Быстрый поиск

Если смять лист бумаги, то он не распрямится и не разрушится, а останется смятым. Если бы это был лист не бумаги, а металла, то мы сказали бы, что имеем дело с пластичным или, как говорили раньше, ковким материалом. Некоторые другие материалы совсем не пластичны. Например, при попытке изогнуть стеклянную палочку, не разогретую предварительно в пламени, мы ее просто сломаем. В таких случаях говорят, что материал хрупок. В этом, как и во многих других отношениях, стекло совсем не похоже на металл, который, как правило, более или менее пластичен. Различие может определяться как типом атомов, из которых построены металлы и стекло, так и способом осуществления межатомных связей, а скорее всего и тем и другим. Существует, конечно, и множество других различий между металлами и стеклом. Так, металлы проводят электрический ток и потому используются в линиях электропередач, стекло же практически электричество не проводит, оно служит изоляционным материалом. Стекло прозрачно, его вставляют в окна, в то время как металлический лист при толщине более миллионной доли сантиметра совершенно не прозрачен.

 
 
Алмазы - твердое тело
 
Тем, кто изучает подобные свойства твердых тел, естественно, хочется понять причину такого резкого различия. Они хотят подробно изучить механические, электрические, оптические, а также многие другие их свойства. Более того, стремясь понять природу этих свойств, ученые хотят разработать основы для создания материалов с заранее заданными свойствами, удовлетворяющими нужды каждой отрасли промышленности. В течение последних двадцати лет исследования такого рода выделились в область науки, получившую название физики твердого тела, хотя в большинстве своем объект и методика исследований в ней подвластны скорее химии, чем физике. Физика твердого тела представляем собой одно из основных направлений науки. Она позволила открыть новые и неожиданные свойства материалов. Например, свойства полупроводников, которые обусловили бурное развитие производства не только таких новых приборов, как, например, транзисторы, но и целых отраслей техники. Естественно, что среди наук, лежащих в основе любой технологической специальности, физика твердого тела заняла одно из ведущих мест. Современный инженер свободно оперирует такими понятиями, как «валентная зона», или «зона проводимости», которые возникли при изучении твердого тела с помощью квантовой механики. Вероятно, здесь в большей степени, чем где бы то ни было, квантовая механика перестает быть «чистой» наукой и становится рабочим инструментом техники.
 
Конечно, твердые тела были объектом экспериментальных исследований задолго до появления квантовой механики. Начнем хотя бы с факта, известного со времен первых экспериментов в области электричества, — металлы в отличие от большинства других материалов хорошо проводят электрический ток. Открыв в начале нашего века электрон и осознав его универсальность как составного элемента вещества, ученые предположили, что в металлах некоторые или даже все атомы теряют какую-то часть своих электронов, а в изоляционных материалах, таких как стекло, этого не происходит. Электроны в металле могут свободно двигаться и тем самым проводить электричество, а электроны в изоляторах лишены такой возможности.
 
Почему так обстоит дело именно в металлах, предстояло объяснить квантовой механике, и надо сказать, что даже сейчас ответ на этот вопрос не совсем ясен. В то же время известен способ, как определить число свободных электронов в металле. Он основывается на эффекте Холла и заключается в следующем. Если возле проводника, по которому течет ток, находится магнит, отклоняющий электроны в сторону, то поперек проводника возникает так называемая холловская разность потенциалов.
 
Эту разность потенциалов можно измерить, и поскольку она зависит только от скорости движения электронов (в то время как сила электрического тока зависит как от скорости, так и от количества вовлеченных в процесс электронов), то при известном значении тока результаты измерения позволяют определить число свободных электронов в проводнике. Оказалось, что в хороших проводниках, таких как медь, каждый атом теряет примерно один электрон, все эти электроны становятся общественными (коллективизированными), образуя электронный газ. В таких металлах плотность электронного газа должна быть достаточно большой, более чем 1023 электронов в кубическом сантиметре.
 
 

Рекомендуем почитать!

bolezn-malyariya
Малярия — широко распространенная и одна из тяжелых болезней...ДАЛЕЕ .....965
razgadana-istoriya-poyavleniya-immunnoj-zashchity
История имунитета   Изучение взаимодействий...ДАЛЕЕ .....745
rejki-velikoe-tainstvo
Тайны Рейки Рейки это великое таинство, во время которого...ДАЛЕЕ .....548
gavan-rio-de-zhanejro
Бразильский город Рио-де-Жанейро был ее столицей с 1763 по 1960...ДАЛЕЕ .....1124
materialnaya-kultura-kazakhstana-v-vi-nachale-xiii-veka
Археологические находки из погребений позволяют...ДАЛЕЕ .....1211
kakoj-byk-samyj-krupnyj-v-mire
Самый крупный бык   Бык – это домашнее...ДАЛЕЕ .....982
knyaz-yaroslav-vsevolodovich
 Годы правления 1238-1247   Князь Ярослав...ДАЛЕЕ .....1004
diagramma-gertsshprunga-ressela-rozhdenie-zvezd
Удобным способом классификация звезд является диаграмма...ДАЛЕЕ .....755
chto-takoe-sovremennaya-kanatnaya-doroga
О канатной дороге   Канатная, или подвесная...ДАЛЕЕ .....995
kupola-izobretenie-parashyuta
Изобретение настоящего парашюта приписывают Котельникову. На...ДАЛЕЕ .....924
istoriya-proiskhozhdeniya-sgushchennogo-moloka
Кто и когда придумал сгущенное молоко? В 1810 году идея по...ДАЛЕЕ .....1264
en-v-dvukhkolesnyj-zhitel-megapolisa
Мировой финансовый кризис бьет по колесам! Машины начали...ДАЛЕЕ .....529
svadebnye-traditsii-raznykh-stran
Вот список некоторых из традиции, во всем мире, которые...ДАЛЕЕ .....502
molodye-zvezdnye-skopleniya
  Открытые скопления.   Открытые...ДАЛЕЕ .....803
poleznoe-iskopaemoe-torf-i-ego-svojstva
Частицы торфа изначально имеют плотность намного меньшую, чем...ДАЛЕЕ .....764
dublirovanie-velosipedy
Дублирование на транспорте   Начнем с велосипеда...ДАЛЕЕ .....848
kak-izmeryayut-silu-zemletryasenij
Землетрясения и объединенные с ними явления исследует наука...ДАЛЕЕ .....668
chto-takoe-svyataya-inkvizitsiya-i-kogda-eto-bylo
Святая инквизиция Инквизиция была создана католической...ДАЛЕЕ .....1082
kakaya-byvaet-samaya-emkaya-fleshka
С каждым днем качественная и количественная составляющая IT...ДАЛЕЕ .....1641
Газ или жидкость.   Ты долго принимаешь очень...ДАЛЕЕ .....1543
zaimstvovaniya-v-yazykakh
Заимствования из одного языка в другой — явление в целом...ДАЛЕЕ .....642
pro-son
Сон-это лучшее лекарство от всех болезней, как говорят с...ДАЛЕЕ .....508
poyasa-oblachnosti
Чтобы характеризовать степень покрытия неба облаками,...ДАЛЕЕ .....616
na-planete-mars-obnaruzhen-perenasyshchennyj-vodyanoj-par
Находка имеет большое значение не только лишь для понимания...ДАЛЕЕ .....947
oblachnost-v-geograficheskoj-obolochke
В результате конденсации или кристаллизации водяной пар...ДАЛЕЕ .....525
biologiya
Давайте посмотрим вокруг нас. Что нас...ДАЛЕЕ .....781
tsar-aleksej-mikhajlovich-romanov
Первым правовым кодексом, введенным в Московском государстве,...ДАЛЕЕ .....1493
slova-parazity
Казалось бы, совсем недавно ваш малыш был совсем крошкой. А...ДАЛЕЕ .....583
proezd-vagonov-po-odnoj-vetke-odin-nad-drugim
Защитный железнодорожный вагон    В рамках...ДАЛЕЕ .....916