- •Кислицын А.А. Физика атома, атомного ядра и элементарных частиц
- •Что такое «Твердое тело»?
- •Строго определить границу между твердым телом и жидкостью невозможно. На этой границе находятся
- •Дальний и ближний порядок
- •Схематические изображения строения
- •По характеру взаимного расположения атомов можно классифицировать твердые тела следующим образом:
- •Идеальные монокристаллы
- •Монокристаллы с дефектами решетки
- •Поликристаллы
- •Двумерные квазиплоские тела.
- •Аморфные твердые тела
- •Различия аморфных тел и кристаллов
- •Еще одно различие состоит в том, что физические
- •Размерные эффекты
- •Физика твердого тела — это наука о строении, свойствах твердых тел и происходящих
- •Кристаллическая решетка
- •Кристаллическая решетка идеального монокристалла.
- •Кристаллические решетки
- •Решетки Бравэ
- •Кристаллические решетки
- •Кристаллические решетки
- •Примеры кристаллических решеток
- •В реальном кристалле мож- но провести различные пло- скости через расположен- ные в
- •Межплоскостное расстояние для кубической
- •Рассмотрим примеры раз- личных плоскостей для кубического кристалла.
- •Еще два примера плоскостей для кубического кристалла.
- •Дифракционные картины, полученные на ПЭМ, для
- •Взависимости от типа частиц, из которых построен кристалл, и характера сил связи между
- •Вузлах ионной решетки
- •Металлическая решетка
- •Металлическая решетка
- •Молекулярная кристаллическая решетка пост-
- •Однако нейтральные атомы инертных газов облада- ют высокой электрической симметрией: у них в
Металлическая решетка
Ионы, расположенные в узлах ме-
таллической решетки имеют в
первом приближении сфери- ческую форму с определенным
радиусом. С увеличением этого
радиуса твердость металла и температура его плавления снижаются. Большинство ме-
таллов кристаллизуются в плот-
ноупакованные решетки, такие
как гранецентрированная куби- ческая (ГЦК). Вверху изображе-
на ячейка ГЦК-решетки, а внизу
- та же ячейка, сдвинутая на а/2.
Молекулярная кристаллическая решетка пост-
роена из молекул, связанных друг с другом слабы- ми силами, получившими название сил Ван-дер- Ваальса (Van der Waals, голландский физик, Нобе- левская премия 1910г). Энергия связи молекуляр- ных кристаллов невелика, поэтому такие кристал- лы отличаются малой твердостью и низкой темпе-
ратурой плавления. Примеры: лед, природная се-
ра, многие органические соединения.
Было предпринято много попыток объяснить приро-
ду этих сил с точки зрения классической физики.
Так как эти силы проявляются при взаимодействии между нейтральными атомами или молекулами, то
понять их можно, если считать, что взаимодейст-
вующие атомы несимметричны, т.е. являются ди- полями или квадруполями.
Однако нейтральные атомы инертных газов облада- ют высокой электрической симметрией: у них в ос- новном состоянии равны нулю и дипольные, и квадрупольные моменты, и моменты более высо- ких порядков. И, тем не менее, эти газы могут на- ходиться в жидком состоянии, что доказывает су- ществование между ними сил взаимодействия, объяснить природу которых с точки зрения класси- ческой физики невозможно.
Правильное объяснение молекулярных сил дает квантовая теория, и при этом ключевую роль игра- ет наличие энергии осциллятора, находящегося в
состоянии с n = 0: |
|
1 |
|
(12.15) |
|
||||
|
En 0 n |
2 |
|
|
|
|
|
|