuid ebakorrapärane kuju. Koos kuusnurkadega sisaldab see viisnurki ja seitsenurki.
1959. aastal Inglise füüsik D. Bernal juhatas huvitavaid katseid: Ta võttis palju väikeseid ühesuuruseid plastiliinipalle, veeretas need kriidipulbris ja surus suureks palliks. Selle tulemusena moondusid pallid hulktahukateks. Selgus, et sel juhul moodustusid valdavalt viisnurksed tahud ja polühedril oli keskmiselt 13,3 tahku. Nii et mingi kord on sees amorfsed ained oh kindlasti on.
Amorfsete kehade hulka kuuluvad klaas, vaik, kampol, suhkrukommid jne. Erinevalt kristalsetest ainetest on amorfsed ained isotroopsed, st nende mehaanilised, optilised, elektrilised ja muud omadused ei sõltu suunast. Amorfsetel kehadel ei ole kindlat sulamistemperatuuri: sulamine toimub teatud temperatuurivahemikus. Amorfse aine üleminekuga tahkest olekust vedelasse ei kaasne järsku omaduste muutumist. Füüsiline mudel amorfset olekut pole veel tekkinud.
Amorfsed kehad hõivavad vahepealse positsiooni kristalsete tahkete ainete ja vedelike vahel. Nende aatomid või molekulid on paigutatud suhtelises järjekorras. Struktuuri mõistmine tahked ained(kristalliline ja amorfne) võimaldab luua kindlaksmääratud omadustega materjale.
Kell välismõjud amorfsetel kehadel on nii elastsed omadused, nagu tahked ained, kui ka voolavus, nagu vedelikud. Seega käituvad nad lühiajaliste mõjude (löökide) mõjul tahkete kehadena ja purunevad tugeva löögi korral tükkideks. Aga väga pikaajaline kokkupuude amorfsed kehad voolavad. Jälgime vaigutükki, mis asub siledal pinnal. Järk-järgult levib vaik selle peale ja mida kõrgem on vaigu temperatuur, seda kiiremini see juhtub.
Amorfsed kehad kl madalad temperatuurid nende omadused meenutavad tahkeid aineid. Neil pole peaaegu üldse voolavust, kuid temperatuuri tõustes nad järk-järgult pehmenevad ja nende omadused muutuvad vedelike omadustele üha lähedasemaks. See juhtub seetõttu, et temperatuuri tõustes muutuvad aatomite hüpped ühest asendist teise järk-järgult sagedamaks. Erinevalt kristalsetest ei ole amorfsetel kehadel kindlat kehatemperatuuri.
Jahutamisel vedel aine kristalliseerumine ei toimu alati. teatud tingimustel võib tekkida tasakaalutu tahke amorfne (klaasjas) olek. Klaasjas olekus võivad nad olla lihtsad ained(süsinik, fosfor, arseen, väävel, seleen), oksiidid (näiteks boor, räni, fosfor), halogeniidid, kalkogeniidid, paljud orgaanilised polümeerid. Sellises olekus võib aine olla stabiilne pikka aega nt. , on mõnede vulkaaniliste klaaside vanus arvutatud miljoneid aastaid. Füüsiline ja Keemilised omadused klaasjas amorfses olekus olevad ained võivad omadustest oluliselt erineda kristalne aine. Näiteks klaasjas germaaniumdioksiid on keemiliselt aktiivsem kui kristalne. Vedela ja tahke amorfse oleku omaduste erinevused on määratud loodusega termiline liikumine osakesed: amorfses olekus on osakesed võimelised ainult vibreerima ja pöörlevad liigutused, kuid ei saa ainest läbi liikuda.
Mehaaniliste koormuste või temperatuurimuutuste mõjul võivad amorfsed kehad kristalliseeruda. Reaktiivsus ainete amorfses olekus on oluliselt suurem kui kristallilises olekus. Peamine märk amorfne (kreeka keelest "amorphos" - vormitu) aine olek - aatomi- või molekulaarvõre puudumine, see tähendab kristallilisele olekule iseloomuliku struktuuri kolmemõõtmeline perioodilisus.
On aineid, mis võivad eksisteerida ainult tahkel kujul amorfses olekus. See viitab ebakorrapärase ühikujadaga polümeeridele.
Koos kristalsete tahkete ainetega leidub ka amorfseid tahkeid aineid. Erinevalt kristallidest ei ole amorfsetel kehadel aatomite paigutuses ranget järjekorda. Ainult lähimad aatomid – naabrid – on paigutatud mingisse järjekorda. Aga
Amorfsetes kehades puudub kristallidele omane ühe ja sama struktuurielemendi kõigis suundades range korratavus.
Sageli võib sama ainet leida nii kristalses kui ka amorfses olekus. Näiteks kvarts võib olla kas kristalsel või amorfsel kujul (ränidioksiid). Kvartsi kristallilist vormi saab skemaatiliselt kujutada korrapäraste kuusnurkade võrena (joon. 77, a). Kvartsi amorfne struktuur on samuti võre välimusega, kuid ebakorrapärase kujuga. Koos kuusnurkadega sisaldab see viisnurki ja seitsenurki (joon. 77, b).
Amorfsete kehade omadused. Kõik amorfsed kehad on isotroopsed: nende füüsikalised omadused igas suunas sama. Amorfsete kehade hulka kuuluvad klaas, paljud plastid, vaik, kampol, suhkrukommid jne.
Välismõjude mõjul on amorfsetel kehadel nii elastsed omadused, nagu tahked ained, kui ka voolavus, nagu vedelikud. Lühiajaliste mõjude (löökide) korral käituvad nad tugeva kehana ja purunevad tugeva löögi korral tükkideks. Kuid väga pika kokkupuute korral voolavad amorfsed kehad. Näiteks vaigutükk levib järk-järgult üle tahke pinna. Amorfsete kehade aatomitel või molekulidel, nagu vedelatel molekulidel, on kindel aeg"istuv elu" on tasakaaluasendi ümber võnkumiste aeg. Kuid erinevalt vedelikest on see aeg väga pikk. Selles suhtes on amorfsed kehad lähedased kristallilistele kehadele, kuna aatomite hüppeid ühest tasakaaluasendist teise esineb harva.
Madalatel temperatuuridel meenutavad amorfsed kehad oma omadustelt tahkeid aineid. Neil pole peaaegu üldse voolavust, kuid temperatuuri tõustes nad järk-järgult pehmenevad ja nende omadused muutuvad vedelike omadustele üha lähedasemaks. See juhtub seetõttu, et temperatuuri tõustes sagenevad järk-järgult aatomite hüpped ühest positsioonist.
tasakaal teisele. Erinevalt kristalsetest amorfsetel kehadel puudub spetsiifiline sulamistemperatuur.
Tahkisfüüsika. Tahkete ainete kõiki omadusi (kristallilised ja amorfsed) saab selgitada nende aatom-molekulaarse struktuuri ning tahkeid aineid moodustavate molekulide, aatomite, ioonide ja elektronide liikumisseaduste põhjal. Tahkete ainete omaduste uuringud on ühendatud suur ala kaasaegne füüsika- tahkisfüüsika. Tahkisfüüsika arengut soodustavad peamiselt tehnoloogia vajadused. Umbes pooled maailma füüsikutest töötavad tahkisfüüsika valdkonnas. Muidugi on saavutused selles valdkonnas mõeldamatud sügavaid teadmisi kõik teised füüsika harud.
1. Mille poolest need erinevad? kristalsed kehad amorfsest? 2. Mis on anisotroopia? 3. Too näiteid monokristalliliste, polükristalliliste ja amorfsete kehade kohta. 4. Mille poolest erinevad servanihestused kruvinihestusest?
AMORFUSED KEHAD(Kreeka amorphos – vormitu) – kehad, milles elementaarosakesed (aatomid, ioonid, molekulid, nende kompleksid) paiknevad ruumis juhuslikult. Amorfsete kehade eristamiseks kristalsetest (vt Kristallid) kasutatakse röntgendifraktsioonianalüüsi (vt). Röntgendifraktsioonimustrite kristallkehad annavad selge, määratletud difraktsioonimustri rõngaste, joonte, laikudena, samas kui amorfsed kehad annavad häguse ja ebakorrapärase kujutise.
Amorfsetel kehadel on järgmisi funktsioone: 1) sisse normaalsetes tingimustes isotroopsed, st nende omadused (mehaanilised, elektrilised, keemilised, termilised jne) on igas suunas ühesugused; 2) neil pole kindlat sulamistemperatuuri ja temperatuuri tõustes muutub enamik amorfseid kehasid, järk-järgult pehmenedes, vedelasse olekusse. Seetõttu võib amorfseid kehasid pidada ülejahutatud vedelikeks, millel pole olnud aega kristalliseeruda viskoossuse järsu suurenemise tõttu (vt.), mis on tingitud üksikute molekulide vastastikuse mõju jõudude suurenemisest. Paljud ained võivad olenevalt tootmismeetoditest olla amorfses, vahepealses või kristalses olekus (valgud, väävel, ränidioksiid jne). Siiski on aineid, mis eksisteerivad peaaegu eranditult ühes neist riikidest. Seega on enamik metalle ja sooli kristallises olekus.
Amorfsed kehad on laialt levinud (klaas, looduslikud ja tehisvaigud, kumm jne). Kunstlik polümeermaterjalid, mis on ka amorfsed kehad, on muutunud asendamatuks tehnikas, igapäevaelus ja meditsiinis (lakid, värvid, proteesiplastid, erinevad polümeerkiled).
Eluslooduses kuuluvad amorfsete kehade hulka tsütoplasma ja enamik konstruktsioonielemendid biopolümeeridest koosnevad rakud ja koed – pika ahelaga makromolekulid: valgud, nukleiinhapped, lipiidid, süsivesikud. Biopolümeeride molekulid interakteeruvad üksteisega kergesti, tekitades agregaate (vt Agregatsioon) või sülem-koatservaate (vt Koatservatsioon). Amorfseid kehasid leidub rakkudes ka inklusioonide ja varuainetena (tärklis, lipiidid).
Bioloogiliste objektide amorfseid kehasid moodustavate polümeeride tunnuseks on näiteks pöörduva olekuga füüsikalis-keemiliste tsoonide kitsad piirid. Kui temperatuur tõuseb üle kriitilise temperatuuri, muutuvad nende struktuur ja omadused pöördumatult (valkude koagulatsioon).
Amorfsed kehad, moodustatud läheduses tehispolümeerid võivad olenevalt temperatuurist olla kolmes olekus: klaasjas, väga elastne ja vedel (viskoosne-vedelik).
Elusorganismi rakke iseloomustavad üleminekud vedelast konstantsel temperatuuril väga elastsesse olekusse, näiteks trombi tagasitõmbumine, lihaste kokkutõmbumine (vt.). IN bioloogilised süsteemid amorfsed kehad mängivad otsustavat rolli tsütoplasma säilitamisel statsionaarne olek. Amorfsete kehade roll bioloogiliste objektide kuju ja tugevuse säilitamisel on oluline: tselluloosist kest taimerakud, eoste ja bakterite kestad, loomanahk ja nii edasi.
Bibliograafia: Bresler S. E. ja Yerusalimsky B. L. Makromolekulide füüsika ja keemia, M.-L., 1965; Kitaygorodsky A.I. Peenkristalliliste ja amorfsete kehade röntgenstruktuurianalüüs, M.-L., 1952; aka. Kord ja korratus aatomite maailmas, M., 1966; Kobeko P. P. Amorfsed ained, M.-L., 1952; Setlow R. ja Pollard E. Molekulaarbiofüüsika, trans. inglise keelest, M., 1964.
Erinevalt kristalsetest tahketest ainetest ei ole amorfses tahkes aines osakeste paigutuses ranget järjekorda.
Kuigi amorfsed tahked ained suudavad säilitada oma kuju, kristallvõre Neil ei ole. Teatud mustrit täheldatakse ainult läheduses asuvate molekulide ja aatomite puhul. Seda tellimust nimetatakse sulge järjekord . Seda ei korrata igas suunas ja seda ei salvestata pikki vahemaid, nagu kristalsed kehad.
Amorfsed kehad on näiteks klaas, merevaik, tehisvaigud, vaha, parafiin, plastiliin jne.
Amorfsete kehade tunnused
Amorfsete kehade aatomid vibreerivad juhuslikult paiknevate punktide ümber. Seetõttu sarnaneb nende kehade struktuur vedelike struktuuriga. Kuid neis olevad osakesed on vähem liikuvad. Aeg, mil nad tasakaaluasendi ümber võnkuvad, on pikem kui vedelikes. Samuti esineb aatomite hüppeid teise asendisse palju harvemini.
Kuidas kristalsed tahked ained kuumutamisel käituvad? Nad hakkavad teatud hetkel sulama sulamispunkt. Ja mõnda aega on nad samaaegselt tahkes ja vedel olek kuni kogu aine sulab.
Amorfsetes kehades teatud temperatuur ei sula . Kuumutamisel nad ei sula, vaid pehmenevad järk-järgult.
Asetage plastiliinitükk kütteseadme lähedusse. Mõne aja pärast muutub see pehmeks. See ei juhtu koheselt, vaid teatud aja jooksul.
Kuna amorfsete kehade omadused on sarnased vedelike omadustega, peetakse neid väga kõrge viskoossusega ülejahutatud vedelikeks (külmutatud vedelikud). Normaaltingimustes ei saa nad voolata. Kuid kuumutamisel tekivad neis sagedamini aatomite hüpped, viskoossus väheneb ja amorfsed kehad pehmenevad järk-järgult. Mida kõrgem on temperatuur, seda madalam on viskoossus ja järk-järgult muutub amorfne keha vedelaks.
Tavaline klaas on tahke amorfne keha. Seda saadakse ränioksiidi, sooda ja lubja sulatamisel. Segu kuumutamisel 1400 o C-ni saadakse vedel klaasjas mass. Jahutamisel vedel klaas ei tahku nagu kristalsed kehad, vaid jääb vedelaks, mille viskoossus suureneb ja voolavus väheneb. Tavatingimustes tundub see meile tahke kehana. Kuid tegelikult on see vedelik, millel on tohutu viskoossus ja voolavus, nii madal, et seda saab vaevu eristada kõige ülitundlikemate instrumentidega.
Aine amorfne olek on ebastabiilne. Aja jooksul muutub see amorfsest olekust järk-järgult kristalliliseks. See protsess sisse erinevaid aineid läheb mööda erinevatel kiirustel. Näeme, et kommipulgad on kaetud suhkrukristallidega. See ei võta väga palju aega.
Ja selleks, et tavalises klaasis tekiks kristallid, peab kuluma palju aega. Kristalliseerumise käigus kaotab klaas oma tugevuse, läbipaistvuse, muutub häguseks ja muutub rabedaks.
Amorfsete kehade isotroopia
Kristallilistes tahketes ainetes on füüsikalised omadused erinevates suundades erinevad. Kuid amorfsetes kehades on need igas suunas ühesugused. Seda nähtust nimetatakse isotroopia .
Amorfne keha juhib elektrit ja soojust kõigis suundades võrdselt ning murrab valgust võrdselt. Ka heli levib amorfsetes kehades igas suunas võrdselt.
Kasutatakse amorfsete ainete omadusi kaasaegsed tehnoloogiad. Eriline huvi põhjustada metallisulameid, millel pole kristallstruktuur ja kuuluvad amorfsete tahkete ainete hulka. Neid nimetatakse metallist klaasid . Nende füüsikalised, mehaanilised, elektrilised ja muud omadused erinevad tavaliste metallide omadest paremuse poole.
Seega kasutavad nad meditsiinis amorfseid sulameid, mille tugevus ületab titaani oma. Nendest valmistatakse kruvisid või plaate, mis ühendavad murdunud luid. Erinevalt titaanist kinnitusdetailidest laguneb see materjal järk-järgult ja asendub aja jooksul luumaterjaliga.
Kõrgtugevaid sulameid kasutatakse metallide lõikeriistade, liitmike, vedrude ja mehhanismide osade valmistamisel.
Jaapanis on välja töötatud kõrge magnetilise läbilaskvusega amorfne sulam. Kasutades seda trafosüdamikes tekstureeritud trafo teraslehtede asemel, saab pöörisvoolukadusid vähendada 20 korda.
Amorfsetel metallidel on ainulaadsed omadused. Neid nimetatakse tulevikumaterjaliks.
Amorfseid tahkeid aineid tuleks oma paljude omaduste ja peamiselt mikrostruktuuri poolest käsitleda väga kõrge viskoossuskoefitsiendiga ülejahutatud vedelikena. Selliste kehade struktuuri iseloomustab ainult osakeste paigutuse lühimaakord. Mõned neist ainetest ei ole üldse võimelised kristalliseeruma: vaha, tihendusvaha, vaigud. Teised moodustavad teatud jahutusrežiimil kristallstruktuure, kuid juhul kiire jahutamine Viskoossuse suurenemine takistab osakeste paigutuses järjestamist. Aine kõvastub enne kristalliseerumisprotsessi toimumist. Selliseid kehasid nimetatakse klaasjaks: klaas, jää. Sellises aines võib kristalliseerumisprotsess toimuda ka pärast tahkumist (klaasi hägusus). Tahked ained liigitatakse ka amorfseteks. orgaaniline aine: kumm, puit, nahk, plastik, vill, puuvill ja siidikiud. Selliste ainete üleminekuprotsess vedelast faasist tahkesse faasi on näidatud joonisel fig. - I kõver.
Amorfsetel kehadel ei ole tahkestumise (sulamis) temperatuuri. Graafikul T = f(t) on käändepunkt, mida nimetatakse pehmenemistemperatuuriks. Temperatuuri langus toob kaasa viskoossuse järkjärgulise suurenemise. Selline ülemineku olemus tahkes olekus, põhjustab amorfsetes ainetes spetsiifilise sulamissoojuse puudumise. Vastupidine üleminek, soojuse tarnimisel toimub sujuv pehmenemine vedelasse olekusse.
KRISTALLIINNE TAHKE AINE.
Kristallide mikrostruktuuri iseloomulik tunnus on nende sisemiste elektriväljade ruumiline perioodilisus ja korratavus kristalle moodustavate osakeste - aatomite, ioonide ja molekulide - paigutuses (pikamaa järjestus). Osakesed vahelduvad kindlas järjekorras mööda sirgeid jooni, mida nimetatakse sõlmejoonteks. Kristalli mis tahes lamedas lõigus moodustavad kaks lõikuvat selliste joonte süsteemi täiesti identsete rööpkülikute komplekti, mis katavad tihedalt, ilma lünkadeta lõiketasapinna. Ruumis moodustab selliste joonte kolme mittetasapinnalise süsteemi ristumiskoht ruumilise ruudustiku, mis jagab kristalli täiesti identsete rööptahukate kogumiks. Kristallvõre moodustavate joonte lõikepunkte nimetatakse sõlmedeks. Sõlmede vahelisi kaugusi teatud suunas nimetatakse translatsioonideks või võreperioodideks. Kolmele mittetasapinnalisele tõlkele ehitatud rööptahukat nimetatakse ühikrakuks või võre korratavusega rööptahuks. Kristallvõrede kõige olulisem geomeetriline omadus on sümmeetria osakeste paigutuses teatud suundade ja tasandite suhtes. Sel põhjusel, kuigi antud kristallstruktuuri jaoks on ühikelemendi valimiseks mitu võimalust, valitakse see nii, et see sobiks võre sümmeetriaga.
Kristallilised tahked ained võib jagada kahte rühma: monokristallid ja polükristallid. Üksikkristallide puhul täheldatakse ühtset kristallvõre kogu kehas. Ja kuigi väline kuju sama tüüpi üksikkristallid võivad olla erinevad, vastavate tahkude vahelised nurgad on alati samad. Üksikkristallide iseloomulik tunnus on mehaaniliste, termiliste, elektriliste, optiliste ja muude omaduste anisotroopsus.
Looduses leidub üksikkristalle sageli nende loomulikus olekus. Näiteks enamik mineraale on kristallid, smaragdid, rubiinid. Praegu kasvatatakse tootmise eesmärgil paljusid monokristalle kunstlikult lahustest ja sulamistest - rubiinidest, germaaniumist, ränist, galliumarseniidist.
Sama keemiline element võivad moodustada mitmeid erineva geomeetriaga kristallstruktuure. Seda nähtust nimetatakse polümorfismiks. Näiteks süsinik - grafiit ja teemant; jää viis modifikatsiooni jne.
Kristallkehade puhul reeglina ei esine õiget väliskülge ja omaduste anisotroopiat. Seda seetõttu, et kristalsed tahked ained koosnevad tavaliselt paljudest juhuslikult orienteeritud väikestest kristallidest. Selliseid tahkeid aineid nimetatakse polükristallilisteks. See on tingitud kristalliseerumismehhanismist: kui selleks protsessiks vajalikud tingimused on saavutatud, tekivad algfaasis mitmel pool samaaegselt kristallisatsioonikeskused. Tekkivad kristallid paiknevad ja orienteeruvad üksteise suhtes täiesti juhuslikult. Sel põhjusel saame protsessi lõpus tahke aine sulatatud väikeste kristallide - kristalliitide - konglomeraadi kujul.
Energeetilisest vaatenurgast on kristalliliste ja amorfsete tahkete ainete erinevus selgelt nähtav tahkestumise ja sulamise protsessis. Kristallilistel kehadel on sulamistemperatuur – temperatuur, kui aine eksisteerib stabiilselt kahes faasis – tahkes ja vedelas (joon. kõver 2). Tahke molekuli üleminek vedelikuks tähendab, et see omandab kolm täiendavat translatsioonilise liikumise vabadusastet. See. aine massiühik T pl. vedelas faasis on sellel suurem siseenergia kui samal massil tahkes faasis. Lisaks muutub osakeste vaheline kaugus. Seetõttu on kristalse aine massiühiku vedelikuks muutmiseks vajalik soojushulk üldiselt järgmine:
λ = (U f -U cr) + P (V f -V cr),
kus λ – erisoojus sulamine (kristallisatsioon), (U l -U cr) – erinevus sisemised energiad vedel ja kristalne faas, P – välisrõhk, (V l -V cr) – erimahtude erinevus. Clapeyroni-Clausiuse võrrandi kohaselt sõltub sulamistemperatuur rõhust:
On näha, et kui (V f -V cr)> 0, siis 
> 0, st. Rõhu tõustes sulamistemperatuur tõuseb. Kui aine maht sulamisel väheneb (V f -V cr)<
0 (вода, висмут), то рост давления приводит
к понижению Т пл.
Amorfsetel kehadel ei ole sulamissoojust. Kuumutamine toob kaasa soojusliikumise kiiruse järkjärgulise suurenemise ja viskoossuse vähenemise. Protsessi graafikul (joonis) on käändepunkt, mida tinglikult nimetatakse pehmenemistemperatuuriks.
TAHKETE AINETE SOOJUSOMADUSED
Tugevast interaktsioonist tingitud termiline liikumine kristallides on piiratud ainult kristallvõre sõlmede lähedal olevate osakeste vibratsiooniga. Nende võnkumiste amplituud ei ulatu tavaliselt 10 -11 m-ni, s.o. on ainult 5-7% võreperioodist mööda vastavat suunda. Nende võnkumiste olemus on väga keeruline, kuna selle määravad võnkuva osakese ja kõigi tema naabrite vastasmõju jõud.
Temperatuuri tõus tähendab osakeste liikumise energia suurenemist. See omakorda tähendab osakeste vibratsiooni amplituudi suurenemist ja seletab kristalsete tahkete ainete paisumist kuumutamisel.
l t = l 0 (1 + αt 0),
Kus l t ja l 0 – keha lineaarmõõtmed temperatuuridel t 0 ja 0 0 C, α – lineaarpaisumise koefitsient. Tahkete ainete puhul on α suurusjärgus 10 -5 – 10 -6 K -1. Lineaarse laienemise tulemusena suureneb keha maht:
V t = V 0 (1 + βt 0),
siin β on mahupaisumise koefitsient. β = 3α isotroopse paisumise korral. Monokristallilistel kehadel, mis on anisotroopsed, on kolm erinevat α väärtust.
Igal vibreerival osakesel on kolm võnkuva liikumise vabadusastet. Arvestades, et osakestel on lisaks kineetilisele energiale ka potentsiaalne energia, tuleks energia ε = kT omistada tahkete kehade osakeste ühele vabadusastmele. Nüüd on muti siseenergia jaoks:
U μ = 3N A kT = 3RT,
ja molaarse soojusmahtuvuse jaoks:
Need. Keemiliselt lihtsate kristalsete kehade molaarne soojusmahtuvus on sama ja ei sõltu temperatuurist. See on Dulong-Petiti seadus.
Nagu katse näitas, on see seadus üsna hästi täidetud, alates toatemperatuurist. Seletusi Dulong-Petiti seadusest kõrvalekallete kohta madalatel temperatuuridel andsid Einstein ja Debye soojusmahtuvuse kvantteoorias. Näidati, et energia vabadusastme kohta ei ole konstantne väärtus, vaid sõltub temperatuurist ja võnkesagedusest.
PÄRIS KRISTALLID. VEAD KRISTALLIDES
Päriskristallidel on mitmeid ideaalse struktuuri rikkumisi, mida nimetatakse kristallide defektideks:
a) punktide defektid –
Schottky defektid (osakestest vabad ühikud);
Frenkeli defektid (osakeste nihkumine sõlmedest sõlmevahedesse);
lisandid (sisse viidud võõraatomid);
b) lineaarne - serva ja kruvi nihestused. See on ebaregulaarselt lokaalne
sty osakeste paigutuses
üksikute aatomitasandite ebatäielikkuse tõttu
või nende arengujärjestuse ebakorrapärasuse tõttu;
c) tasapinnaline – kristalliitidevahelised piirid, lineaarsete dislokatsioonide read.