Модель строения твердых тел. Механические свойства твердых тел. Аморфные вещества.

Кристалли­ческие тела — это такие тела, атомы и молекулы которых расположены в определенном порядке, и этот порядок сохраняется на достаточно большом расстоянии. Пространственное периодическое распо­ложение атомов или ионов в кристалле называют кристаллической решеткой. Точки кристаллической решетки, в которых расположены атомы или ионы, называют узлами кристаллической решетки. Кристаллические тела бывают монокристал­лами и поликристаллами. Монокристалл обладает единой кристаллической решеткой во всем объеме. Поликристалл представляет собой соединение мел­ких, различным образом ориентированных монокри­сталлов (зерен) и не обладает анизотропией свойств.

Большинство твердых тел имеют поликристалличе­ское строение (минералы, сплавы, керамика).

Основными свойствами кристаллических тел являются: определенность температуры плавления, упругость, прочность, зависимость свойств от поряд­ка расположения атомов, т. е. от типа кристалли­ческой решетки.

Аморфными называют вещества, у которых отсутствует порядок расположения атомов и молекул по всему объему этого вещества. В отличие от кри­сталлических веществ аморфные вещества изотроп­ны. Это значит, что свойства одинаковы по всем на­правлениям. Переход из аморфного состояния в жидкое происходит постепенно, отсутствует опреде­ленная температура плавления. Аморфные тела не обладают упругостью, они пластичны. В аморфном состоянии находятся различные вещества: стекла, смолы, пластмассы и т. п.

Упругость — свойство тел восстанавливать свою форму и объем после прекращения действия внешних сил или других причин, вызвавших дефор­мацию тел. Для упругих деформаций справедлив за­кон Гука, согласно которому упругие деформации прямо пропорциональны

вызывающим их внешним воздействиям, где — механическое на­пряжение, e — относительное удлинение, Е — мо­дуль Юнга (модуль упругости).

Упругость обусловле­на взаимодействием и тепловым движением частиц, из которых состоит вещество.

Пластичность — свойство твердых тел под действием внешних сил изменять, не разрушаясь, свою форму и размеры и сохранять остаточные де­формации после того, как действие этих сил прекра­тится.

Механические деформации.

Деформация – это изменение формы или размера тела под действием силы.

 

Гипотеза Планка о квантах. Фотон.

В 1900 г. немецкий физик Макс Планк выска­зал гипотезу: свет излучается и поглощается

отдель­ными порциями — квантами (или фотонами). Энер­гия каждого фотона определяется

формулой Е = h ν, где h — постоянная Планка, равная 6,63 • 10^-34 Дж • с, ν — частота света.

Гипотеза Планка объяснила мно­гие явления: в частности, явление фотоэффекта, от­крытого в 1887 г. немецким ученым Генрихом Гер­цем и изученного экспериментально русским ученым

А. Г. Столетовым. Альберт Эйнштейн в 1905 г.развил идеи Планка:свет не только излучается и поглощается, но и существует в виде отдельных квантов.

Световые кванты Эйнштейн назвал фотонами.

Свет это поток частиц материи - фотонов, распространяющихся в вакууме со скоростью

с=3*108м/с. Развитие гипотезы Планка привело к созданию представлений о квантовых свойствах

света.

Основные положения квантовой теории света:

1) свет может излучаться, распространяться и поглощаться только отдельными порциями – квантами - фотонами;

2) энергия кванта зависит от частоты света и определяется формулой Планка

3) интенсивность света зависит от плотности потока фотонов и их энергии;

4) при взаимодействии света с веществом квант – фотон может поглотиться целиком или отразиться целиком,

поэтому в природе нет дробных квантов;

5) процесс поглощения энергии кванта - фотона веществом происходит мгновенно.

3.Решите задачу: найдите работу газа при изобарном расширении его от 0,1 м³ до 0,4 м³ при давлении 500 кПа.

Решение: при изобарном расширении работа, совершаемая газом, вычисляется по формуле

A=PDV. Подставляя данные задачи, получаем А=150 кДж.

 

Билет №13