Номер 7, страница 168 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

7. Чем отличаются аморфные тела от поликристаллов?

6. Монокристалл и поликристалл являются кристаллическими телами, то есть обладают внутренней структурой с упорядоченным расположением атомов, образующим кристаллическую решетку. Основное различие между ними заключается в масштабе этой упорядоченности.

Монокристалл — это твердое тело, представляющее собой один-единственный кристалл. Вся его структура — это единая, непрерывная кристаллическая решетка, простирающаяся от одной границы тела до другой. Вследствие такой упорядоченности физические свойства монокристалла (например, механическая прочность, теплопроводность, скорость распространения света) могут быть различными в разных направлениях. Это свойство называется анизотропией. Примерами монокристаллов служат природные драгоценные камни (алмаз, рубин), кристаллы кварца, а также специально выращенные монокристаллы кремния, используемые в микроэлектронике.

Поликристалл — это твердое тело, состоящее из большого числа очень мелких, сросшихся между собой монокристаллов, которые называют кристаллитами или зернами. Внутри каждого такого зерна атомы расположены упорядоченно, как в монокристалле. Однако сами зерна ориентированы в пространстве хаотично, беспорядочно по отношению друг к другу. Большинство металлов и керамических материалов в нашем окружении являются поликристаллами (например, железо, медь, сталь). Из-за случайной ориентации множества зерен анизотропия, свойственная каждому отдельному зерну, в среднем по всему объему материала исчезает. Поэтому поликристаллические тела обычно являются изотропными, то есть их свойства одинаковы во всех направлениях.

Ответ: Монокристалл — это сплошное тело с единой, непрерывной кристаллической решеткой во всем объеме, для которого характерна анизотропия свойств. Поликристалл состоит из множества мелких, хаотично ориентированных кристаллических зерен, и в макроскопическом масштабе он изотропен.

7. Основное различие между аморфными телами и поликристаллами заключается в наличии или отсутствии дальнего порядка в расположении их частиц (атомов, ионов или молекул).

Поликристаллы являются кристаллическими телами. Это означает, что в пределах каждого кристаллического зерна, из которых они состоят, существует дальний порядок. Дальний порядок — это строгая периодичность и повторяемость расположения частиц в трех измерениях на неограниченно больших расстояниях. Зная положение группы частиц в одном месте кристалла, можно точно предсказать положение частиц в любой другой его точке.

Аморфные тела (от греч. "а" — без, "морфе" — форма) не имеют кристаллической структуры. В них отсутствует дальний порядок. Расположение частиц в аморфном теле хаотично и неупорядоченно, подобно структуре застывшей жидкости. Для них характерен только ближний порядок — согласованность в расположении лишь самых близких, соседних частиц, который быстро нарушается с увеличением расстояния. Примерами аморфных тел являются стекло, смолы, янтарь, многие пластмассы.

Это фундаментальное различие в строении приводит к значительным отличиям в физических свойствах:

1. Плавление: Поликристаллы, как и все кристаллические тела, имеют строго определенную температуру плавления. При достижении этой температуры происходит резкий фазовый переход из твердого состояния в жидкое. Аморфные тела не имеют четкой температуры плавления; при нагревании они постепенно размягчаются в определенном интервале температур, переходя в вязкотекучее состояние.

2. Изотропия: И поликристаллы, и аморфные тела являются изотропными (их свойства не зависят от направления). Однако причина изотропии у них разная: у поликристаллов она возникает из-за усреднения свойств множества хаотично ориентированных анизотропных кристаллических зерен, а у аморфных тел — из-за изначального отсутствия упорядоченной структуры и выделенных направлений.

Ответ: Главное отличие в том, что поликристаллы обладают дальним порядком в расположении частиц внутри своих кристаллических зерен, в то время как аморфные тела имеют только ближний порядок и лишены дальнего. Вследствие этого поликристаллы имеют фиксированную температуру плавления, а аморфные тела размягчаются в некотором диапазоне температур.