Номер 1, страница 258, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

1. Какие опыты доказывают правильность представлений об упорядоченном расположении частиц в кристалле?

1. Какие опыты доказывают правильность представлений об упорядоченном расположении частиц в кристалле?

Правильность представлений об упорядоченном, периодическом расположении частиц (атомов, ионов, молекул) в кристаллах, то есть о существовании кристаллической решётки, доказывается прежде всего дифракционными методами.

Основным и исторически первым методом является рентгеноструктурный анализ (дифракция рентгеновских лучей). В 1912 году Макс фон Лауэ предположил, а его сотрудники экспериментально подтвердили, что если кристаллы действительно имеют периодическую структуру, то они могут служить естественной дифракционной решеткой для излучения, длина волны которого сопоставима с меж атомными расстояниями (порядка $10^{-10}$ м). Рентгеновское излучение как раз имеет такую длину волны. При прохождении через кристалл рентгеновский пучок рассеивается на упорядоченных атомах и интерферирует, создавая за кристаллом характерную картину из отдельных пятен — дифракционную картину (лауэграмму). Расположение и интенсивность этих пятен однозначно связаны со строением кристаллической решётки. Анализ этой картины позволяет с высокой точностью определить тип решётки, её параметры и даже положение каждого атома в элементарной ячейке. Условие возникновения дифракционных максимумов описывается законом Вульфа-Брэгга: $2d \sin\theta = n\lambda$, где $\text{d}$ — межплоскостное расстояние в кристалле, $\theta$ — угол скольжения, $\lambda$ — длина волны излучения, а $\text{n}$ — целое число (порядок дифракции).

Помимо рентгеновских лучей, для изучения структуры кристаллов используются:

* Дифракция электронов (электронография) и дифракция нейтронов (нейтронография). Принцип этих методов аналогичен рентгеноструктурному анализу, так как частицы (электроны и нейтроны) в соответствии с гипотезой де Бройля также обладают волновыми свойствами.

* Современные методы микроскопии, такие как просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения (ПЭМВР) и сканирующая туннельная микроскопия (СТМ), позволяют получать прямое изображение атомной структуры. Эти методы дают возможность буквально "увидеть" ряды атомов, что является прямым и наглядным подтверждением их упорядоченного расположения в кристалле.

Ответ: Существование упорядоченной кристаллической решетки доказывают опыты по дифракции рентгеновских лучей, электронов и нейтронов на кристаллах, а также прямое наблюдение атомной структуры с помощью современных микроскопов (например, сканирующего туннельного или просвечивающего электронного).