Kristal katıların yanı sıra amorf katılar da bulunur. sen amorf cisimler Kristallerin aksine atomların dizilişinde kesin bir düzen yoktur. Yalnızca en yakın atomlar (komşular) belirli bir sıraya göre düzenlenir. Ancak
Amorf cisimlerde kristallerin özelliği olan aynı yapısal elemanın her yönde kesin bir tekrarlanabilirliği yoktur.
Çoğunlukla aynı madde hem kristal hem de amorf hallerde bulunabilir. Örneğin kuvars kristal veya amorf formda (silika) olabilir. Kuvarsın kristal formu şematik olarak bir kafes olarak temsil edilebilir. düzenli altıgenler(Şekil 77, a). Kuvarsın amorf yapısı da kafes şeklindedir, ancak düzensiz şekil. Altıgenlerin yanı sıra beşgenler ve yedigenler içerir (Şekil 77, b).
Amorf cisimlerin özellikleri. Tüm amorf cisimler izotropiktir: fiziksel özellikler her yönde aynı. Amorf cisimler arasında cam, birçok plastik, reçine, reçine, şekerleme vb. bulunur.
Şu tarihte: dış etkiler Amorf cisimler hem katılar gibi elastik özellikler hem de sıvılar gibi akışkanlık sergilerler. Kısa süreli darbelerde (darbelerde) katı bir cisim gibi davranırlar ve güçlü bir darbe ile parçalara ayrılırlar. Ama çok uzun süreli maruziyet amorf cisimler akar. Örneğin, bir reçine parçası yavaş yavaş katı bir yüzeye yayılır. Sıvı moleküller gibi amorf cisimlerin atomları veya molekülleri belirli zaman“Hareketsiz yaşam” denge konumu etrafında salınımların olduğu zamandır. Fakat sıvıların aksine bu süre çok uzundur. Bu bakımdan amorf cisimler kristal cisimlere yakındır, çünkü atomların bir denge konumundan diğerine sıçraması nadiren meydana gelir.
Şu tarihte: düşük sıcaklıklar Amorf cisimler özellikleri bakımından katılara benzer. Neredeyse hiç akışkanlıkları yoktur, ancak sıcaklık arttıkça yavaş yavaş yumuşarlar ve özellikleri giderek sıvıların özelliklerine yaklaşır. Bunun nedeni, artan sıcaklıkla birlikte atomların bir konumdan sıçramalarının giderek daha sık hale gelmesidir.
diğerine denge. HAYIR belirli sıcaklık Amorf cisimler, kristalin olanların aksine erimez.
Katı hal fiziği. Katıların tüm özellikleri (kristal ve amorf), atomik-moleküler yapıları ve katıları oluşturan moleküllerin, atomların, iyonların ve elektronların hareket yasaları bilgisine dayanarak açıklanabilir. Katıların özelliklerine ilişkin çalışmalar birleştirilir geniş alan modern fizik- katı hal fiziği. Katı hal fiziğinin gelişimi esas olarak teknolojinin ihtiyaçlarından kaynaklanmaktadır. Dünyadaki fizikçilerin yaklaşık yarısı katı hal fiziği alanında çalışmaktadır. Elbette bu alanda başarı olmadan düşünülemez. derin bilgi fiziğin diğer tüm dalları.
1. Kristal cisimlerin amorf cisimlerden farkı nedir? 2. Anizotropi nedir? 3. Tek kristalli, çok kristalli ve amorf cisimlere örnekler verin. 4. Kenar çıkıklarının vida çıkıklarından farkı nedir?
Kristal katılardan farklı olarak amorf katılarda parçacıkların dizilişinde kesin bir düzen yoktur.
Amorf katılar şekillerini koruyabilmelerine rağmen kristal kafes sahip değiller. Sadece yakınlarda bulunan moleküller ve atomlar için belirli bir model gözlemlenir. Bu sipariş denir emri kapat . Her yönde tekrarlanmaz ve saklanmaz. uzun mesafeler beğenmek kristal cisimler.
Amorf cisimlere örnek olarak cam, amber, yapay reçineler, balmumu, parafin, hamuru vb. verilebilir.
Amorf cisimlerin özellikleri
Amorf cisimlerdeki atomlar rastgele konumlanmış noktalar etrafında titreşir. Dolayısıyla bu cisimlerin yapısı sıvıların yapısına benzemektedir. Ancak içlerindeki parçacıklar daha az hareketlidir. Denge konumu etrafında salınım süreleri sıvılara göre daha uzundur. Atomların başka bir konuma sıçraması da çok daha az sıklıkla meydana gelir.
Kristal katılar ısıtıldığında nasıl davranır? Belli bir noktadan sonra erimeye başlıyorlar erime noktası. Ve bir süre, tüm madde eriyene kadar aynı anda hem katı hem de sıvı haldedirler.
Amorf katıların belirli bir erime noktası yoktur . Isıtıldığında erimezler, ancak yavaş yavaş yumuşarlar.
Isıtma cihazının yanına bir parça hamuru yerleştirin. Bir süre sonra yumuşacık olacaktır. Bu bir anda olmaz, belli bir süre sonra olur.
Amorf cisimlerin özellikleri sıvıların özelliklerine benzer olduğundan, çok yüksek viskoziteye sahip aşırı soğutulmuş sıvılar (donmuş sıvılar) olarak kabul edilirler. Şu tarihte: normal koşullar akamazlar. Ancak ısıtıldığında içlerindeki atom sıçramaları daha sık meydana gelir, viskozite azalır ve amorf cisimler yavaş yavaş yumuşar. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa viskozite o kadar düşük olur ve amorf cisim yavaş yavaş sıvı hale gelir.
Sıradan cam katı, amorf bir gövdedir. Silikon oksit, soda ve kirecin eritilmesiyle elde edilir. Karışımın 1400 o C'ye ısıtılmasıyla sıvı camsı bir kütle elde edilir. Soğurken sıvı cam kristal cisimler gibi katılaşmaz, ancak viskozitesi artan ve akışkanlığı azalan bir sıvı olarak kalır. Normal şartlarda bize katı bir cisim gibi görünür. Ama aslında, çok büyük bir viskoziteye ve akışkanlığa sahip bir sıvıdır; o kadar küçüktür ki, en hassas aletlerle zar zor ayırt edilebilir.
Bir maddenin amorf durumu kararsızdır. Zamanla yavaş yavaş amorf bir durumdan kristal bir duruma dönüşür. Bu süreç farklı maddeler ile geçer farklı hızlarda. Şeker kamışlarının şeker kristalleriyle kaplandığını görüyoruz. Bu çok fazla zaman almaz.
Ve sıradan camda kristallerin oluşması için çok zaman geçmesi gerekir. Kristalleşme sırasında cam gücünü, şeffaflığını kaybeder, bulanıklaşır ve kırılgan hale gelir.
Amorf cisimlerin izotropisi
Kristal katılarda fiziksel özellikler farklı yönlerde değişir. Ancak amorf cisimlerde her yönde aynıdırlar. Bu fenomene denir izotropi .
Amorf bir cisim, elektriği ve ısıyı her yöne eşit şekilde iletir ve ışığı eşit şekilde kırar. Ses ayrıca amorf cisimlerde her yöne eşit şekilde yayılır.
Amorf maddelerin özellikleri kullanılır modern teknolojiler. Özel İlgi kristal yapıya sahip olmayan ve amorf katılara ait metal alaşımlarına neden olur. Onlar denir metal gözlük . Fiziksel, mekanik, elektriksel ve diğer özellikleri sıradan metallerden çok daha farklıdır.
Bu nedenle tıpta gücü titanyumunkini aşan amorf alaşımlar kullanılır. Kırık kemikleri birbirine bağlayan vidalar veya plakalar yapmak için kullanılırlar. Titanyum bağlantı elemanlarının aksine bu malzeme yavaş yavaş parçalanır ve zamanla yerini kemik malzemesi alır.
Yüksek mukavemetli alaşımlar metal kesici takımların, bağlantı parçalarının, yayların ve mekanizma parçalarının imalatında kullanılır.
Japonya'da yüksek manyetik geçirgenliğe sahip amorf bir alaşım geliştirildi. Dokulu trafo çelik sacları yerine trafo çekirdeklerinde kullanılarak girdap akımı kayıpları 20 kat azaltılabilir.
Amorf metaller benzersiz özellikler. Bunlara geleceğin malzemesi deniyor.
« Fizik - 10. sınıf"
Katı maddelere ek olarak kristal yapısı karakterize edilen sıkı bir düzende Atomların dizilişinde amorf katılar mevcuttur.
Amorf cisimlerin atom dizilişinde kesin bir düzen yoktur. Yalnızca en yakın komşu atomlar belirli bir sıraya göre düzenlenir. Ancak amorf cisimlerde kristallerin özelliği olan aynı yapısal elemanın her yönde kesin bir tekrarlanabilirliği yoktur. Amorf cisimler atomların dizilişi ve davranışları açısından sıvılara benzer. Çoğunlukla aynı madde hem kristal hem de amorf hallerde bulunabilir.
Teorik araştırmaözellikleri tamamen sıra dışı olan katıların üretimine yol açar. Bu tür organları deneme yanılma yoluyla elde etmek imkansızdır. Daha sonra tartışılacak olan transistörlerin oluşturulması, - parlayan örnek katıların yapısının anlaşılmasının tüm radyo teknolojisinde nasıl bir devrime yol açtığını.
Belirtilen mekanik, manyetik, elektriksel ve diğer özelliklere sahip malzemelerin elde edilmesi, modern katı hal fiziğinin ana yönlerinden biridir.
EĞİTİM BAKANLIĞI
FİZİK 8. SINIF
Konuyla ilgili rapor:
“Amorf bedenler. Amorf cisimlerin erimesi.”
8. sınıf öğrencisi:
2009
Amorf cisimler.
Bir deney yapalım. Bir parça hamuru, bir stearin muma ve elektrikli bir şömineye ihtiyacımız olacak. Üzerine hamuru ve bir mum koyalım eşit mesafelerşömineden. Bir süre sonra stearinin bir kısmı eriyecek (sıvı hale gelecek) ve bir kısmı katı bir parça halinde kalacaktır. Aynı zamanda hamuru sadece biraz yumuşayacaktır. Bir süre sonra, tüm stearin eriyecek ve hamuru yavaş yavaş masanın yüzeyi boyunca "paslanacak" ve giderek daha fazla yumuşayacaktır.
Yani eritildiğinde yumuşamayan, fakat katı hal anında sıvıya dönüşür. Bu tür cisimlerin erimesi sırasında, cismin henüz erimemiş (katı) kısmından sıvıyı ayırmak her zaman mümkündür. Bu bedenler kristal. Ayrıca ısıtıldığında yavaş yavaş yumuşayan ve giderek daha akışkan hale gelen katılar da vardır. Bu tür cisimler için sıvıya dönüştükleri (erime) sıcaklığı belirtmek imkansızdır. Bu bedenlere denir amorf.
Aşağıdaki deneyi yapalım. Cam bir huniye bir parça reçine veya balmumu atın ve sıcak bir odada bırakın. Yaklaşık bir ay sonra balmumunun huni şeklini aldığı ve hatta bir "akarsu" şeklinde oradan akmaya başladığı ortaya çıkacaktır (Şekil 1). Neredeyse sonsuza kadar saklanan kristallerin aksine kendi formu Amorf cisimler düşük sıcaklıklarda bile akışkanlık gösterir. Bu nedenle çok kalın ve viskoz sıvılar olarak kabul edilebilirler.
Amorf cisimlerin yapısı. Elektron mikroskobu kullanarak araştırma yapmanın yanı sıra röntgen amorf cisimlerde parçacıkların düzenlenmesinde katı bir düzen olmadığını gösterir. Bir bakın, şekil 2 kristalin kuvarstaki parçacıkların dizilişini gösteriyor, sağdaki ise amorf kuvarstaki parçacıkların dizilişini gösteriyor. Bu maddeler aynı parçacıklardan oluşur - silikon oksit Si02 molekülleri.
Erimiş kuvarsın yavaşça soğutulması durumunda kuvarsın kristal durumu elde edilir. Eriyiğin soğuması hızlıysa, moleküllerin düzenli sıralar halinde "sıraya dizilmesi" için zamanları olmayacak ve sonuç amorf kuvars olacaktır.
Amorf cisimlerin parçacıkları sürekli ve rastgele salınım yapar. Kristal parçacıklardan daha sık bir yerden bir yere atlayabilirler. Bu aynı zamanda amorf cisimlerin parçacıklarının eşit olmayan bir yoğunlukta yerleştirilmesiyle de kolaylaştırılır: aralarında boşluklar vardır.
Amorf cisimlerin kristalleşmesi. Zamanla (birkaç ay, yıl) amorf maddeler kendiliğinden kristal duruma dönüşür. Örneğin sıcak bir yerde kendi başına bırakılan şekerlemeler veya taze bal, birkaç ay sonra opak hale gelecektir. Bal ve şekerin “şekerlenmiş” olduğunu söylüyorlar. Şeker kamışını kırdığımızda veya balı kaşıkla aldığımızda aslında oluşan şeker kristallerini göreceğiz.
Amorf cisimlerin kendiliğinden kristalleşmesi, bir maddenin kristal durumunun amorf olandan daha kararlı olduğunu gösterir. Moleküller arası teori bunu bu şekilde açıklıyor. Moleküller arası çekim ve itme kuvvetleri, amorf bir cismin parçacıklarının tercihen boşlukların olduğu yere sıçramasına neden olur. Sonuç olarak, daha önce olduğundan daha düzenli bir parçacık düzeni ortaya çıkar, yani bir polikristal oluşur.
Amorf cisimlerin erimesi.
Sıcaklık arttıkça atomların titreşim hareketinin enerjisi artar. katı gövde artar ve sonunda atomlar arasındaki bağların kopmaya başladığı bir an gelir. Bu durumda katı sıvı hale geçer. Bu geçişe denir erime. Sabit bir basınçta, kesin olarak tanımlanmış bir sıcaklıkta erime meydana gelir.
Bir maddenin birim kütlesini erime noktasında sıvıya dönüştürmek için gereken ısı miktarına denir. özgül ısı erime λ .
Kütlesi olan bir maddeyi eritmek M aşağıdakilere eşit miktarda ısı harcamak gerekir:
S = λm .
Amorf cisimlerin eritilmesi süreci, kristalin cisimlerin eritilmesinden farklıdır. Sıcaklık arttıkça amorf cisimler yavaş yavaş yumuşar ve sıvı hale gelinceye kadar viskoz hale gelir. Amorf cisimlerin kristallerden farklı olarak belirli bir erime noktası yoktur. Amorf cisimlerin sıcaklığı sürekli değişir. Bunun nedeni amorf katılar Sıvılarda olduğu gibi moleküller birbirine göre hareket edebilir. Isıtıldığında hızları artar ve aralarındaki mesafe artar. Sonuç olarak vücut sıvı hale gelinceye kadar giderek daha yumuşak hale gelir. Amorf cisimler katılaştığında sıcaklıkları da sürekli olarak düşer.
EĞİTİM BAKANLIĞI
FİZİK 8. SINIF
Konuyla ilgili rapor:
“Amorf bedenler. Amorf cisimlerin erimesi.”
8. sınıf öğrencisi:
2009
Amorf cisimler.
Bir deney yapalım. Bir parça hamuru, bir stearin muma ve elektrikli bir şömineye ihtiyacımız olacak. Hamuru ve mumu şömineden eşit mesafelere yerleştirelim. Bir süre sonra stearinin bir kısmı eriyecek (sıvı hale gelecek) ve bir kısmı katı bir parça halinde kalacaktır. Aynı zamanda hamuru sadece biraz yumuşayacaktır. Bir süre sonra, tüm stearin eriyecek ve hamuru yavaş yavaş masanın yüzeyi boyunca "paslanacak" ve giderek daha fazla yumuşayacaktır.
Yani eridiğinde yumuşamayan, katı halden hemen sıvıya dönüşen cisimler var. Bu tür cisimlerin erimesi sırasında, cismin henüz erimemiş (katı) kısmından sıvıyı ayırmak her zaman mümkündür. Bu bedenler kristal. Ayrıca ısıtıldığında yavaş yavaş yumuşayan ve giderek daha akışkan hale gelen katılar da vardır. Bu tür cisimler için sıvıya dönüştükleri (erime) sıcaklığı belirtmek imkansızdır. Bu bedenlere denir amorf.
Aşağıdaki deneyi yapalım. Cam bir huniye bir parça reçine veya balmumu atın ve sıcak bir odada bırakın. Yaklaşık bir ay sonra balmumunun huni şeklini aldığı ve hatta bir "akarsu" şeklinde oradan akmaya başladığı ortaya çıkacaktır (Şekil 1). Kendi şeklini neredeyse sonsuza kadar koruyan kristallerin aksine, amorf cisimler düşük sıcaklıklarda bile akışkanlık gösterir. Bu nedenle çok kalın ve viskoz sıvılar olarak kabul edilebilirler.
Amorf cisimlerin yapısı. X ışınlarının yanı sıra elektron mikroskobu kullanılarak yapılan çalışmalar, amorf cisimlerde parçacıkların düzenlenmesinde katı bir düzen olmadığını göstermektedir. Bir bakın, şekil 2 kristalin kuvarstaki parçacıkların dizilişini gösteriyor, sağdaki ise amorf kuvarstaki parçacıkların dizilişini gösteriyor. Bu maddeler aynı parçacıklardan oluşur - silikon oksit Si02 molekülleri.
Erimiş kuvarsın yavaşça soğutulması durumunda kuvarsın kristal durumu elde edilir. Eriyiğin soğuması hızlıysa, moleküllerin düzenli sıralar halinde "sıraya dizilmesi" için zamanları olmayacak ve sonuç amorf kuvars olacaktır.
Amorf cisimlerin parçacıkları sürekli ve rastgele salınım yapar. Kristal parçacıklardan daha sık bir yerden bir yere atlayabilirler. Bu aynı zamanda amorf cisimlerin parçacıklarının eşit olmayan bir yoğunlukta yerleştirilmesiyle de kolaylaştırılır: aralarında boşluklar vardır.
Amorf cisimlerin kristalleşmesi. Zamanla (birkaç ay, yıl), amorf maddeler kendiliğinden kristal bir duruma dönüşür. Örneğin sıcak bir yerde kendi başına bırakılan şekerlemeler veya taze bal, birkaç ay sonra opak hale gelecektir. Bal ve şekerin “şekerlenmiş” olduğunu söylüyorlar. Şeker kamışını kırdığımızda veya balı kaşıkla aldığımızda aslında oluşan şeker kristallerini göreceğiz.
Amorf cisimlerin kendiliğinden kristalleşmesi, bir maddenin kristal durumunun amorf olandan daha kararlı olduğunu gösterir. Moleküller arası teori bunu bu şekilde açıklıyor. Moleküller arası çekim ve itme kuvvetleri, amorf bir cismin parçacıklarının tercihen boşlukların olduğu yere sıçramasına neden olur. Sonuç olarak, daha önce olduğundan daha düzenli bir parçacık düzeni ortaya çıkar, yani bir polikristal oluşur.
Amorf cisimlerin erimesi.
Sıcaklık arttıkça enerji salınım hareketi Bir katıdaki atom sayısı artar ve sonunda atomlar arasındaki bağların kopmaya başladığı bir an gelir. Bu durumda katı cisim içeri girer. sıvı hal. Bu geçişe denir erime. Sabit bir basınçta, kesin olarak tanımlanmış bir sıcaklıkta erime meydana gelir.
Bir maddenin birim kütlesini erime noktasında sıvıya dönüştürmek için gereken ısı miktarına özgül füzyon ısısı denir. λ .
Kütlesi olan bir maddeyi eritmek M aşağıdakilere eşit miktarda ısı harcamak gerekir:
S = λm .
Amorf cisimlerin eritilmesi süreci, kristalin cisimlerin eritilmesinden farklıdır. Sıcaklık arttıkça amorf cisimler yavaş yavaş yumuşar ve sıvı hale gelinceye kadar viskoz hale gelir. Amorf cisimlerin kristallerden farklı olarak belirli bir erime noktası yoktur. Amorf cisimlerin sıcaklığı sürekli değişir. Bunun nedeni, sıvılarda olduğu gibi amorf katılarda da moleküllerin birbirine göre hareket edebilmesidir. Isıtıldığında hızları artar ve aralarındaki mesafe artar. Sonuç olarak vücut sıvı hale gelinceye kadar giderek daha yumuşak hale gelir. Amorf cisimler katılaştığında sıcaklıkları da sürekli olarak düşer.