Фізіка цвёрдага цела

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Знешні выгляд алмаза
…і схематычная выява яго крышталічнай рашоткі

Фізіка цвёрдага цела — раздзел фізікі, у якім даследуецца структура і ўласцівасці цвёрдых цел, а таксама з'явы, што адбываюцца ў іх. З'яўляецца тэарэтычнай асновай стварэння новых матэрыялаў з зададзенымі ўласцівасцямі.

Пачала развівацца ў 20 стагоддзі пасля стварэння асноў квантавай механікі. Аб'ядноўвае крышталяграфію, фізіку росту крышталёў, фізіку трываласці і пластычнасці, магнетызм, звышправоднасць, радыяцыйную фізіку цвёрдага цела (у т.л. палімераў), фізіку нанаструктураваных матэрыялаў і інш.

Тэарэтычнае аснова фізікі цвёрдага цела — квантавая механіка, квантавая электрамеханіка, статыстычная фізіка, а таксама тэорыя суцэльных асяроддзяў. Пры апісанні ўласцівасцей цвёрдых цел улічваюцца калектыўныя з'явы: генерацыя фанонаў, плазмонаў, эксітонаў і эксітонных кропель, фазавыя пераходы, выпраменьванне (спантаннае і вымушанае) і паглынанне электрамагнітных хваль, самаарганізацыя нанаразмерных структур і інш. Эксперыментальныя даследаванні праводзяцца метадамі рэнтгенаўскай, нейтроннай і электроннай дыфракцыі і мікраскапіі, аптычнай спектраскапіі, электрон-пазітроннай ангіляцыі, мас-спектракапіі другасных іонаў, зваротнага рэзерфардаўскага рассеяння лёгкіх іонаў і інш.

Для стварэння новых матэрыялаў з зададзенымі ўласцівасцямі праводзяць даследаванні ва ўмовах звышнізкіх і высокіх тэмператур, звышвысокага і звышнізкага ціску, магутных электрычных і магнітных палёў. Для мадыфікацыі цвёрдых цел выкарыстоўваюць нераўнаважаныя метады: лазерную абляцыю, іонную імплантацыю, электроннае і нейтроннае апраменьванне і інш.

На Беларусі даследаванні па фізіцы цвёрдага цела пачаліся з 1930-х гадоў у БДУ, з 1957 года сістэматычна праводзяцца ў Інстытуце цвёрдага цела і паўправаднікоў і Фізіка-тэхнічным інстытуце Нацыянальнай Акадэміі Навук, БДУ.

Крышталяфізіка[правіць | правіць зыходнік]

Крышталы - гэта цвердыя цяла , у якіх атамы распалагаюцца правільным вобразам адносна адзін другога. Гэту правільнасць іх адноснага ўзаемнага распалажэння можна апісаць з кропкі гледжання сіметрыі ; элементы сімметрыі крышталя указваюць на сіметрыю яго фізічных асабовасцей.

Лічыцца, што крышталі маюць правільную форму з плоскімі гранямі і прамымі робрамі. Сіметрыя і правільнасць знешняй формы крышталявых мнагаграннікаў адліковая , або не абавязковая іх асаблівасць. У лабараторных і завадскіх условіях часта вырашчываюць крышталі не мнагагранныя , або гэта не мяняе іх ўласцівасцей.

З усіх рэчывых станау, цвёрдае цела мае наіменьшую свабодную энегрію , і па гэтаму з'яуляецца равнаважным пры нармальных і нізкіх тэмпературах. Часціцы цвердага цела з'яднаюцца друг з другам з дапамогай хімічных сувязей. Раунанне для энергіі сувязі любога віда можа быць прадстаўлена ў выглядзе дзвухчленнага выражэнія , якое складаецца з членаў , адказываючых за энегрію прыцягнення і адштурхвання. Падліковая энергія сувязі для крышталя мае від крывой з адзіным мінімумам. Пагэтаму у кожнам напрамку часціцы цвердага цела распалагаюцца ў адзіна існуючых становішчах , заданых мінімуму энергіі у заданым напрамку. Узнікае строга трохмярковая перыядычнасць становічшча часціц , абразуючых цвердае цела. Гэтая перыядычнасць тлумачыць агранку і анізатропію іх свойств і асаблівасцей.

Гл.таксама[правіць | правіць зыходнік]

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  • Беларуская энцыклапедыя:У 18 т. Т.16: Трыпалі - Хвіліна / Рэдкал.: Г.П.Пашкоў і інш. - Мн.: БелЭн, 2003. - 576 с.: іл.