Лекция №1.Қатты денелер анықтамасы. Олардың негізгі қасиеттері
жүктеу/скачать 50.61 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Лекция №2. Кристалдың трансляциялық симметриясы. Кристалографиялық координаттар жүйесі. 14 трансляциялық Бравэ торлары
- Лекция №3. Түйінді жазықтықтар мен түзулердің кристаллографиялық белгілері. Трансляциялық симметрия топтары. Кері тор. Қатты денелердің атомдық құрылымын анықтау әдістері. Вульф-Брэгг формуласы.
|
Лекция №1.Қатты денелер анықтамасы. Олардың негізгі қасиеттері. Физикада қатты денелер ең қажетті, қарапайым ғылыми бөлім. Физиканың жетістігінің арқасында қатты дене кванттық электродинамикада үлкен жетістіктерге жету мүмкіндігі туындайды. Дүние жүзілік физиктердің жартысы, яғни, зерттеушілер мен инжерелре қатты дене физикалық сұрақтармен айналысады. Қатты дене физикасына үлкен өзгерістер мен жаңалықтарды атақты совет ғалымдары Я.И.Френкель, Л.Д.Ландау, В.Л.Гинзбург, А.В.Шубинков, Н.В.Белов, Н.Н.Боголюбов және тағы басқалар енгізеді. Қатты дене – сұйыққа қарағанда біршама тұйық зат. Мұндай заттар құрылымы көбнесе кристалды болып келеді. Кристалдар атомдардың дұрыс орналасуымен сипатталады. Бұларда сол элементтердің қатаң қайталануы бар. Табиғатта кристталдық заттардың басқа аморфты деп аталатын қатты денелерде болады. Сонымен қатар атомдардың орналасуы реті сақталады. Бұл екі қатты дене тобының құрылымдары олардың әртүрлі физикалық қасиеттерге алып келеді. Қатты дене физикасы – олардың пайда болуында туындайтын қатты дене қасиеттерінің құрылымдық ғылымы. Нақты оқу бөлімінің мақсаты болып кристалдардың жалпы көрсетімдік құрылымы мен аморфтық заттардың, құрылымдық зерттеу әдісін сонымен қатар, механикалық, жылулық, магниттік, оптикалық және т.б. жататын қатты дене физикасының негізгі жүйелігі болып табылады. Лекция №2. Кристалдың трансляциялық симметриясы. Кристалографиялық координаттар жүйесі. 14 трансляциялық Бравэ торлары Кристалдық тор түсінігі. Әртүрлі ішкі құрылымда анықталатын, олардың құрылымына кірітін табиғат атомдарды көптеген әртүрлі бейнелік қасиеттерге жататын бізді қоршаған ортада кристалдық жағдайдағы заттардың үлкен сапасы бар. Барлық кристалдар ең болмағанда кейбір құрамдарда анизатропты болып табылады, сонымен қатар қасиеттері кристалға бағытталуына тәуелді. Кристалдық қатты заттар бөлек жалғыз монокристалдық және поликристалдық кристалдар ретінде кездеседі. Электронда микроскопиялық және рентгенді- құрылымды зерттеулер көрсеткендей шын монокристалдар нағыз құрылымын аз көрсетеді. Көбінесе олар мозаикалық құрылымда болады. Бұл жағдайда барлық монокристалдар 10-6 м өлшемді мозаика блоктарына бөлінеді. Мозаика блоктары бір-бірінен бетімен бөліген 10-152-тен 10-151-ке дейінгі әртүрлі монокристалдар үшін блок жұқалығы нормальды разорменацияның максималды бұрышын құрайды. Кристалдың поликристалдарына жиі құрылымдық жағынан монокристалдар-ға өте жақын. 10-6м ретінде өлшемде болатын кристалиттер саны мен қатар мозаика блоктарына бөлінеді. Әрбір мозаика блогының өзінің идеалдық құрылымы болады, бірақ блоктар бір қатарға орналастырылмаған, керісінше, бірнеше минуттан бірнеше градусқа дейінгі уақытта бұрылған ретінде орналасқан. Кристалдық заттардың ерекше құрылымы болып атомдардың қайтарымды орналасуындағы корреляция нақтылығы табылады. Мұндай корреляция өте көп күштердің тепе – теңдігіне немесе атомдардың өзара қарым – қатынас барысында пайда болатын процестерге шартталған. Мұндай тепе – теңдік жағдайында атомдар берілген кристалдарға симметриялық узор жасай ретті орналасады. Кристалдар бұл геометриялық заңдылықтарға қатысты құрылымдар қатаң периодты орналасқан бөліктерді құрайтын зат. Әрбір кристалдық зат басқа кристалдық заттан атомдық құрылымымен ерекшеленеді. Қатаң заңдық реттеуде және кристалдар құрылымының симметриясы біркелкі әрі анизатропты. Құрылымдық кристалды графында біркелкі түсінігі анықталған мәнді береді. Кристалл біркелкі деп аталады, егер соның ішінен алынған кез – келген нүктеден қасиеті жағынан бірінші және одан бірнеше қашықтықта қалған идентивті нүкте табылады. Органикалық емес кристалдар үшін бұл алшақтық бірнеше анометрлерді құрайды. Қандайда бір атомдар нүктелеріне міндетті түрде байланысты емес, шығарым кез келген болуы мүмкін етіп ерекшелейміз. Біркелкі анықтадан шығып және атомдық дискреттік құрылымды ескере отырып, идентивті нүктелердің бастапқы және соңғы компланарлы емес векторымен берілетін тремя нүктесін көрсетуі мүмкін. Барлық кристалдық аралықты қамтитын үш өлшемді периодты торды ескереді. Кристалл структурасы мен кеңістік тор түсінігін ажырату керек. Кристалл структурасы – бұл физикалық шындық. Лекция №3. Түйінді жазықтықтар мен түзулердің кристаллографиялық белгілері. Трансляциялық симметрия топтары. Кері тор. Қатты денелердің атомдық құрылымын анықтау әдістері. Вульф-Брэгг формуласы. Табиғатта моногрантты түрдегі дұрыс сыртқы формадағы кристалдар жиі кездеседі. Мұндай жағдайда кристалдарды симметриялы болып келеді деп атайды. Кең мағынада симметрия сөзі объекті нақтылығына және қандайда бір өзгермейтін құбылыстың пайда болуына бөлінеді. Геометриялық фигуралар симметриясы құралдары тең және біркелкі орналасқан бөлікті құрайды. Қандайда бір осьтің айналу шеңберінде өздігінен нүктенің бейнеленуінде немесе фигура тығыздығында араласу мүмкін. Мұндай операциялар симметриялы мамандандырылған, симметрияны бөлек сипаттайтын бейне – симметрия элементі деп аталады. Барлық денені барлық геометриялық фигуралар сияқты жүйе нүктесі ретінде қарастыруға болады. Әрбір соңғы фигураның ең болмағанда бір нүктесі бар. Мұндай нүкте ерекше болып табылады. Бұл жағдайда кристалдар симметрия кеңістігін алмағанда, трансляция болып табылатын негізгі симметрия элементі кристалдық тор үшін сипатталатын нүктелік симметрияны ерекшелейді. Кристалда симметрия элементтерінің саны шеклеулі. Бұларда соңғы фигуралардағыдай келесі негізгі симметрия элементтеріне бөлінеді: айналық симметрия тығыздығы, симметрияның бұрылым осі, симметрия центрі немесе инверсия центрі. Симметрияның айналық тығыздығы айна секілді қарапайым тығыздық бейнесіне сәйкес келеді. Мұндай тығыздық денені теңдей екі бөлікке бөледі. Осы тығыздықты бейнелеуде басқа барлық нүктелермен өзара сәйкес келетіндей. Симметрияның қарапайым бұрылу осьі – айналу бөліміндегі бұрылуындағы түзу сызық, яғни 1/n тең. Мұндай n – ось реттігі, фигура өздігінен барлық нүктелерінде араласады, қосылады. n=6 алтылық ретті фигура осінде мұндай бұрылу 1/6 айналымға тең. Қарапайым бұрылу осінен басқа айналық бұрылу осі 1/n айналымдағы остің бұрылу әрекетіндегі бірдейлікті ескеретін және тығыздық перпендикулярлық бейнесіне бөледі. Симметрия центрі немесе инверсия центрі – фигура ішіндегі басты нүктесі. Кристалдарда симметрия осьтері бес әртүрлі атауларда кездеседі: бірінші, екінші, үшінші, төртінші және алтыншы. Кез келген көп қырлы кристалдарда симметрия элементтерінің шектеулі сандары болады. Симметрия элементтерінің толық жиынтығын жалпы жағдайда симметрия класы деп атайды. Симметрия кластары саны бойынша немесе симметрия элементтерінің орналасуы бойынша ерекшеленеді. Кристалдарда кездесетін симметриялық элементтер комбинациясының барлық мүмкін математикалық анализі осындай комбинациялар санының шектеулі екендігін және кристалдық кластар санының шектеулілігін көрсетеді. Кристалл бейнесін сыртынан зерттеу 32 класс симметриясын орнатуға алып келеді. Бұл симметрия ішкі структурасына тікелей тәуелді және дискретті жиіліктердің шектік торда орналасуын анықтайды. Жоғарыда қарастырылған шектік тор элементтері – симметрия тығыздығы, симметрия осі, симметрия ортасына тордың бір ғана нүктесіне емес, барлық торға әсер ететін жаңа симметрия элементі Т трансляция қосылады. Торды трансляцияға араластыру барысында вектордың бағытталуы тор трансляциясы барлық нүктелерінде бірігеді. Трансляция комбинациясы симметрия элементімен соңғы фигура кристалы ретінде симметрия элементінің жаңа түрін береді. жүктеу/скачать 50.61 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|