§ 7. Строение и свойства твёрдых тел
Монокристаллы и поликристаллы. Существуют одиночные кристаллы, называемые монокристаллами, которые могут иметь довольно большие размеры. Примерами могут служить кристаллы горного хрусталя, размеры которых иногда соизмеримы с ростом человека.
Монокристаллы — твёрдые тела, имеющие во всём объёме единую кристаллическую решётку.
Характерной особенностью монокристаллов является их анизотропия, т. е. зависимость физических свойств (механических, тепловых, электрических, оптических) от направления внутри кристалла. Анизотропия монокристаллов обусловлена различием в плотности расположения частиц в кристаллической решётке по разным направлениям. На рисунке 47 показано, что расстояния между атомными плоскостями в кристалле неодинаковы (d1 < d2). Поэтому, в частности, отличаться будут и силы, необходимые для его разрыва (F1 > F2). Например, кусок слюды достаточно легко расслоить в одном из направлений на тонкие пластинки, но для того, чтобы разорвать его в направлении, перпендикулярном пластинкам, потребуются гораздо большие усилия.
Интересно знать
Анизотропия свойственна некоторым материалам биологического происхождения. Например, костным и мышечным тканям человека и животных, древесине и листьям, траве и др.
Большинство кристаллических твёрдых тел являются поликристаллами.
Поликристаллы — твёрдые тела, состоящие из большого числа сросшихся между собой маленьких кристаллов.
В отличие от монокристаллов поликристаллы изотропны, т. е. их свойства одинаковы по всем направлениям. Это следствие того, что поликристалл состоит из большого количества беспорядочно ориентированных маленьких монокристаллов.
Вы сами можете в домашних условиях вырастить монокристаллы (рис. 48, а) и поликристаллы (рис. 48, б) медного купороса (сульфата меди(II) CuSO4).
Кристаллические тела имеют определённую температуру плавления tпл, не изменяющуюся в процессе плавления при постоянном давлении. Зависимость температуры кристаллического тела от полученного им количества теплоты представлена на рисунке 49, график 1.
1. Почему у шара, изготовленного из монокристалла, при нагревании изменяется не только объём, но и форма?
2. Будет ли при нагревании шара, изготовленного из стали, изменяться не только объём, но и форма?