Номер 5, страница 71 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 5. Агрегатные состояния вещества. Параграф 19. Строение твёрдых тел. Вопросы - номер 5, страница 71.

Условие.

5. В чём состоит анизотропия кристаллических тел? Какие кристаллы обладают анизотропией?

Решение.

В чём состоит анизотропия кристаллических тел?

Анизотропия кристаллических тел — это зависимость их физических свойств от выбранного направления внутри кристалла. Слово "анизотропия" происходит от греческих слов "анизос" (неравный) и "тропос" (направление). В отличие от изотропных тел (например, аморфных веществ, жидкостей и газов), у которых свойства одинаковы во всех направлениях, в кристаллах они могут существенно различаться.

Причиной анизотропии является упорядоченное внутреннее строение кристалла — его кристаллическая решётка. В этой решётке атомы, ионы или молекулы расположены в строго определённом порядке, и расстояния между ними, а также силы межатомного взаимодействия, неодинаковы по разным направлениям. Из-за этого различия в строении по разным осям кристалла его отклик на внешние воздействия (механическое, тепловое, электрическое, оптическое) также будет зависеть от направления.

Примеры проявления анизотропии:

• Механические свойства: прочность, упругость, твёрдость. Например, кристалл слюды легко расщепить на тонкие пластинки вдоль определённых плоскостей (спайность), но его очень трудно разорвать в направлении, перпендикулярном этим плоскостям.
• Тепловые свойства: теплопроводность и тепловое расширение. В кристалле графита теплопроводность вдоль слоёв атомов углерода значительно выше, чем в направлении, перпендикулярном слоям.
• Оптические свойства: показатель преломления и скорость света. Ярким примером является двойное лучепреломление в кристалле исландского шпата (кальцита), где луч света при прохождении через кристалл расщепляется на два луча, идущих в разных направлениях.

Ответ: Анизотропия кристаллических тел — это зависимость их физических свойств (механических, тепловых, оптических и др.) от направления внутри кристалла, которая обусловлена упорядоченной структурой его кристаллической решётки.

Какие кристаллы обладают анизотропией?

Анизотропия является фундаментальным свойством монокристаллов. Монокристалл — это единый, непрерывный кристалл с одной кристаллической решёткой, распространяющейся на весь его объём. Примерами могут служить природные кристаллы алмаза, кварца, поваренной соли, а также искусственно выращенные монокристаллы кремния для электроники.

Однако большинство кристаллических тел в природе и технике являются поликристаллами. Они состоят из огромного числа мелких, сросшихся между собой и хаотично ориентированных монокристаллов (зёрен или кристаллитов). Хотя каждый отдельный кристаллит анизотропен, из-за их случайной ориентации свойства тела в целом усредняются по всем направлениям. Поэтому поликристаллические тела в макроскопическом масштабе, как правило, являются изотропными (или квазиизотропными). Исключение составляют текстурированные поликристаллы (например, полученные прокаткой), в которых кристаллиты имеют преимущественную ориентацию, что приводит к макроскопической анизотропии.

Аморфные тела (например, стекло), не имеющие кристаллической решётки, всегда изотропны.

Ответ: Анизотропией обладают все монокристаллы (одиночные кристаллы). Поликристаллические тела, состоящие из множества хаотично ориентированных монокристаллов, как правило, макроскопически изотропны.