Главная >> Физика. 10 класс. Базовый уровень. Пурышева

Глава 7. Свойства твёрдых тел и жидкостей

§ 40. Анизотропия свойств кристаллических тел

Монокристаллы и поликристаллы

1. Следствием упорядоченного внутреннего строения кристаллов является зависимость их свойств от выбранного направления, или анизотропия свойств. Анизотропия присуща лишь монокристаллам, т. е. одиночным кристаллам. Невооружённым глазом можно увидеть, например, монокристаллы поваренной соли, сахарного песка, кварца. Кристаллы, приведённые на рисунке 106, являются монокристаллами.

Чаще твёрдое тело представляет собой множество сросшихся кристаллов. Такое твёрдое кристаллическое тело называют поликристаллом. Примером поликристаллического тела может служить любой металл. Физические свойства поликристалла не зависят от выбранного в нём направления. Говорят, что поликристалл изотропен.

Анизотропия теплового расширения

2. Различие свойств монокристаллов и поликристаллов хорошо проявляется при тепловом расширении. Поликристаллическое тело расширяется по всем направлениям одинаково, поэтому его температурный коэффициент объёмного расширения в 3 раза больше температурного коэффициента линейного расширения.

Монокристаллы обладают анизотропией теплового расширения, т. е. в разных направлениях расширяются по-разному. Если, например, нагревать шар из монокристалла, то он превратится в эллипсоид. В таблице 28 приведены значения температурных коэффициентов линейного расширения α по трём взаимно перпендикулярным направлениям для некоторых кристаллов.

Как видно из таблицы, коэффициент линейного расширения монокристалла изменяется в зависимости от температуры и выбранного направления. У гипса и у кальцита они по некоторым направлениям принимают даже отрицательные значения. Это означает, что при повышении температуры монокристалл расширяется по одному направлению и сжимается по двум другим.

Окончание >>>