Автор: Е.Н. Мнёв
Источник: Студопедия studopedia.org
Кристаллическое состояние веществ — одно из самых распространенных в окружающей нас природе. Кристаллическими являются очень многие синтетические материалы, используемые в современной технике: полупроводники, ферромагнетики, сверхпрочные и жаростойкие сплавы. В связи с этим изучение кристаллического состояния является делом первостепенной научной важности.
Каковы основные признаки кристаллического состояния? Твердое вещество существует в двух формах: оно может быть кристаллическим или аморфным. Одно из характерных свойств кристаллического вещества, в отличие от аморфного, — это способность самоограняться. Кристаллы образуются по-разному: они выпадают в осадок при упаривании раствора, возникают при охлаждении расплава, при достаточно низкой температуре, они растут из паров (иней или морозные узоры на стекле). И во всех этих случаях на поверхности кристаллов самопроизвольно возникают плоские грани.
Вместе с тем, огранка — хотя и характерный, но не обязательный признак кристаллического вещества. В некоторых случаях грани кристаллов бывают выражены весьма нечетко. Иногда вещество состоит из таких мелких кристалликов, что грани трудно обнаружить даже под микроскопом. Кроме того, если кристалл обточить, придав ему округлую форму, лишенную граней, вещество не перестанет быть кристаллическим и свойства его останутся прежними.
Классификация кристаллов основана на их симметрии. Тот или иной объект обладает симметрией, если после определенного изменения его положения в пространстве он совмещается со своим первоначальным положением. Так, трехлопастный пропеллер можно повернуть вокруг оси на 120° (на одну треть оборота), и тогда его положение нельзя отличить от первоначального при условии, что все лопасти совершенно одинаковы.
Точно так же он может быть повернут на 240° (на две трети оборота), и снова невозможно будет отличить его новое положение от первоначального. Такое вращение на одну треть оборота, на две трети оборота, а также полный оборот образуют операции симметрии, характерные для оси симметрии третьего порядка.
Кристаллы обладают лишь некоторыми элементами симметрии, к числу которых относятся: центр симметрии, оси симметрии второго порядка, третьего порядка, четвертого порядка, шестого порядка, зеркально-поворотные оси четвертого и третьего порядка, плоскость симметрии.
Ось симметрии пятого порядка в кристаллах не встречается, поскольку угол пятиугольника равен 108°, а на такое число не делится угол 360°.
Существует 32 сочетания элементов симметрии, свойственных кристаллам. Эти сочетания называются видами симметрии или классами кристаллов. Описание видов симметрии кристаллов можно найти в руководствах по кристаллографии.
Кристаллы и их элементарные ячейки можно описать осями симметрии, которые в одних случаях могут располагаться под прямыми углами одна к другой, в других под углами 120° (в случае гексагональной и тригональной систем), или под другими углами.
Между гранями кристалла и осями должны существовать рациональные отношения: отрезки осей, отсекаемых гранью, относятся к длинам осей а, b и с, как простые числа.
1. Симметрия кристаллов является одной из основных характеристик, которая определяет их структуру и свойства.
2. Кристаллы могут иметь различные виды симметрии, такие как плоская симметрия, осевая симметрия и центральная симметрия.
3. Симметрия кристаллов влияет на их физические свойства, такие как оптическая активность, проводимость, магнитные свойства и т.д.
4. Симметрия кристаллов также определяет их внешний вид и форму, что делает их уникальными и красивыми.
1. Багдасарян Г.Е. Колебания коаксиальных цилиндрических оболочек с зазором, частично заполненных жидкостью // Изв. АН АрмССР. Механика. 1968. Т. 21, № 4. С. 40-47
2. Швец Р.Н., Марчук Р.А. Осесимметричные колебания заполненных жидкостью соосных ортотропных цилиндрических оболочек // Прикладная механика. 1985. Т. 21, № 8. C. 46-51
3. Марчук Р.А. Колебания ортотропной цилиндрической оболочки, соприкасающейся с жидкостью // Мат. методы и физ.-мех. поля. 1979. Вып. 9. С. 99-103.