КРИСТАЛИ У ТЕХНІЦІ І НАУЦІ АВТОРЫ ЩО ТАКЕ КРИСТАЛИ ? Кристали ( від грец. Κρύσταλλος спочатку « лід », в подальшому « гірський кришталь ; кристал ») - презентация

1

2 КРИСТАЛИ У ТЕХНІЦІ І НАУЦІ АВТОРЫ

3 ЩО ТАКЕ КРИСТАЛИ ? Кристали ( від грец. Κρύσταλλος спочатку « лід », в подальшому « гірський кришталь ; кристал ») - тверді тіла, в яких атоми розташовані закономірно, утворюючи трехмерно - періодичну просторову укладання - кристалічну решітку. Кристали - це тверді речовини, що мають природну зовнішню форму правильних симетричних багатогранників, засновану на їх внутрішню структуру, тобто на одному з декількох певних регулярних розташувань складових речовина частинок ( атомів, молекул, іонів ). Сучасне визначення кристала дано Міжнародним союзом кристалографії ( Матеріал являє собою кристал, якщо він має переважно гостру дифракційну картину.

4 СТРУКТУРА Кристалічна структура - це розташування частинок ( атомів, молекул, іонів ) в кристалі. Будучи індивідуальної для кожної речовини, кристалічна структура відноситься до основних фізико - хімічними властивостями цієї речовини. Кристалічну структуру з тривимірною періодичністю називають кристалічною решіткою.

5 ФОРМИ КРИСТАЛЛІВ : Складові даної тверда речовина частинки утворюють кристалічну решітку. Якщо кристалічні решітки стереометрично ( просторово ) однакові або подібні ( мають однакову симетрію ), то геометрична відмінність між ними полягає, зокрема, в різних відстанях між частинками, які займають вузли решітки. Самі відстані між частинками називаються параметрами решітки. Параметри решітки, а також кути геометричних багатогранників визначаються фізичними методами структурного аналізу, наприклад, методами рентгенівського структурного аналізу. Часто тверді речовини утворюють ( в залежності від умов ) більш ніж одну форму кристалічної решітки ; такі форми називаються поліморфними модифікаціями. Наприклад, серед простих речовин відомі : ромбічна і моноклінна сірка, графіт і алмаз, які є гексагональною і кубічною модифікаціями вуглецю ; серед складних речовин кварц, тридиміт і кристобаліт, які представляють з себе різні модифікації діоксиду кремнію.

6 ДЛЯ ЧОГО ВСЕ ЦЕ ? Справа в тому, що кристалічна решітка дуже унікальна і особлива. Вона проводить через отвори між молекулами та атомами кванти та хвилі. При цьому виділяються інші кванти та хвилі. Наприклад корунд ( рубін, сапфір та падпараджа ).

7 ВИКОРИСТАННЯ КОРУНДА Лазери : стержневий монокристал рубіна та сапфіра покривають дзеркалом, а інший – лінзою ; спалах лампи переводить у інший енергостан та відзеркалюе прямий пучок через лінзу. Лінзи : сапфір та падпараджа використовуються у медицині при створенні штучних кришталиків лінз та штучних кришталиків. Свердла Напівпроводники та ін.

8 АЛМАЗ Свердла, різці та диски пил. Призми. Мікроелектроника, квантові комп ютери, ядерна та годинникова промисловості. Проводники, електроніка, тепловідводи та ін.

9 КВАРЦ ( КРЕМІНЬ, АМЕТИСТ, ЯШМА, ОПАЛ, ХАЛЦЕДОН ) ТА ТУРМАЛІН Лазери Лінзи, призми та ін. Вогневпорність Особливо дивовижні електричні властивості кварцу. Якщо стискати або розтягувати кристал кварцу, на його гранях виникають електричні заряди. Це - п ' єзоелектричний ефект в кристалах. У наші дні в якості пьезоелектріков використовують не тільки кварц, але і багато інших, в основному штучно синтезовані речовини. П ' єзоелектричні кристали широко застосовуються для відтворення, запису і передачі звуку. Існують і п ' єзоелектричні методи вимірювання тиску крові в кровоносних судинах людини і тиску соків в стеблах і стовбурах рослин.

10 Великі кристали турмаліну застосовують в радіотехніці. П ' єзоелектричні властивості турмаліну як джерела негативних іонів використовуються в рекламі медичних приладів ( оздоровчі матраци, труси, шкарпетки і подушки, поперекові пояси, наколінники і інші фізично контактують пристосування, нібито ефективні для поліпшення опорно - рухової функції і тд ). Однак міжнародна медицина скептично ставиться до цих способів лікування. Через сильний плеохроизм темні кристали гранують так, щоб площа каменю розташовувалася паралельно довгій осі. У світлих кристалів площа орієнтують перпендикулярно головній осі, чим досягають найбільшої глибини кольору. Нагріваючи турмаліни до ° C, домагаються їх облагородження - червоно - коричневі камені стають рожевими, а темно - зелені - смарагдового кольору.

11 ТАКОЖ ДЕЯКІ КРИСТАЛИ Є РУДАМИ Наприклад, з азуриту і малахіту видобувають мідь та її солі. А корунди відрізняються лише за вмістом хрому, титану та феруму. А кварци є показником деяких мінералів.

12 ШТУЧНІ КРИСТАЛИ Боразон – алмаз Електрокорунд – корунд Штучно зрублені смарагд, шпінель, алмаз, кварц, топаз та турмалін. Вони відрізняються вогнестійкістю, стійкі до кислот, негорючістю та міцною будовою і твердісттю.

13 РІДКІ КРИСТАЛИ Рідкі кристали ( скорочено ЖК ; англ. Liquid crystals, LC) - це фазовий стан, в яке переходять деякі речовини при певних умовах ( температура, тиск, концентрація в розчині ). Рідкі кристали володіють одночасно властивостями як рідин ( плинність ), так і кристалів ( анізотропія ). За структурою ЖК являють собою в ' язкі рідини, що складаються з молекул витягнутої або дископодібної форми, певним чином упорядкованих у всьому обсязі цієї рідини. Найбільш характерним властивістю ЖК є їх здатність змінювати орієнтацію молекул під впливом електричних полів, що відкриває широкі можливості для застосування їх в промисловості. За типом ЖК зазвичай поділяють на дві великі групи : нематики і смектики. У свою чергу нематики підрозділяються на власне нематические і холестерические рідкі кристали.

14 Одне з важливих напрямків використання рідких кристалів - термографія. Підбираючи склад рідкокристалічного речовини, створюють індикатори для різних діапазонів температури і для різних конструкцій. Наприклад, рідкі кристали в вигляді плівки наносять на транзистори, інтегральні схеми і друковані плати електронних схем. Несправні елементи - сильно нагріті або холодні, непрацюючі - відразу помітні по яскравим колірним плям. Нові можливості отримали лікарі : рідкокристалічний індикатор на шкірі хворого швидко діагностує приховане запалення і навіть пухлина. За допомогою рідких кристалів виявляють пари шкідливих хімічних сполук і небезпечні для здоров ' я людини гамма і ультрафіолетове випромінювання. На основі рідких кристалів створені вимірники тиску, детектори ультразвуку. Але найбільш багатообіцяюча область застосування рідкокристалічних речовин - інформаційна техніка ]: від перших індикаторів, знайомих всім по електронному годиннику, до кольорових телевізорів з рідкокристалічним екраном розміром з поштову листівку. Такі телевізори дають зображення дуже високої якості, споживаючи меншу кількість енергії. У рідкокристалічних дисплеях використовується перехід Фредерікса, відкритий в 1927 році. М. Г. Томілін запропонував використовувати рідкі кристали в двоступеневих фотографічних технологіях, для збереження зображень, реєстрація зовнішніх впливів при цьому відбувається в мезофаза, а зберігання - в твердокрісталліческом стані.

15 Як ми бачимо, кристали – це не лише краса природи, а й вірний слуга людини, який застосовується майже усюди

16 ДО ПОБАЧЕННЯ