Физика твердого тела – один из тех столпов, на которых покоится современное технологическое общество. В сущности, вся армия инженеров работает над наилучшим использованием твердых материалов при проектировании и изготовлении самых разнообразных инструментов, станков, механических и электронных компонентов, необходимых в таких областях, как связь, транспорт, компьютерная техника, а также фундаментальные исследования

Внешнее механическое воздействие на тело вызывает смещение атомов из равновесных положений и приводит к изменению формы и объема тела, т. е. к его деформации. Самые простые виды деформации растяжение и сжатие. Растяжение испытывают тросы подъемных кранов, канатных дорог, буксирные тросы, струны музыкальных инструментов. Сжатию подвергаются стены и фундаменты зданий. Изгиб испытывают балки перекрытий в зданиях, мостах. Деформация изгиба сводится к деформациям сжатия и растяжения, различным в разных частях тела.

Твердое тело состоит из атомов. Само его существование указывает на наличие интенсивных сил притяжения, связывающих атомы воедино, и сил отталкивания, без которых между атомами не было бы промежутков. В результате таких взаимодействий атомы твердого тела частично теряют свои индивидуальные свойства, и именно этим объясняются новые, коллективные свойства системы атомов, которая называется твердым телом.

Твердые тела КристаллическиеАморфные Не имеют кристаллической решетки Не имеют температуры плавления Изотропны Обладают текучестью Имеют только ближний порядок Способны переходить в кристаллическое и жидкое состояние Обладают текучестью Имеют только ближний порядок Способны переходить в кристаллическое и жидкое состояние Кристаллическое строение, кристаллическая решетка Имеют температуру плавления, t плавления =const Медь,t плавления = С Цинк,t плавления =420 0 С Алюминий,t плавления =600 0 С Анизотропны

Аморфные твердые тела – это тела, у которых нет строгого порядка в расположении атомов и молекул.

Кристаллографией (в несколько ограниченном смысле слова) называется наука, описывающая геометрические свойства кристаллов и их классификацию на основе понятия симметрии. Изучение кристаллической структуры лежит в основе физики твердого тела. Основная сумма данных кристаллографии была накоплена уже к концу 19 в.

Кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы, которых занимают определенные упорядоченное положения в пространстве. Одиночные кристаллы называются монокристаллами. Твердое тело состоящие из большого числа маленьких кристалликов, называют поликристаллами. Физические свойства поликристаллов одинаковы по всем направлениям – изотропия.

ЗАДАЧА 1 Почему в природе не существует кристаллов шарообразной формы? Решение: Все монокристаллы анизотропные, т.е. физические свойства зависит от направления его кристаллов. Следовательно. Рост кристаллов не одинаков по разным направлениям внутри кристаллов. Неодинаков по разным направлениям, и поэтому нельзя вырастить кристалл шарообразной формы. ЗАДАЧА 2 Почему в таблицах температур плавления различных веществ нет температуры плавления стекла? Решение: Это связанно с тем, что стекло является аморфным веществом, у которого нет определенной температуры плавления

ЗАДАЧА 3 Какие виды деформации испытывают стены зданий? Тросы подъемного крана? Рельсы на железной дороге? Валы машин? Бумага при разрезании? Решение: Стены зданий испытывают деформацию здания; тросы подъемного крана испытывают деформацию растяжения; рельсы на железной дороге – деформацию изгиба; валы машин – деформацию кручения; бумага при разрезании испытывает деформацию максимального сдвига или среза.