Кристаллы в природе
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Тепловые и механические свойства твёрдых тел
I. Симметрия кристаллов
1.1Как растут кристаллы
1.2Идеальная форма кристаллов
1.3Закон постоянства углов
1.4О симметрии
1.5Симметрия кристаллов
1.6Пространственная решётка
1.7Экспериментальное исследование строение кристаллов
II. Силы взаимодействия и строение кристаллов
2.1Природа сил связи в кристаллах
2.2Структура кристаллов
2.3 Структура атомных кристаллов
2.4 Полиморфизм
2.5 Энергия связи молекул в кристалле
2.6 Поверхностная энергия кристалл
III. Тепловые свойства твёрдых тел
IV. Механические свойства твёрдых тел
4.1 Деформация и механические свойства материалов
4.3 Теоретическая оценка характеристик механических свойств
твёрдого тела и сравнение её с результатами эксперимента
4.4 Точечные дефекты и причины их образования
4.5 Линейные дефекты (дислокации)
4.6 Экспериментальные методы изучения дефектов кристаллов
4.7 Влияние дислокаций и других дефектов на механические свойства материалов и на процесс деформирования
4.8 Повышения прочности материалов
Электрические и магнитные свойства твёрдых тел
V. Электрические свойства твёрдых тел
5.1Классическая электронная теория электропроводности металлов
5.2 Диэлектрики
5.3 Квантование энергии электронов в атоме
5.4 Элементы зонной теории кристаллов
5.5 Распределение электронов по энергиям в твёрдом теле
5.6 Электропроводность твёрдых тел на основе зонной теории
5.7 Электропроводность полупроводников
5.8 Контактные явления
5.9 Термоэлектрические явления
5.10 Зависимость сопротивления контакта от внешнего напряжения
5.11p-n-p-переход. Транзисторы
VI. Магнитные свойства веществ
6.1 Элементарные носители магнетизма
6.2 Орбитальный и спиновый магнитные моменты электрона
6.3 Классификация тел по магнитным свойствам
6.4 Диамагнетики. Влияние магнитного поля на орбитальное движение электронов
6.5 Парамагнетизм
6.6 Ферромагнетизм. Элементарные носители ферромагнетизма
6.7 Ферромагнетизм и кристаллическая решётка. Доменная структура ферромагнетиков
6.8 Антиферромагнетизм и ферримагнетизм (ферриты)
VIIЖидкие кристаллы
7.1Нематическая жидкость
7.2 Холестерическая жидкость
7.3 Жидкие кристаллы-растворы
7.4 Смектическая жидкость
7.5 Эффект Фледерикса
7.6 Избирательное отражение света холестериком
7.7 Оптические свойства
VIIКристаллы в жизни
VIIIЭкспериментальная часть
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Одним из современных основных твердых конструкционных материалов является сталь. Много ли стали потребляет в год один человек? Если посмотреть вокруг себя, то сначала может показаться, что не так уж и много: вилка и нож , гвозди и шурупы, дверные ручки и замки. Но для полной оценки потребления необходимо вспомнить о велосипедах и автомашинах, о трубах водопровода и газопровода, рельс железных дорог и вагонах, станках на фабриках и заводах, о линиях электропередач и о многом - многом другом. Общая цифра, определяющая потребление стали в нашей стране на одного человека, оказывается довольно внушительной - примерно 0,5 т. в год. При таком уровне потребления человек за 70 лет жизни использует около 35 т. стали. Это количество стали примерно в 500 раз превышает массу самого человека!
Кристаллы возникают, как продукты жизнедеятельности организмов. В морской воде растворены различные соли. Многие морские животные строят свои раковины и скелеты из кристаллов углекислого кальция - арагонита. Кристалл обычно служит символом неживой природы. Однако грань между живым и неживым установить очень трудно, и понятие «кристалл» и «жизнь» не являются взаимоисключающими. Кристаллы и живой организм представляют собой примеры осуществления крайних возможностей в природе. В кристалле неизменными остаются не только атомы и молекулы, но также их взаимное расположение в пространстве. В живом организме не только не существуют сколько-нибудь постоянной структуры в расположении атомов и молекул, но ни на одно мгновение не остаётся неизменным его химический состав. В процессе жизнедеятельности организма одни химические соединения разлагаются на более простые, другие сложные соединения синтезируются из простых. Но при всех химических процессах, протекающих в живом организме, этот организм остаётся самим собой в течение десятков лет! Более того, потомки каждого живого организма являются удивительно близкой его копией! Следовательно, в клетках любого живого или растения что-то постоянное, неизменное, способное управлять химическими процессами, протекающими в них.
Такими носителями «программы» процессов, протекающих в живой клетке, оказались молекулы дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). В клетках человеческого организма одна такая молекула имеет несколько сантиметров. Молекулы укладываются внутри клеток. Молекулы ДНК также несут в себе полную информацию о строении и развитии всего живого организма из одной только клетки. Диаметр ДНК 2*10-9 м. Такие молекулы с точки зрения физики рассматриваются как особый вид твёрдого тела - одномерные апериодические кристаллы. Следовательно, кристалл - это не только символ неживой природы. Но и основа жизни на Земле.
Структура жидких кристаллов - растворов имеет огромное значение для жизнедеятельности организма, например для циркуляции крови, переноса ею кислорода, функционирование клеток мозга, для работы разнообразных клеточных мембран. Дефекты структур мембраны приводят к заболеванию организма. Образование холестерических и тем более жидких смектических кристаллов в крови вызывает сердечно-сосудистые заболевание. При неблагоприятной концентрации различных компонентов в желчи образуются сначала не полностью твёрдые кристаллы, а затем и «камни».
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29