Заедно со кристалните цврсти материи, се среќаваат и аморфни цврсти материи. У аморфни телаЗа разлика од кристалите, не постои строг редослед во распоредот на атомите. Само најблиските атоми - соседите - се распоредени по некој редослед. Но
Не постои строга повторливост во сите правци на истиот структурен елемент, карактеристичен за кристалите, кај аморфните тела.
Често истата супстанција може да се најде и во кристална и во аморфна состојба. На пример, кварцот може да биде или во кристална или во аморфна форма (силика). Кристалната форма на кварцот може шематски да се претстави како решетка од правилни шестоаголници(Сл. 77, а). Аморфната структура на кварцот исто така има форма на решетка, но неправилна форма. Заедно со шестоаголници, содржи петаголници и седумаголници (сл. 77, б).
Својства на аморфни тела.Сите аморфни тела се изотропни: нивни физички својстваисто во сите правци. Аморфните тела вклучуваат стакло, многу пластика, смола, колофон, шеќерни слатки итн.
На надворешни влијанијааморфните тела покажуваат и еластични својства, како цврсти материи, и флуидност, како течности. При краткотрајни влијанија (влијанија) тие се однесуваат како цврсто тело и со силно влијание се распаѓаат на парчиња. Но во многу долготрајна изложеносттечат аморфни тела. На пример, парче смола постепено се шири на цврста површина. Атомите или молекулите на аморфните тела, како течните молекули, имаат одредено време„Седентарен живот“ е време на осцилации околу положбата на рамнотежа. Но, за разлика од течностите, ова време е многу долго. Во овој поглед, аморфните тела се блиску до кристалните, бидејќи ретко се случуваат скокови на атомите од една во друга рамнотежна позиција.
На ниски температуриаморфните тела по своите својства личат на цврсти тела. Тие речиси и да немаат флуидност, но како што температурата расте постепено омекнуваат и нивните својства стануваат сè поблиски до својствата на течностите. Ова се случува затоа што со зголемување на температурата, скоковите на атомите од една позиција постепено стануваат почести.
рамнотежа на друг. Бр одредена температураАморфните тела, за разлика од кристалните, не се топат.
Физика на цврста состојба.Сите својства на цврстите материи (кристални и аморфни) можат да се објаснат врз основа на знаењето за нивната атомско-молекуларна структура и законите за движење на молекулите, атомите, јоните и електроните што ги сочинуваат цврстите материи. Студиите за својствата на цврстите материи се комбинираат во голема површина модерна физика- физика на цврста состојба. Развојот на физиката на цврста состојба е стимулиран главно од потребите на технологијата. Приближно половина од светските физичари работат на полето на физиката на цврста состојба. Се разбира, постигнувањата во оваа област се незамисливи без длабоко знаењесите други гранки на физиката.
1. По што се разликуваат кристалните тела од аморфните? 2. Што е анизотропија? 3. Наведи примери за монокристални, поликристални и аморфни тела. 4. Како се разликуваат дислокациите на рабовите од дислокациите на завртките?
За разлика од кристалните цврсти материи, не постои строг редослед во распоредот на честичките во аморфната цврстина.
Иако аморфните цврсти материи се способни да ја задржат својата форма, кристална решеткаНемаат. Одредена шема е забележана само за молекули и атоми лоцирани во близина. Овој ред се нарекува затворете ред . Не се повторува во сите правци и не се складира во долги растојанијадопаѓа кристални тела.
Примери за аморфни тела се стакло, килибар, вештачки смоли, восок, парафин, пластелин итн.
Карактеристики на аморфни тела
Атомите во аморфните тела вибрираат околу точките кои се случајно лоцирани. Затоа, структурата на овие тела наликува на структурата на течности. Но, честичките во нив се помалку подвижни. Времето кога тие осцилираат околу положбата на рамнотежа е подолго отколку во течностите. Скоковите на атомите на друга позиција исто така се случуваат многу поретко.
Како се однесуваат кристалните цврсти материи кога се загреваат? Тие почнуваат да се топат на одредено време точка на топење. И некое време тие се истовремено во цврста и течна состојба, додека целата супстанција не се стопи.
Аморфните цврсти материи немаат специфична точка на топење . Кога се загреваат не се топат, туку постепено омекнуваат.
Ставете парче пластилина во близина на уредот за греење. По некое време ќе стане меко. Ова не се случува веднаш, туку во одреден временски период.
Бидејќи својствата на аморфните тела се слични на својствата на течностите, тие се сметаат за суперладни течности со многу висок вискозитет (замрзнати течности). На нормални условитие не можат да течат. Но, кога се загреваат, скоковите на атомите во нив се појавуваат почесто, вискозноста се намалува, а аморфните тела постепено омекнуваат. Колку е поголема температурата, толку е помал вискозноста и постепено аморфното тело станува течно.
Обичното стакло е цврсто аморфно тело. Се добива со топење на силициум оксид, сода и вар. Со загревање на смесата на 1400 o C се добива течна стаклена маса. При ладење течно стаклоне се зацврстува како кристални тела, туку останува течност, чија вискозност се зголемува, а флуидноста се намалува. Во нормални услови ни се појавува како цврсто тело. Но, всушност тоа е течност која има огромен вискозитет и флуидност, толку ниска што едвај може да се разликува со најултрачувствителните инструменти.
Аморфната состојба на супстанцијата е нестабилна. Со текот на времето, постепено се претвора од аморфна состојба во кристална состојба. Овој процес во различни супстанциипоминува со со различни брзини. Гледаме бонбони како се покриваат со кристали од шеќер. Ова не одзема многу време.
А за да се формираат кристали во обично стакло, мора да помине многу време. За време на кристализацијата, стаклото ја губи својата сила, проѕирност, станува заматено и станува кршливо.
Изотропија на аморфни тела
Кај кристалните цврсти материи, физичките својства варираат во различни насоки. Но, кај аморфните тела тие се исти во сите правци. Овој феномен се нарекува изотропија .
Аморфното тело спроведува струја и топлина подеднакво во сите правци и подеднакво ја прекршува светлината. Звукот исто така патува подеднакво во аморфните тела во сите правци.
Својствата на аморфните материи се користат во модерни технологии. Посебен интереспредизвикуваат метални легури кои немаат кристална структура и припаѓаат на аморфни цврсти материи. Тие се нарекуваат метални очила . Нивните физички, механички, електрични и други својства се разликуваат на подобро од оние на обичните метали.
Така, во медицината користат аморфни легури чија јачина ја надминува таа на титаниумот. Тие се користат за правење завртки или плочи кои поврзуваат скршени коски. За разлика од титаниумските сврзувачки елементи, овој материјал постепено се распаѓа и со текот на времето се заменува со коскена материја.
Легурите со висока цврстина се користат во производството на алатки за сечење метал, фитинзи, пружини и делови од механизмот.
Во Јапонија е развиена аморфна легура со висока магнетна пропустливост. Користејќи го во јадрата на трансформаторот наместо текстурираните трансформаторски челични лимови, загубите на вртложни струи може да се намалат за 20 пати.
Аморфните метали имаат уникатни својства. Тие се нарекуваат материјал на иднината.
« Физика - 10 одделение“
Покрај цврстите материи кои имаат кристална структура, што се карактеризира по строг редоследво распоредот на атомите, постојат аморфни цврсти материи.
Аморфните тела немаат строг редослед во распоредот на атомите. Само најблиските соседни атоми се распоредени по некој редослед. Но, не постои строга повторливост во сите правци на истиот структурен елемент, кој е карактеристичен за кристалите, во аморфните тела. Во однос на распоредот на атомите и нивното однесување, аморфните тела се слични на течностите. Често истата супстанција може да се најде и во кристална и во аморфна состојба.
Теоретско истражувањедоведуваат до производство на цврсти материи чии својства се сосема невообичаени. Би било невозможно да се добијат такви тела со обиди и грешки. Создавањето транзистори, за што ќе се дискутира подоцна, - светол примеркако разбирањето на структурата на цврстите материи доведе до револуција во целата радио технологија.
Добивањето материјали со одредени механички, магнетни, електрични и други својства е една од главните насоки на модерната физика на цврста состојба.
МИНИСТЕРСТВО ЗА ОБРАЗОВАНИЕ
ФИЗИКА 8 ОДДЕЛЕНИЕ
Извештај за темата:
„Аморфни тела. Топење на аморфни тела“.
Ученик од 8-мо одделение:
2009
Аморфни тела.
Ајде да направиме експеримент. Ќе ни треба парче пластелин, стеаринска свеќа и електричен камин. Ајде да ставиме пластелин и свеќа еднакви растојанијаод каминот. По некое време, дел од стеаринот ќе се стопи (стане течен), а дел ќе остане во форма на цврсто парче. Во исто време, пластелинот само малку ќе омекне. По некое време, целиот стеарин ќе се стопи, а пластилината постепено ќе „кородира“ по површината на масата, сè повеќе и повеќе ќе омекнува.
Значи, има тела кои не омекнуваат при топење, туку од цврста состојбаведнаш се претвора во течност. При топењето на таквите тела секогаш е можно да се одвои течноста од сè уште не растопениот (цврст) дел од телото. Овие тела се кристален.Има и цврсти материи кои кога се загреваат постепено омекнуваат и стануваат сè потечни. За такви тела е невозможно да се означи температурата на која тие се претвораат во течност (се топат). Овие тела се нарекуваат аморфни.
Ајде да го направиме следниот експеримент. Фрлете парче смола или восок во стаклена инка и оставете го во топла просторија. По околу еден месец, ќе испадне дека восокот добил форма на инка, па дури и почнал да тече од него во форма на „поток“ (сл. 1). За разлика од кристалите, кои се задржуваат речиси засекогаш сопствена форма, аморфните тела покажуваат флуидност дури и при ниски температури. Затоа, тие можат да се сметаат за многу густи и вискозни течности.
Структурата на аморфните тела.Истражување со користење на електронски микроскоп, како и користење х-зрациукажуваат на тоа дека кај аморфните тела не постои строг ред во распоредот на нивните честички. Погледнете, на сликата 2 е прикажан распоредот на честичките во кристалниот кварц, а на десната е прикажан распоредот на честичките во аморфниот кварц. Овие супстанции се состојат од истите честички - молекули на силициум оксид SiO 2.
Кристалната состојба на кварцот се добива ако растопениот кварц полека се лади. Ако ладењето на топењето е брзо, тогаш молекулите нема да имаат време да се „поредат“ во уредни редови, а резултатот ќе биде аморфен кварц.
Честичките на аморфните тела осцилираат непрекинато и случајно. Тие можат да скокаат од место до место почесто од кристалните честички. Ова го олеснува и фактот што честичките на аморфните тела се наоѓаат нееднакво густо: меѓу нив има празнини.
Кристализација на аморфни тела.Со текот на времето (неколку месеци, години) аморфни материиспонтано се трансформираат во кристална состојба. На пример, шеќерните бонбони или свежиот мед оставени сами на топло место ќе станат непроѕирни по неколку месеци. Тие велат дека медот и бонбоните се „захаросани“. Со кршење на бастун од слатки или собирање мед со лажица, ние всушност ќе ги видиме шеќерните кристали кои се формирале.
Спонтаната кристализација на аморфните тела покажува дека кристалната состојба на супстанцијата е постабилна од аморфната. Интермолекуларната теорија го објаснува вака. Меѓумолекуларните сили на привлекување и одбивност предизвикуваат честичките на аморфното тело преференцијално да скокаат до местата каде што има празнини. Како резултат на тоа, се појавува поуреден распоред на честички од порано, односно се формира поликристал.
Топење на аморфни тела.
Како што температурата се зголемува, енергијата на вибрационото движење на атомите внатре цврсто телосе зголемува и, конечно, доаѓа моментот кога врските меѓу атомите почнуваат да се прекинуваат. Во овој случај, цврстото се претвора во течна состојба. Оваа транзиција се нарекува топење.При фиксен притисок, топењето се случува на строго дефинирана температура.
Количината на топлина потребна за претворање на единица маса на супстанција во течност на нејзината точка на топење се нарекува специфична топлинатопење λ .
Да се стопи супстанца од маса м потребно е да се потроши количина на топлина еднаква на:
Q = λ m .
Процесот на топење на аморфни тела се разликува од топењето на кристалните тела. Како што се зголемува температурата, аморфните тела постепено омекнуваат и стануваат вискозни додека не се претворат во течност. Аморфните тела, за разлика од кристалите, немаат специфична точка на топење. Температурата на аморфните тела постојано се менува. Ова се случува затоа што во аморфни цврсти материи, како и во течностите, молекулите можат да се движат релативно едни на други. Кога се загреваат, нивната брзина се зголемува, а растојанието меѓу нив се зголемува. Како резултат на тоа, телото станува помеко и помеко додека не се претвори во течност. Кога аморфните тела се зацврстуваат, нивната температура исто така постојано се намалува.
МИНИСТЕРСТВО ЗА ОБРАЗОВАНИЕ
ФИЗИКА 8 ОДДЕЛЕНИЕ
Извештај за темата:
„Аморфни тела. Топење на аморфни тела“.
Ученик од 8-мо одделение:
2009
Аморфни тела.
Ајде да направиме експеримент. Ќе ни треба парче пластелин, стеаринска свеќа и електричен камин. Ајде да поставиме пластелин и свеќа на еднакво растојание од каминот. По некое време, дел од стеаринот ќе се стопи (стане течен), а дел ќе остане во форма на цврсто парче. Во исто време, пластелинот само малку ќе омекне. По некое време, целиот стеарин ќе се стопи, а пластилината постепено ќе „кородира“ по површината на масата, сè повеќе и повеќе ќе омекнува.
Значи, постојат тела кои не омекнуваат при топење, туку од цврста состојба веднаш се претвораат во течност. При топењето на таквите тела секогаш е можно да се одвои течноста од сè уште не растопениот (цврст) дел од телото. Овие тела се кристален.Има и цврсти материи кои кога се загреваат постепено омекнуваат и стануваат сè потечни. За такви тела е невозможно да се означи температурата на која тие се претвораат во течност (се топат). Овие тела се нарекуваат аморфни.
Ајде да го направиме следниот експеримент. Фрлете парче смола или восок во стаклена инка и оставете го во топла просторија. По околу еден месец, ќе испадне дека восокот добил форма на инка, па дури и почнал да тече од него во форма на „поток“ (сл. 1). За разлика од кристалите, кои речиси засекогаш ја задржуваат својата форма, аморфните тела покажуваат флуидност дури и при ниски температури. Затоа, тие можат да се сметаат за многу густи и вискозни течности.
Структурата на аморфните тела.Студиите со помош на електронски микроскоп, како и користење на рендгенски зраци, покажуваат дека во аморфните тела не постои строг ред во распоредот на нивните честички. Погледнете, на сликата 2 е прикажан распоредот на честичките во кристалниот кварц, а на десната е прикажан распоредот на честичките во аморфниот кварц. Овие супстанции се состојат од истите честички - молекули на силициум оксид SiO 2.
Кристалната состојба на кварцот се добива ако растопениот кварц полека се лади. Ако ладењето на топењето е брзо, тогаш молекулите нема да имаат време да се „поредат“ во уредни редови, а резултатот ќе биде аморфен кварц.
Честичките на аморфните тела осцилираат непрекинато и случајно. Тие можат да скокаат од место до место почесто од кристалните честички. Ова го олеснува и фактот што честичките на аморфните тела се наоѓаат нееднакво густо: меѓу нив има празнини.
Кристализација на аморфни тела.Со текот на времето (неколку месеци, години), аморфните супстанции спонтано се трансформираат во кристална состојба. На пример, шеќерните бонбони или свежиот мед оставени сами на топло место ќе станат непроѕирни по неколку месеци. Тие велат дека медот и бонбоните се „захаросани“. Со кршење на бастун од слатки или собирање мед со лажица, ние всушност ќе ги видиме шеќерните кристали кои се формирале.
Спонтаната кристализација на аморфните тела покажува дека кристалната состојба на супстанцијата е постабилна од аморфната. Интермолекуларната теорија го објаснува вака. Меѓумолекуларните сили на привлекување и одбивност предизвикуваат честичките на аморфното тело преференцијално да скокаат до местата каде што има празнини. Како резултат на тоа, се појавува поуреден распоред на честички од порано, односно се формира поликристал.
Топење на аморфни тела.
Како што температурата се зголемува, енергијата осцилаторно движењеатомите во цврсто тело се зголемуваат и, конечно, доаѓа моментот кога врските меѓу атомите почнуваат да се прекинуваат. Во овој случај, цврстото тело влегува во течна состојба. Оваа транзиција се нарекува топење.При фиксен притисок, топењето се случува на строго дефинирана температура.
Количината на топлина потребна за претворање на единица маса на супстанција во течност на нејзината точка на топење се нарекува специфична топлина на фузија λ .
Да се стопи супстанца од маса м потребно е да се потроши количина на топлина еднаква на:
Q = λ m .
Процесот на топење на аморфни тела се разликува од топењето на кристалните тела. Како што се зголемува температурата, аморфните тела постепено омекнуваат и стануваат вискозни додека не се претворат во течност. Аморфните тела, за разлика од кристалите, немаат специфична точка на топење. Температурата на аморфните тела постојано се менува. Ова се случува затоа што во аморфните цврсти материи, како и во течностите, молекулите можат да се движат релативно едни на други. Кога се загреваат, нивната брзина се зголемува, а растојанието меѓу нив се зголемува. Како резултат на тоа, телото станува помеко и помеко додека не се претвори во течност. Кога аморфните тела се зацврстуваат, нивната температура исто така постојано се намалува.