Qattiq jismlar fizikasi elementlari

Qattiq jismlar fizikasi elementlari Reja: 1. Kristallarning tuzilishi. 2. Kristallardagi nuqsonlar. 3. Fononlar. 4. Kristallarning issiqlik sig'imi. 1. Kristallarning tuzilishi Molekulalarning hosil bo'lish mexanizmlari muhokama etilganda, bog'lanish tabiatidan qat'iy nazar, molekula hosil qilayotgan atomlarga ikkita kuch ta'sir etishi qayd etilgan edi: katta masofalardayoq sezilarli bo'lgan (uzoqdan ta'sir etuvchi) tortishish kuchlari va kichik masofalarda paydo bo'ladigan va masofaning kamayishi bilan keskin ortib ketadigan (yaqindan ta'sir etuvchi) itarishish kuchlari. Itarishish va tortishish kuchlari bilan bog'liq bo'lgan Wi va Wt potentsial energiyalarning atomlar orasidagi masofaga bog'lanishi, hamda sistemaning to'la energiyasi sxematik ko'rinishda 2.1-rasmda tasvirlangan. Atomlar orasidagi masofa ro bo'lganda tortishish va itarishish kuchlari tenglashadi, ya'ni ularning teng ta'sir etuvchisi nolga, sistemaning potentsial energiyasi minimal qiymatga ega bo'ladi, natijada sistema mustahkam muvozanat holatga erishadi. Mazkur xulosani ko'psonli atomlar sistemasiga ham umumlashtirsak, undagi atomlar bir-biridan bir xil masofada joylashib mustahkam tuzilishga ega bo'lgan va kristall deb atalgan jismni hosil qiladi. Kristallning har bir atomi (molekulasi) potentsial o'rada joylashgani uchun u muvozanat holatidan erkin siljib keta olmasdan, faqat muvozanat holati atro-fida tebranma harakat qilishi mumkin. Atomlarning issiqlik harakati energiyasi bog'lanish energiyasidan ortib ketgunga qadar bu holat saqlanadi. Yuqoridagi fikrlarni biz ikki atom orasidagi o'zaro ta'sir mexanizmiga asoslanib chiqardik. Uch o'lchovli kristallda har bir atomga uning atrofidagi boshqa atomlar ham ta'sir etishi tufayli natija ancha murakkab bo'ladi. Turli yo'nalishlarda atomlar orasidagi masofalar har xil bo'ladi. Ammo bayon etilgan manzara sifat jihatdan o'zgarmaydi. Kristall tarkibidagi atomlar fazoda ma'lum va har bir moddaning o'ziga xos qonuniyatlar bilan joylashgan bo'ladi. qayd etish lozimki, bir xil moddaning kristallari turlicha tuzilishga ham ega bo'lishi mumkin. Bu hodisani polimorfizm deyiladi. Masalan: bor (V) elementi-ning kristallari to'rt xil ko'rinishda, temirniki uch xil ko'rinishda va x. k. uch-raydi. Kristallarninng fazoviy tuzilishini tavsiflashda kristall panjara tushunchasidan foydalaniladi. Kristall panjara tugunlarida atomlar joylashgan fazoviy to'rdan iborat. Uni quyidagicha qurish mumkin: x,y,z o'qlardan tashkil topgan kordinatalar sistemasining (albatta, faqat to'qri burchakli bo'lishi shart emas) boshiga berilgan moddaning bir atomini joylashtirib, o'qlar bo'yicha o'lchamlari atomlarning muvozanat holatlariga mos, bazaviy vektorlar deb atalgan a, v, s vektorlarni joylashtiramiz. x- o'qi bo'yicha a, 2a, 3a, . . . masofalarga, y- o'qi bo'yicha v, 2v, 3v, . . . masofalarga va nig'oyat z- o'qi bo'yicha s, 2s, 3s, . . . . masofalarga atomlarni joylashtirib kristall panjaraning x, y, z o'qlari bo'yicha zanjirini hosil qilamiz. Tugunlardagi atomlarni ko'chirish (translyatsiya) vektori deb atalgan vektor T = na + mv + ks yordamida (2.2- rasm) o'qlar bo'yicha ko'chirib kristall panjara hosil qilinadi. a, b, ...