Номер 7, страница 61 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 2. Механические свойства жидкостей, газов и твёрдых тел. Параграф 15. Строение твёрдых тел. Кристаллические и аморфные тела. Вопросы для самопроверки - номер 7, страница 61.

Условие.

7*. Чем объясняется различие свойств поликристалла и монокристалла? Ответ поясните.

Решение.

7*</strong> Решение

Различие свойств поликристалла и монокристалла объясняется их фундаментальным различием во внутреннем строении.

1. Структура

Монокристалл — это твёрдое тело, которое представляет собой один-единственный, непрерывный кристалл. Его кристаллическая решётка является упорядоченной и не имеет разрывов во всём объёме тела.

Поликристалл — это твёрдое тело, состоящее из множества мелких, хаотично ориентированных друг относительно друга кристалликов, которые называются зёрнами или кристаллитами. Каждое зерно само по себе является монокристаллом, но их взаимная ориентация случайна. Области на стыке зёрен называются границами зёрен.

2. Анизотропия и изотропия

Это структурное различие приводит к главному отличию в проявлении физических свойств:

Анизотропия монокристалла. Свойства монокристалла (например, механическая прочность, тепло- и электропроводность, скорость распространения света) зависят от направления. Это связано с тем, что в разных направлениях кристаллической решётки плотность упаковки атомов и силы межатомного взаимодействия различны. Например, кристалл слюды легко расслаивается на тонкие пластинки в одном направлении, но его очень трудно сломать в другом.

Изотропия поликристалла. Хотя каждое отдельное зерно в поликристалле анизотропно, из-за их случайной, хаотичной ориентации эти эффекты усредняются по всему объёму материала. В результате на макроскопическом уровне поликристалл ведёт себя как изотропное тело, то есть его свойства одинаковы во всех направлениях.

3. Влияние границ зёрен

Границы зёрен в поликристаллах являются дефектами кристаллической структуры и дополнительно влияют на свойства материала:

• Механические свойства: Границы зёрен служат препятствием для движения дислокаций (дефектов, ответственных за пластическую деформацию). Это, как правило, делает поликристаллы более прочными и твёрдыми по сравнению с монокристаллами того же вещества.

• Проводимость: На границах зёрен происходит рассеяние носителей заряда (электронов) и тепла (фононов), что обычно приводит к снижению электро- и теплопроводности поликристалла по сравнению с монокристаллом.

Ответ: Различие свойств поликристалла и монокристалла объясняется их внутренним строением. Монокристалл имеет единую, непрерывную кристаллическую решётку, что обусловливает анизотропию его свойств (зависимость от направления). Поликристалл состоит из множества хаотично ориентированных мелких кристаллитов (зёрен), разделённых границами. Из-за хаотичной ориентации зёрен поликристалл в целом является изотропным (его свойства одинаковы во всех направлениях), а наличие границ зёрен влияет на его механические, электрические и тепловые свойства, как правило, увеличивая прочность, но снижая проводимость по сравнению с монокристаллом.