Твёрдое тело

Материал из Циклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Кристаллическое состояние вещества. Учебный фильм по химии [19:03]

Твёрдое тело — агрегатное состояние вещества, характеризующееся стабильностью формы в отличие от других агрегатных состояний жидкости и газа. Атомы твердых тел большинство времени проводят в окрестности определенных равновесных положений, осуществляя только незначительные тепловые колебания.

Содержание

[править] Классификация твердых тел

Твердые тела изучают: отдельная область физики — физика твердого тела, химии — химия твердого тела, материаловедение.

По типу упорядочения атомов различают кристаллические и аморфные твердые тела. Кристаллы характеризуются наличием пространственной периодичности в размещении равновесных положений колебаний атомов, то есть наличием кристаллической решетки. Атомы аморфных твердых тел колеблются вблизи неупорядоченно расположенных точек.

По типу связи между атомами различают твердые тела с ковалентной, ионной, металлическим связями и т. п..

По механическим свойствам выделяют упругие и хрупкие твердые тела.

По электрическим свойствам твердые тела разделяют на металлы и неметаллы. Электрические, магнитные и некоторые другие свойства твердых тел определяются главным образом характером движения валентных электронов его атомов. В связи с этим твердые тела разделяются по электрическим свойствам на диэлектрики, полупроводники, металлы, сегнетоэлектрики;

По магнитным свойствам выделяют диамагнетики и парамагнетики и магнитоупорядоченные твердые тела (ферро-, антиферо- и ферромагнетики). Электрические, магнитные и некоторые другие свойства твердых тел определяются главным образом характером движения валентных электронов атомов.

[править] Историческая справка

Несмотря на то, что твердые тела (металлы, минералы) исследовались давно, всестороннее изучение и систематизация информации об их свойствах началось с 17 века. Начиная с этого времени был открыт ряд эмпирических законов, описывающих влияние на твердое тело механических сил, изменения температуры, света, электромагнитных полей и т. д. Были сформулированы:

Уже в первой половине 19 в. были сформулированы основные положения теории упругости, для которой характерно представление о твердом теле как о сплошной среде.

Целостное представление о кристаллической структуре твердых тел, как совокупности атомов, упорядоченное размещение которых в пространстве обеспечивается силами взаимодействия было сформировано Огюстом Браве в 1848 году, хотя первые идеи такого рода высказывались в трактатах Николасом Стено (1669), Рене-Жюст Гаюи (1784), Исааком Ньютоном в работе «Математические начала натуральной философии» (1686), в которой рассчитана скорость звука в цепочке упруго связанных частиц, Даниэлем Бернулли (1727), Оґюстеном-Луи Коши (1830) и другими.

[править] Физические свойства

Под физическими свойствами твердых тел понимается их специфическое поведение при воздействии определенных сил и полей. Существует три основных способа воздействия на твердые тела, соответствующие трем основным видам энергии: механический, термический и электромагнитный. Соответственно выделяют три основные группы физических свойств.

Механические свойства связывают механические напряжения и деформации тела, которые согласно результатам широких исследований механических и реологических свойств твердых тел, выполненных школой академика П. А. Ребиндера, можно разделить на упругие, прочностные, реологические и технологические. Кроме того, при воздействии на твердые тела жидкостей или газов оказываются их гидравлические и газодинамические свойства.

К термическим относят свойства, которые оказываются под воздействием тепловых полей. К электромагнитным свойствам условно можно отнести радиационные, проявляющиеся при воздействии на твердое тело потоков микрочастиц или электромагнитных волн значительной жесткости (рентгеновских, гамма-лучи).

[править] Литература

  • А. С. Давыдов . — Теория твердого тела. — Москва: Наука, 1976.
Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты