Кристалы в Александре
Кристалы в АлександреКристалы в Александре
Рады представить вашему вниманию магазин, который уже удивил своим качеством!
И продолжаем радовать всех!)
Мы - это надежное качество клада, это товар высшей пробы, это дружелюбный оператор!
Такого как у нас не найдете нигде!
Наш оператор всегда на связи, заходите к нам и убедитесь в этом сами!
Наши контакты:
Telegram:
ВНИМАНИЕ!!! В Телеграмм переходить только по ссылке, в поиске много фейков!
Государственное издательство технико-теоретической литературы; Москва—Ленинград; Кристаллы… да ведь это красивые редко встречающиеся камни. Они бывают разных цветов, в большинстве своём прозрачны, и, что самое замечательное, они обладают красивой правильной формой. Обычно кристаллы представляют собой многогранники, стороны грани их идеально плоские, рёбра строго прямые. Собранные в минералогическом музее, они радуют глаз чудесной игрой света в гранях, удивительной правильностью строения…. Всё сказанное действительно справедливо, но… кристаллы — совсем не музейная редкость. Кристаллы окружают нас повсюду. Если посмотреть на простой камень в микроскоп, то можно увидеть, что почти каждый камень состоит из маленьких кристалликов. Примером тому рисунок 1; это не булыжная мостовая, а сфотографированная с большим увеличением аметистовая раковина в горной породе. Песок и гранит, поваренная соль и сахар, алмаз и изумруд, медь и железо — всё это кристаллические тела. В природе находят как мельчайшие кристаллики в форме иголок, таблеток, пирамид, призм, так и огромные кристаллы, размером в человеческий рост рис. Иногда находят отдельные кристаллики, в других случаях кристаллики срастаются в сложные сплетения, в грозди. Как же мы отличаем кристалл от не кристалла? Что общего у видимого в микроскоп кристаллического зерна железа и играющего светом алмаза? Мы узнаем, что основным признаком кристалла служит исключительный порядок в расположении составляющих его частиц. Внешне эта особенность выражается в окаймлении кристаллов плоскими гранями, которые пересекаются по прямым рёбрам. Поэтому легко убедиться в том, что мы имеем дело с кристаллом, если он крупный и одиночный. Микроскоп и рентгеновские лучи помогают нам в исследовании мельчайших кристаллов. Знание свойств окружающих нас тел немыслимо без ясного представления о кристаллах. Поэтому следует познакомиться с кристаллами поближе. Мы расскажем в этой книжке о том, что такое кристаллы, как они построены, каковы их свойства и где они используются. Мы объясним также, почему знание кристаллов необходимо для понимания свойств твёрдых тел, и расскажем, что общего между куском стали и горным хрусталём. На рисунке 3 представлено несколько многогранников. Их очертания очень совершенны, как говорят, идеально правильны. В чём заключается совершенность изображённых тел, заслужившая для них название идеально правильных? Многогранник, показанный на рисунке 3, а , называется кубом ; у него 6 граней, 12 рёбер и 8 вершин. На рисунке 3, б показан октаэдр. На рисунке 3, в изображены два разных двенадцатигранника. Все его грани, как видно из рисунка, имеют форму ромба. Подсчитывая число вершин и рёбер у додекаэдра, получим соответственно 14 и У перечисленных пока что фигур все грани имеют одну и ту же форму. У куба — это квадраты, у октаэдра — равносторонние треугольники, у додекаэдра — ромбы или пятиугольники. Эти правильные тела — самые простые. Но существуют и несколько более сложные формы. На рисунке 3, г изображена шестигранная призма. Два основания её — правильные шестиугольники, шесть боковых сторон — прямоугольники. Всего граней 8, рёбер 18 и вершин У этого тела 30 рёбер, 14 вершин и 18 граней — 12 граней имеют форму равнобедренного треугольника и 6 прямоугольны. Мы приводим числа вершин, рёбер и граней, чтобы обратить внимание читателя на одно интересное правило, установленное знаменитым петербургским академиком Леонардом Павловичем Эйлером: Фигуры, подобные описанным нами, можно выпилить из дерева или изготовить искусственно из какого-либо иного материала. Замечательно, однако, то обстоятельство, что при некоторых предосторожностях о которых мы будем говорить ниже, стр. В виде кубиков можно получить каменную соль. Алмаз находят в природе в виде октаэдров, а гранит — в виде ромбододекаэдров. Например, кристаллы кварца довольно часто встречаются в виде только что описанных тел рис. Рассмотрим внимательно большое количество кристаллов одного и того же вещества. Не все образцы будут представлять собой правильные фигуры. Однако ряд образцов покажется нам достаточно идеальным. Отберём их из общей кучи и зарисуем. Мы увидим тогда, что имеются кристаллы, отличающиеся друг от друга главным образом размером. Если маленький пропорционально увеличить, то он будет в точности повторять большой. Наряду с такими кристалликами мы найдём и другие, чем-то похожие друг на друга, но уже не совпадающие ни при каком пропорциональном изменении размеров рис. И всё же такие кристаллики похожи друг на друга, как близкие родственники, как близнецы. В чём же заключается их сходство? Изучая драгоценные камни, он неизменно находил одни и те же углы между их гранями. Посмотрите на рисунок 4, где изображён ряд кристаллов кварца. Все эти кристаллики — близкие родственники. Их можно сделать и совсем одинаковыми, сошлифовывая грани на различную глубину параллельно самим себе. Легко видеть, что таким способом, например, кристалл II может быть сделан совершенно таким же, как кристалл I. Эта возможность следует из того замечательного обстоятельства, что углы между сходственными гранями образцов одинаковы, например, между гранями А и Б , Б и В и т. При сошлифовывании граней параллельно самим себе форма кристалла изменяется, но углы между гранями сохраняют своё значение. При росте кристалла в зависимости от ряда случайностей одни грани могут попасть в условия более благоприятные, другие в менее удобные для увеличения своих размеров. Кристалл вырастет неправильным, родственные взаимоотношения между выросшими в разных условиях образцами станут незаметными, но углы между сходственными гранями всех кристаллов изучаемого вещества будут всегда одинаковы. Форма кристалла случайна, а углы между гранями отвечают и мы дальше поймём, почему его внутренней природе. Этот очень важный закон природы помогает нам узнавать, с каким веществом мы имеем дело. Два образца могут быть внешне очень непохожими, но если измерение показывает, что углы между гранями одинаковы, то имеются серьёзные основания полагать, что мы имеем дело с одним и тем же веществом. Напротив, отсутствие совпадающих углов между гранями говорит за то, что кристаллы принадлежат разным веществам. Анализ вещества, построенный на этой идее, был разработан творцом современной кристаллографии — так называется наука о строении и свойствах кристаллов — русским учёным Евграфом Степановичем Фёдоровым. Эта книга содержит в себе основы современной кристаллографии и справочный материал о величинах углов между гранями у огромного количества кристаллов. Для анализа вещества методом Е. Фёдорова требуется иметь маленький кристаллик, размером хоть с песчинку. У этого кристаллика мы измеряем на специальных приборах — гониометрах — углы между гранями. Разумеется, анализ не может быть проведён в том случае, если данное вещество никогда не изучалось и сведений о нём нет в книге. Фёдорова оказал уже не мало услуг промышленности. Например, в году с помощью определителя кристаллов было обнаружено присутствие в россыпях на Урале важнейшей оловянной руды — касситерита, кристаллы которого были ранее ошибочно отнесены к другому минералу — рутилу окись титана. На рисунке 5, а изображена скульптура; перед ней стоит большое зеркало. В зеркале возникает отражение, в точности повторяющее предмет. Скульптор может изготовить две фигуры и расположить их так же, как фигуру и её отражение в зеркале рис. Действительно, представим себе, что так же, как и на рисунке 5, а , расположено плоское зеркало. Тогда правая часть скульптуры в точности совпадёт с отражением левой её части. Эта симметричная фигура обладает вертикальной плоскостью зеркальной симметрии , которая проходит через середину постамента. Плоскость симметрии — мысленная плоскость, но мы её отчётливо ощущаем, рассматривая симметрично построенное тело. На рисунках 6 и 7 приведены другие примеры тел, имеющих плоскость симметрии. Плоскостью симметрии обладают тела животных, вертикальную плоскость симметрии можно провести через человека. В животном мире симметрия осуществляется лишь приблизительно, да и вообще идеальной симметрии в жизни не существует. Архитектор может изобразить на чертеже дом, состоящий из двух идеально симметричных половин. Но когда дом будет построен, как бы хорошо его ни делали, всегда можно будет найти разницу в двух соответствующих частях здания: Здание Московского Государственного Университета им. Ломоносова обладает вертикальной плоскостью симметрии. Наиболее точная симметрия осуществляется в мире кристаллов, но и здесь она не идеальная: На рисунке 8 изображена детская бумажная вертушка. Она тоже симметрична, но плоскость симметрии через неё провести нельзя. В чём же тогда заключается симметрия этой фигурки? Прежде всего, спросим себя о симметричных её частях. В чём заключается правильность взаимного расположения этих одинаковых частей? Это также нетрудно заметить. Новое положение неотличимо от предыдущего. Про такую фигурку мы скажем так: Итак, ось симметрии — это такая прямая линия, поворотом около которой на долю оборота можно перевести тело в положение, неотличимое от исходного. Следовательно, четырьмя последовательными поворотами мы возвращаемся в исходное положение. Оси симметрии различных порядков приблизительно осуществляются у цветов. При наличии оси 6-го порядка рис. Цветы яблони, груши и многие другие имеют ось симметрии 5-го порядка. Помимо вертикальной оси симметрии у цветка на рисунке 9, а есть ещё две вертикальные плоскости симметрии, а на рисунке 9, б — 6 плоскостей симметрии. Сообразите сами, как они проходят. На рисунке 10 приведены примеры более сложных случаев симметрии, встречающихся в природе. Организм на рисунке 10, а обладает осью симметрии 4-го порядка, перпендикулярной плоскости рисунка, четырьмя осями симметрии 2-го порядка, лежащими в этой плоскости, и рядом плоскостей симметрии. Снежинка на рисунке 10, б имеет ось симметрии 3-го порядка, три оси 2-го порядка и ряд плоскостей симметрии. Возможно очень большое число фигур, различающихся своей симметрией. Заметим, что подчас совершенно непохожие тела, например человек и бабочка, имеют сходную симметрию. В кристаллах мы встречаемся лишь с осями симметрии 2, 3, 4 и 6-го порядков. И это не случайно. Кристаллографы доказали, что это следует из решетчатого строения см. Поэтому число различных видов или, как говорят, классов симметрии кристаллов относительно невелико — оно равно Почему так красива, правильна форма кристалла? Грани его блестящие и ровные и выглядят так, как будто бы над кристаллом поработал искусный шлифовальщик. Отдельные части кристалла повторяют друг друга, образуя красивую симметричную фигуру. Эта исключительная правильность кристаллов была знакома уже людям древности. Но представления древних учёных о кристаллах мало отличались от сказок и легенд, сочинённых поэтами, воображение которых было пленено красотой кристаллов. Верили, что хрусталь образуется изо льда, а алмаз — из хрусталя. Кристаллы наделялись множеством таинственных свойств: Эта мысль довольно естественна. Разобьём сильным ударом кристалл кальцита углекислый кальций. Он разлетится на кусочки разной величины. Рассматривая их внимательно, мы обнаружим, что эти куски имеют правильную форму, вполне подобную форме большого кристалла — их родителя. Наверно, рассуждал учёный, и дальнейшее дробление кристалла будет происходить таким же образом, пока мы не дойдём до мельчайшего, невидимого глазом кирпичика, представляющего кристалл данного вещества. На такой вопрос учёный того времени ответить не мог. Она объяснила происхождение прямых рёбер и граней кристалла: Из большого кристалла, скажем каменной соли, можно выточить шар. Грани и рёбра кристалла исчезли, но на самом деле они существуют, хотя и в скрытом виде. Начнём медленно растворять шар из каменной соли. Мы увидим, как по мере растворения из шара образуется… куб, то есть та форма, которая свойственна кристаллу данного вещества см. Теперь мы хотим дать читателю современные представления о природе кристалла. Для этого сначала нам придётся поговорить… об обоях. Посмотрите на рисунок На нём изображена девочка, играющая в мяч. И не одна девочка, а много совершенно одинаковых фигурок. Найдём на этом рисунке обоев тот наименьший кусок, который надо нарисовать художнику, иначе говоря, тот кусок, простым перекладыванием которого можно составить все обои. Чтобы выделить такой кусок, проведём из любой точки рисунка, например из центра мячика, две линии, соединяющие выбранный мячик с двумя соседними. На этих линиях можно построить, как это видно на нашем рисунке, параллелограмм. Совершенно ясно, что перекладываниям этого кусочка в направлении основных исходных линий мы можем составить весь рисунок обоев. Этот наименьший кусок может быть выбран по-разному: Подчеркнём, что для нас в данном случае безразлично, будет ли эта фигурка внутри выделенного куска целой или разделённой на части линиями, ограничивающими этот кусок. Было бы неверным полагать, что, изготовив повторяющуюся на обоях фигурку, художник может считать свою задачу оконченной. Это было бы так лишь в том случае, если составление обоев можно было бы провести единственным способом — прикладыванием к данному кусочку, содержащему одну фигурку, другого такого же, параллельно сдвинутого. Однако кроме этого простейшего способа есть ещё шестнадцать способов заполнения обоев закономерно повторяющимся рисунком, то есть, всего существует 17 типов взаимных расположений фигурок на плоскости. Они показаны на рисунке 13 3. В качестве повторяющегося рисунка здесь выбрана более простая, но, так же как и на рисунке 12, лишённая собственной симметрии фигурка. Однако составленные из неё узоры симметричны, и их различие определяется различием симметрии расположения фигурок. Напротив, в случаях 4 и 5 имеются плоскости симметрии. В случае 10 имеются оси 4-го порядка, перпендикулярные чертежу, в случае 11 — оси 3-го порядка. В случаях 13 и 15 имеются оси 6-го порядка и т. Плоскости и оси симметрии наших рисунков выступают не по одиночке, а параллельными семействами. Если мы нашли одну точку, через которую можно провести ось или плоскость симметрии, то найдём быстро и соседнюю, и далее на таком же расстоянии третью и четвёртую и т. Выберем теперь на этих узорах такой наименьший кусок, перемещая который параллельно самому себе на расстояния, равные длинам его сторон, мы сможем воспроизвести всю картину обоев. Мы столкнёмся при этом с несколькими интересными обстоятельствами. Во-первых, этот наименьший кусок, или, как его принято называть, элементарная ячейка может оказаться параллелограммом например, случай 1 на рисунке 13 , прямоугольником случаи 3 , 4 и др. Во-вторых, на элементарную ячейку в разных случаях приходится различное число фигурок. Это число равно 1 для случая 1 , 4 для случая 8 , 6 для случая 17 и т. Принято выбирать элементарные ячейки так, чтобы они были наименьшими, но отражали бы симметрию, присущую узору в целом. Так, в случае 9 можно выбрать прямоугольную ячейку, на которую приходится 8 фигурок, и вдвое меньшую косоугольную. Рисунок указывает на высокую симметрию взаимного расположения фигурок — наличие взаимно перпендикулярных плоскостей симметрии. Косоугольная элементарная ячейка делала бы не очевидной эту высокую симметрию. Поэтому здесь и в других подобных случаях в качестве элементарной ячейки выбирается прямоугольник. Однако некоторая свобода выбора в расположении элементарной ячейки всегда имеется. В случаях 14 или 15 выбор ячейки несколько лучше подчёркивает симметрию обоев, чем, скажем, в случае 8 , но сути дела это не меняет, и мы можем, если желаем, произвольно переместить углы ячейки в случае 8 , оставляя, конечно, размеры ячейки теми же и стороны её параллельными самим себе. Способы заполнения элементарной ячейки отдельными фигурками во всех случаях различны. Этим прежде всего и отличаются друг от друга изображённые 17 случаев. Таким образом, художник, выполнивший повторяющийся рисунок обоев, должен указать, кроме того, каким из 17 способов надо построить обои из его рисунка. На рисунке 14 показаны два узора обоев с той же исходной фигуркой, но различно расположенной по отношению к зеркалам. Оба эти узора относятся к случаю 8. Каждое тело, в том числе и кристалл, состоит из атомов. Простые вещества состоят из одинаковых атомов, сложные — из атомов двух или нескольких сортов. Предположим, что мы могли бы в сверхмощный микроскоп рассмотреть поверхность кристалла поваренной соли и увидеть центры атомов. Рисунок 15 показывает, что атомы расположены вдоль грани кристалла, как узор обоев. Схема расположения атомов натрия I и хлора II на грани куба кристалла каменной соли. Теперь мы готовы к тому, чтобы понять, как построен кристалл. Эта сложная математическая задача была также решена Е. Он доказал, что должны существовать способов построения кристалла или, как сейчас говорим, фёдоровских групп. Фёдорова принадлежит к величайшим достижениям русской науки. Начатые примерно через 20 лет после вывода Фёдорова опытные проверки его теории — они стали возможными лишь после открытия рентгеновского структурного анализа — привели к блестящему её подтверждению. Не было найдено ни одного кристалла, который не принадлежал бы к той или иной фёдоровской группе. Все современные данные о внутреннем строении кристаллов получены при помощи рентгеновского структурного анализа , открытого в году. Маленький, размером 0,5—1 мм, кристаллик ставится на пути узкого рентгеновского луча. За кристаллом помещается фотопластинка. Наряду с прошедшим сквозь кристалл лучом возникает ряд отклонённых лучей. Мы не будем здесь останавливаться на причине их возникновения. Явление это носит название дифракции. Проявленная фотопластинка обнаруживает много пятен, по расположению и интенсивности которых можно судить о структуре кристалла. Примерный вид такого снимка — рентгенограммы топаза — приведён на рисунке 16 в действительности пятна обычно несколько размыты и различаются не столько по величине, сколько по яркости ; справа внизу указаны размеры кристаллика. Расшифровка рентгенограмм представляет собой сложную задачу. Огромное значение для развития рентгеноструктурного анализа имели труды известного русского кристаллографа Г. За время, протекшее после открытия рентгеноструктурного анализа, этим методом было изучено строение многих тысяч кристаллов. Влияние логистических решений на конкурентоспособность продукции и компании. Особенности и методы ценообразования на логистические продукты и услуги Тема Граждане как субъекты гражданского права. Правосубъектность — это предусмотренная нормами права способность лица быть участником правоотношений. Для того, чтобы быть субъектом гражданских пра Дефицит федерального бюджета, источники финансирования дефицита федерального бюджета, Резервный фонд, Фонд национального благосостояния Основные выводы подраздела. Сохрани ссылку в одной из сетей: Государственное издательство технико-теоретической литературы; Москва—Ленинград; Александр Исаакович Китайгородский Кристаллы Введение Кристаллы… да ведь это красивые редко встречающиеся камни. Собранные в минералогическом музее, они радуют глаз чудесной игрой света в гранях, удивительной правильностью строения… Всё сказанное действительно справедливо, но… кристаллы — совсем не музейная редкость. Усеянная аметистами полость в горной породе под микроскопом. Крупный кристалл горного хрусталя. Идеально правильные фигуры На рисунке 3 представлено несколько многогранников. Кристаллы-близнецы Рассмотрим внимательно большое количество кристаллов одного и того же вещества. Некоторые возможные формы кристаллов кварца. Что такое симметрия Смысл этого слова лучше всего мы поймём на примерах. Зеркальную плоскость симметрии имеют тела человека и животных. Бумажная вертушка обладает осью симметрии 4-го порядка. Оси симметрии 2-го и 6-го порядков у цветов. Примеры более сложной симметрии, осуществляемой природой. Опыт показывает, что нет. Внешняя красота — признак внутренней правильности Почему так красива, правильна форма кристалла? Поговорим об обоях Теперь мы хотим дать читателю современные представления о природе кристалла. Рисунок этих простеньких обоев помогает нам понять решетчатое строение кристаллов. Два разных расположения фигурок при одинаковом типе симметрии узора. Мы не станем приводить правила построения обоев во всех остальных случаях. Какое же отношение имеют обои к кристаллу? Абдрашитова Наиля АбдрахмановнаЯдерная магнитная релаксация и молекулярные движения в полиэтилене. Мороза — это живой и занимательный рассказ писателя и журналиста о современных псевдонаучных теориях: Книга содержит фрагменты писем Н. Уранова за период гг. Материал разбит на несколько разделов - по годам. С 13 Начала современного естествознания: