Твердое состояние вещества.
Рассмотрим понятие ближнего и дальнего порядка.
Вы знаете, что в жидкости молекулы некоторое время колеблются около положений равновесия.
Время, в течение которого молекулы колеблется около положения равновесия, называют временем оседлой жизни.
Вокруг «остановившейся» молекулы начинают группироваться ближайшие молекулы жидкости, причем они занимают друг относительно друга такое положение, которое соответствует их наименьшей потенциальной энергии. В результате в малом V жидкости возникает кратковременный ближний порядок (2-3 молекулярных слоя). Он сохраняется в среднем 10-9 с. ≈ 1нс
Время оседлой жизни зависит от вязкости.
Если время оседлой жизни велико, т.е. упорядоченное расположение молекул и атомов является устойчивым во всем V тела, то такое состояние называют дальним порядком.
Основной признак кристаллического тела – дальний порядок.
Кристаллы могут иметь форму различных призм, пирамид, в основании которых могут лежать только правильный треугольник, квадрат, параллелограмм, шестиугольник.
Изотропными называются тела, физические свойства которых одинаковы по всем направлениям.
Аморфные тела являются изотропными. Изотропность объясняется беспорядочным расположением атомов и молекул.
Твердые тела, в которых атомы или молекулы расположены упорядоченно и образуют кристаллическую решетку, называются кристаллами.
Физические свойства кристаллов неодинаковы в разных направлениях, но совпадают в параллельных направлениях, т.е. они анизотропны.
Анизотропия свойств кристаллов объясняется тем, что при упорядоченном расположении атомов, молекул или ионов межмолекулярные силы и расстояния оказываются неодинаковыми по различным направлениям.
Характеристика твердого состояния вещества:
- постоянство формы;
- постоянство V;
- кристаллическая решетка.
Кристаллические тела
Монокристаллы Поликристаллы
(тела, состоящие из (тела, состоящие из множества
1 кристалла) кристаллов)
Монокристалл – анизотропен, но поликристаллическое тело изотропно (т.к. кристаллы расположены хаотически).
Нарушение идеального порядка называется дефектами пространственной решетки:
1. дислокация – нарушение в строении самой решетки, отсутствие частиц в узлах, смещение в промежутках между атомами.
2. вакансия – отсутствие частицы в узле кристаллической решетки.
3. наличие чужеродного атома в кристаллической решетке.
Дефекты влияют на прочность, пластичность, электропроводность.
Виды кристаллических структур :
1. ионная (в узлах положительные и отрицательные ионы)
2. атомная (в узлах нейтральные атомы, между которыми существует ковалентная связь, возникающая при обмене валентными электронами)
3. молекулярная (в узлах нейтральные молекулы)
4. металлическая (в узлах положительные ионы металлов)
Механические свойства твердых тел. Деформации.
Изменение формы или V тела под действием каких-либо причин называется деформацией.
Виды деформации:
1. деформация продольного растяжения (силы действуют вдоль одной прямой в противоположные стороны).
2. деформация продольного сжатия (силы действуют вдоль одной прямой навстречу друг другу; сопровождается изменением площади поперечного сечения).
3. деформация всестороннего растяжения (увеличение V тела) и всестороннего сжатия (уменьшение V тела).
4. деформация поперечного изгиба (изгиб стержня под действием сил ┴ к его оси). Выпуклая сторона удлиняется, вогнутая – сокращается.
6. деформация продольного изгиба (изгиб стержня при продольном сжатии).
7. деформация кручения (поворот параллельных слоев тела относительно друг друга под действием 2-х пар сил)
8. деформация сдвига (сдвиг параллельных слоев тела относительно друг друга под действием сил параллельных этим слоям) 
Величину деформации оценивает абсолютная деформация ∆а.
Абсолютная деформация – числовое изменение какого-либо размера тела под действием сил Δа.
Относительная деформация – величина, показывающая какую часть от первоначального размера тела а составляет абсолютная деформация ∆а.
