第二十五章 晶體、准晶和非晶體

椰風海韻2023 發佈 2024-04-11T15:37:13.239674+00:00

固體是自然界中物質存在的一種宏觀體系,由大量粒子聚集而成,有固定的形狀和體積。從物質結構上的不同,可以將固體分為晶體、准晶和非晶體三大類。晶體大部分是天然的,如:糖、鹽、明礬、味精、冰、硫酸銅、各種寶石等都是晶體。

固體是自然界中物質存在的一種宏觀體系,由大量粒子聚集而成,有固定的形狀和體積。從物質結構上的不同,可以將固體分為晶體、准晶和非晶體三大類。

晶體大部分是天然的,如:糖、鹽、明礬、味精、冰、硫酸銅、各種寶石等都是晶體。

晶體也有人工合成的,我國人造金剛石占世界總產量的90%以上,2015年我國率先研製出的LSBO晶體,是一種優異的非線性光學晶體,目前除我國外,尚無其他國家具備研製能力。非線性光學晶體是製造雷射器的關鍵材料,可以廣泛應用在工業、醫學、軍事等領域。

組成晶體的微觀物質單位(原子、離子、分子、原子團等),在三維空間有規則地、呈周期性重複排列。這種排列十分規整嚴格,橫看成行豎看成列,比閱兵方陣還要整齊得多。

晶體中的微觀物質單位周期性重複排列,是說如果把晶體中任意一個物質單位,沿某一方向平移一定距離,必能找到一個同樣的物質單位。所以說,晶體結構是長程有序的,這決定了晶體外形上通常呈現規則的幾何形狀,就像有人特意加工出來的一樣。晶體的理想外形和晶體內部結構都具有特定的對稱性。

由於同一晶體的各個部分微觀物質單位分布是相同的,所以同一晶體內部各個部分的宏觀性質是相同的,稱為晶體的均一性。

但由於組成晶體的微觀物質單位本身在空間具有一定的取向,就像閱兵方陣中的每個戰士向同一方向擺手伸腿一樣,使晶體在中不同的方向上具有不同的物理性質,這稱為晶體的各向異性。

光在晶體內部傳播時,由於晶體的各向異性,導致光的傳播出現雙折射現象。

諸如玻璃、珍珠、瀝青、塑料等材料稱為非晶體,其內部原子排列不像晶體那樣有規律性,是雜亂無章的。准晶體是1985年才發現的一類新物質,其微觀物質單位排列既不同於晶體,也不同於非晶體。

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