Қатты денелердің қасиеттері

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 39 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ЖОҒАРЫ БІЛІМ Қ.ЖҰБАНОВ АТЫНДАҒЫ АҚТӨБЕ ӨҢІРЛІК УНИВЕРСИТЕТІ
ФИЗИКА КАФЕДРАСЫ

ҒЫЛЫМИ ЖОБА

Тақырыбы: Люминесценция.Кристалдар
Білім бағдарламасы: 6В01502 ФИЗИКА

Орындаған:________Қойшыбаева А.И.

Ғылыми жетекші
Аға оқытушы,магистр________Шанина З.К

Ақтөбе 2022

М а з м ұ н ы

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
Негізгі бөлім
І-тарау.
1.1. Қатты денелер туралы түсінік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
1.2. Қатты денелердің қасиеттері. Кристалдар және олардың түрлері ... ... ... ..8
1.3. Кристалдарды өсіру және қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 17
ІІ-тарау.
2.1. Люминесценция тарихы туралы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...21
2.2. Люминесценция. Люминесценцияның түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...23
2.3. Люминесценцияның әртүрлі ортада қолданылуы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ..27
2.4. Люминесценцияның механизмдері мен қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ...30
2.5. Люминофорлар. Кристалдық құрылымы болатын фосфорлар - кристалл фосфорлар ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..33
Зеттеу және тәжірибе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .35
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..37
Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...38

Кіріспе

Кристалл ( гр. Krystallos -- мұз; мөлдіртас) -- атомдары, иондары не молекулалары кеңістіктік жақтар мен кристалдык торлардың геометриялық заңдылықтарына сәйкес реттеле орналасқан қатты дене. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ (латынша лумен, луминис - жарық + есцент - әлсіз әсер) - дененің жылулық сәуле шығаруынан артық болып табылатын және жарық тербелістерінің периодынан едәуір ұзақ уақытқа созылатын сәуле шығару.
Зерттеу жұмысының өзектілігі
Кристалдар мен люминесценцияның түрлері мен қолданылуларына тоқтала отырып, олрадың физикалық қасиеттерін ашып көрсету.
Зерттеудің ғылыми жаңалығы мен теориялық маңыздылығы
Кристаллография ғылымы қазіргі кезде кристалдардың алуан түрлілігін зерттеп жатыр. Ол әртүрліліктегі бірліктің белгілерін ашады, монокристалдардың да, кристалды агрегаттардың да қасиеттері мен құрылымын зерттейді. Кристаллография - бұл кристалды затты жан-жақты зерттейтін ғылым. Қазіргі кезде кристалдар ғылым мен техникада кеңінен қолданылады, өйткені олар ерекше қасиеттерге ие. Жартылай өткізгіштер, асқын өткізгіштер, пьезоэлектрлік және ферроэлектриктер, кванттық электроника және басқалары сияқты кристалды қолдану өрістері кристалдардың физикалық қасиеттерінің олардың химиялық құрамы мен құрылымына тәуелділігін терең түсінуді қажет етеді.
Зерттеудің мақсаты. Кристалдар мен люминесценция тақырыбын ашып олардың физикаға қатысын түсіну. Әр түрлі мысалдар келтіре отырып кристалдар мен люминесценцияға толық мағлұмат беріп, олардың салаларын қарастыру.
Зерттеу объектісі. Кристалдар мен люминесценцияның негізгі түсінігі.

Зерттеудің практикалық маңыздылығы
Ғылыми жобаны жазу барысында жинақталған материалдар болашақта физика пәнінің мұғалімдеріне өзінің пайдасын тигізері сөзсіз. Бұл жұмыста заттардың молекулалық құрылымын аша отырып қатты денелердің соның ішінде кристалдардың негізгі қасиеттерін сипаттадым. Бұл жұмыс барысында көп нәрсеге үйрендім және болашақта мектеп мұғалімі ретінде өзімнің көмекші құралым болатынына сенімдімін.
Өзімнің зерттеу жұмысымдағы мақсаттарым:
* Кристалдардың не? екенін білу.
* Ас тұзы мен мыс купоросының кристалдарын өсіру.
Алға қойған мақсаттарға жету үшін, келесі негізгі міндеттері анықталды:
1. Жұмысымды жоспарлау;
2. Кристалдар туралы ақпараттар табу;
3. Тәжірибе жүргізу;
4. Жұмысымда талдау жасау.
Зерттеу жұмысымның алдында мынадай проблема туындады:
Үй жағдайында кристалдар өсіруге бола ма және оларды қайда қолдануға болады?
Зерттеу тәсілдері: теориялық зерттеу, бақылау, эксперимент, қорытынды

I-Тарау. ҚАТТЫ ДЕНЕЛЕР ТУРАЛЫ ТҮСІНІК
ҚАТТЫ ДЕНЕ - заттардың тепе-теңдік қалпының айналасында (төңірегінде) сәл ғана тербеліс жасайтын тұрақты пішінімен және атомдарының өздеріне тән жылулық қозғалыстарымен сипатталатын агрегаттық күйі. Қатты денелер кристалдық және аморфты денелер деп екіге ажыратылған. Кристалдардың атомдары тепе-теңдік қалпында кеңістіктік периодтылықпен орналасуымен сипатталады. Аморфты денелерде атомдар ретсіз (хаос) орналасқан нүктелер төңірегінде тербеледі. Қатты денелердің тұрақты күйі (ішкі минимум энергиялы)кристалдық күй болып табылады. Аморфты дене термодинамикалық көзқарас бойынша метатұрақты күйде болады және уақыттың өтуіне байланысты кристалдануға тиісті. Табиғаттағы барлық денелер (сұйық гелийден өзгелер) атмосфералық қысым кезінде және Т0 К температурада қатаятын болады.
Қатты денелердің қасиеттерін зерттеу қатты денелер физикасына біріккен, мұның дамытылуы техниканың мұқтаждығынан туындаған. Қатты денелер физикасы - жаңа материалдардың, жаңа физикалық идеялардың қайнар көзі. Қатты денелер ядролық физикаға, астрономиялық физикаға және басқа да ғылыми салаларға енуде. Қатты денелердің қасиеттерін оның атомдық-молекулалық құрылымымен және оның атомдық (атомдары, иондары, молекулалары), сонымен қатар субатомдық бөлшектердің (электрондардың, атом ядроларының) қозғалыс заңдарымен түсіндіруге болады. Қатты денелердің (металдардың, минералдардың) макроскопиялық қасиеттері туралы мәліметтердің жинақталуы және жүйеленуі ХVІІ ғасырдан басталған. Қатты денелерге механикалық күштердің, жарықтың, электр және магнит өрістерінің, т.б. әсерлерін сипаттайтын бірқатар эмпирикалық заңдар тұжырымдалған. 1660 жылы Гук заңы, 1819 жылы Дюлонг және Пти заңы, 1826 жылы Ом заңы, 1853 жылы Видеман - Франц заңы, т.б. ашылған. ХІХ ғасырдың 1-жартысында серпімділік теориясының негізгі жүйесі, қатты денелердің тұтас орта ретіндегі түсінігі қалыптасқан. Кристалдың кеңістікте реттеліп орналасқан және тепе-теңдік қалпында өзараәсерлесу күштерімен ұсталып тұратын атомдардың жиынтығы ретіндегі түсінікті 1848 жылы француз физигі Огюст Браве (1811 - 1863) біржолата тұжырымдағанымен бұл идеяның дамуы 1687 жылы Исаак Ньютонның (1643 - 1727) шыққан еңбегінен бастау алған. Ол еңбекте дыбыстың жылдамдығы серпімді байланысқан бөлшектердің тізбегі ретінде сөз болған. 1727 жылы швейцар математигі әрі физигі Даниил Бернулли (1700 - 1782) және 1830 жылы француз математигі Огюстен Коши (1789 - 1857), т.б. қатты денелер туралы зерттеулерді жалғастырған. 1890 - 1891 жылдары орыс минералогы Евграф Федоров (1853-1919) кристалдардың 230 кеңістіктік симметриялы тобы болатынын дәлелдеген. 1912 жылы неміс физигі Макс фон Лауэ (1879 - 1960) рентген сәулесінің кристалдардағы дифракциясын ашқан, бұл жайт қатты денелердің реттелген дискретті құрылымды екенін біржолата растаған. 1927 жылы американ физиктері Клинтон Дэвиссон (1881 - 1958) мен Лестер Джермер (1896 - 1971) электрондардың кристалдағы дифракциясын бақылаған. Одан кейінгі кезеңде нейтрондардың кристалдағы дифракциясы белгілі болған. Қатты денелердің құрылымдық бірліктері атомдар, молекулалар немесе иондар болады. Қатты денелердің кристалдық құрылымы атомдық бөлшектердің арасында әсер етуші күштерге тәуелді. Атомдық бірдей бөлшектер әртүрлі құрылымдар - сұр және ақ қалайыны, графит пен алмасты, т.б. құра алады. Сыртқы қысымдар арқылы атомдардың аралығын өзгерте отырып қатты денелердің кристалдық құрылымын және қасиеттерін едәуір өзгертуге болады. Жоғары қысымдар кезінде пайда болған көптеген кристалдық түрлер белгілі болған. Көптеген жартылайөткізгіштер қысымның әсерінен металдық күйге ауысқан [120 000 атм қысым кезінде S (күкірт) металға айналған ]. Сыртқы қысым әсерінен 1 атомға тиесілі көлем әдеттегі атомның өлшемінен кіші болатын болса, онда атом өзіне тән жеке ерекшелігінен айырылады да зат күшті сығымдалған электрондық-ядролық плазмаға айналады. Заттардың осындай күйлерін зерттеу, дербес жағдайда жұлдыдардың құрылымдарын түсінуде маңызды болмақ. Қатты денелердің құрылымдары мен қасиеттерінің өзгеруі (фазалық ауысулары) температураның өзгеруінен, магниттік өрістің және басқа сыртқы әсерлердің ықпалынан да туындайды. Қатты денелер байланыс типтері бойынша бес топқа ажыратылған, бұлардың әрқайсысы электрондарының өзіндік кеңістіктік орналасуы бойынша сипатталады.
1)Иондық кристалдардағы (Na Cl, KCl т.б.) иондар арасындағы негізгі тартылыс күштері - электрстатикалық күштер.
2)Ковалентті байланысты кристалдардағы (алмас, Ge, Sі) көрші атомдардың валенттілік электрондары ортақтастырылған. Кристалл үлкен молекула тәрізді болады.
3)Көптеген металдардың байланыс энергиясын иондық қаңқалы (металдық байланыс) Қатты денелердегі энергетикалық зоналар жылжымалы электрондардың ортақтастырылған өзараәсерлесулері тудырады. Кейбір металдардың (мысалы, ауыспалы) ішкі толтырылмаған қабықшалардың электрондары жүзеге асыратын коваленттік байланыс маңызды.
4)Молекулалық кристалдардағы молекулалары молекулалардың динамикалық полярлануынан туған әлсіз электрстатикалық күштермен (вандерваальстік күштермен) байланысқан.
5)Сутегілік байланысты кристалдардағы сутегінің әрбір атомы бір мезгілде өзге екі атомның тартылыс күшімен байланысқан.
Сутегілік байланыс су молекуласының диполдік моменттерінің электрстатикалық тартылысымен бірге су мен мұздың қасиеттерін анықтайды. Көптеген заттарда әртүрлі типті байланыстар аралас-құралас (комбинациялы) байқалады. Қатты денелердегі атомдық бөлшектер арасында әрекет ететін күштер әртүрлі болғанымен, олардың көздері электрстатикалық тартылыс пен кері тебу болады. Атомдар мен молекулалардан пайда болған орнықты қатты денелер 10 - 8 см аралықтағы тартылыс күштерінің кері тебу күштерімен (олар кванттық-механикалық табиғатты және ара қашықтық артқан сайын тез кемитін болады) теңгерілетіндігін көрсетеді. Кейбір жағдайларда атомдық бөлшектерді қатты шарлар ретінде қарастыруға және оларды атомдық радиустармен сипаттауға болады. Өзараәсерлесу күштерін білу күйлер теңдеуін қорытып шығаруға мүмкіндік жасайды. Қатты денелердің барлығы (тек қатты гелийден өзгелері) жеткілікті жоғары температурада балқиды немесе құрғақтай айналады (қатты күйден тікелей газ күйге ауысу). Қатты гелий (қысым әсерімен) температура төмендеген кезде ғана балқиды. Балқу үрдісі (процесі) кезінде денеге берілетін жылу атомаралық байланыстарды түзуге жұмсалады. Қатты денелердің балқу температурасы Тбал әртүрлі табиғатты денелер үшін әрқалай болады (молекулалық сутек - 259,1°С-де, вольфрам 3410+-20°С-та, графит 4000°C-тан артық температурада балқиды). Қатты денелердің механикалық қасиеттерін оның бөлшектерінің құрылымдық бөлшектер арасында әсер ететін байланыс күштері анықтайды. Бұл күштердің әрқилылығы қатты денелердің механикалық қасиеттерінің әртүрлі болуына себепші болған: кейбір қатты денелер пластикалы, басқалары - морт болады. Әдетте металдар диэлектриктермен салыстырғанда пластикалы дене. Температура артқан сайын пластикалық қасиет әдетте арта түседі. Аздаған жүктеме кезінде барлық қатты денелерде серпімді деформация байқалады. Кристалдардың беріктігі атомаралық байланыстарға сәйкес келмейді. 1922 жылы кеңес физигі Абрам Иоффе (1880 - 1960) нақты кристалдарда байқалатын беріктіктің төмен болу себебін және оның макроскопиялық ақаулардан пайда болатынын түсіндірген (Иоффе эффектісі). 1933 жылы ағылшын физигі Джеффри Тейлор (1886 - 1975), Э.Орован (АҚШ) және М.Поляни (Ұлыбритания) дислокация туралы ұғымды тұжырымдаған. Электрон ашылысымен қатты денелердің электрондық теориясы дамытыла бастады. 1900 жылы неміс физигі Пауль Друде (1863 - 1906) металдардағы валенттілік электрондардың атомдармен байланыспайтынын, кристалдық торларды толтыратын еркін электрондар газын құрайтынын алдын ала болжаған. Осы моделді 1904 - 1905 жылдары голланд физигі Хендрик Лоренц (1853 - 1928) дамытқан. Сыртқы электр өрісі электрондардың бағытталған қозғалысын, яғни электр тогын тудырады. Металдардың электрлік кедергісі электрондардың торлардың иондарымен соқтығысуларынан пайда болатыны түсіндірілді, металдардың жоғары электр өткізгіштігін түсіндіру үшін, атомдар арасындағы орташа қашықтықтардан едәуір артық болатынын еркін жол ұзындығы теориясы енгізілді. Друде-Лоренц теориясы Видеман - Франц заңын және металдардың оптикалық қасиеттерін түсіндіре алды, солардың арасында теория жүзінде алдын ала болжаған электрондардың жылу сыйымдылығына қосқан үлесі тәжірибедегіден алшақтау (бірнеше есе) болды. Металдардағы электрондық газдарды сипаттауға кванттық механиканың және кванттық статистиканың әдістерін қолдану (Ферми - Дирак үлестірілуі) [1927 - 1928 жылдары неміс физигі Арнольд Зоммерфельд (1868 - 1951) және кеңес физигі Яков Френкель (1894 - 1952)] қатты денелердегі кинетикалық құбылыстардың кванттық теориясын дамытуға арналған негізді жасаған (электр және жылуөткізгіштік, гальванимагниттік құбылыстар, т.б.). Осы теория бойынша металдағы электрондық газ күшті айныған. Т=0 К болған кезде металдағы электрондардың барлық энергия деңгейлері белгілі бір максимал деңгейге дейін толтырылған (Ферми энергиясы), температура жоғарылаған сайын тек аздап қана шайылып кетеді. Осы жайт 1927 жылы А.Зоммерфельдке металдардағы жылу сыйымдылыққа электрондардың аздаған үлес қосуын түсіндіруге талпынған. Жылу сыйымдылықтың электрондық бөлігі, бақыланатын шама, себебі Т--0 (температура нөлге ұмтылғанда) кезде ол Т (температураға) пропорционал, ал жылу сыйымдылықтың торлық бөлімі Т3-іне (температураның үшінші дәрежесіне) пропорционал болады. Кристалдық торлардың периодтық өрісінің электрондар қозғалысына әсерлерін кванттық-механикалық тұрғыдан қарастыру [1928 - 1934 жылдары американ физигі Феликс Блох (1905 - 1983), француз физигі Леон Бриллюэн (1889-1969)] кристалдағы электрондардың қозғалысын түсіндірді және зоналық теорияны тұжырымдауға талпынған. Зоналық теория - қатты денелердің осы заманғы электрондық теориясының негізі болып табылады. Қатты денелердегі атомдар өздерінің өлшемдерімен қарайлас қашықтықта орналасқандықтан, валенттілік электрондар белгілі бір атомдармен байланысын үзеді де бүкіл кристалдар бойынша қозғалатын болады, қатты денелердегі энергияның дискретті атомдық деңгейлері жолақтарға - энергетикалық зоналарға кеңейеді.

2. Қатты денелердің түрлері, қасиеттері. Кристалдар және олардың түрлері
Қатты затарды құрамы мен құрылымына қарай екіге бөлінеді:
1)Аморфты заттар-ішкі құрылысы формасыз,барлық бағытынан физикалық қасиеттері бірдей (изатроп), зат құраушы бөлшектері ретсіз орналасқан заттар.
2)Кристалл заттар -заттарды құрастырушы бөлшектер зат ішінде өзара белгілі бір тәртіппен орналасқан, бірдей қасиетті емес (анизатропты) заттар. Кристаллдардың әр бағытындағы физикалық қасиеттері әр түрлі болады. Сондықтан кристалдар көбінесе анизотроп зат болып табылады. Кристалдардың осы анизотроптық қасиеттері техника мен ғылымның әр түрлі салаларында пайдаланылады. Мысалға ас тұзын қарастырайық .Ac тұзы натрий мен хлордың иондарынан (яғни зарядталған атомдарынан)" тұрады (NaCl). Бұл екі элементтің иондары кезектесіп орналасып, куб форма құрады. Кубтың сегіз бұрышы бар, соның төртеуінде натрий, қалған тәртеуінде хлор орналасқан.

Сонымен, көп жақты қатты заттарды кристалл деп атайды.
Қатты денелер байланыс типтері бойынша бес топқа ажыратылған,
бұлардың әрқайсысы электрондарының өзіндік кеңістіктік орналасуы бойынша сипатталады. 1) Иондық кристалдардағы (Na Cl, KCl т.б.) иондар арасындағы негізгі тартылыс күштері - электрстатикалық күштер. 2) Ковалентті байланысты кристалдардағы (алмас, Ge, Sі) көрші атомдардың валенттілік электрондары ортақтастырылған. Кристалл үлкен молекула тәрізді болады. 3) Көптеген металдардың байланыс энергиясын иондық қаңқалы (металдық байланыс) Қатты денелердегі энергетикалық зоналар жылжымалы электрондардың ортақтастырылған өзараәсерлесулері тудырады.
Кейбір металдардың (мысалы, ауыспалы) ішкі толтырылмаған қабықшалардың электрондары жүзеге асыратын коваленттік байланыс маңызды. 4) Молекулалық кристалдардағы молекулалары молекулалардың динамикалық полярлануынан туған әлсіз электрстатикалық күштермен (ван-дер-ваальстік күштермен) байланысқан. 5)Сутегілік байланысты кристалдардағы сутегінің әрбір атомы бір мезгілде өзге екі атомның тартылыс күшімен байланысқан. Сутегілік байланыс су молекуласының диполдік моменттерінің электрстатикалық тартылысымен бірге су мен мұздың қасиеттерін анықтайды. Көптеген заттарда әртүрлі типті байланыстар аралас-құралас (комбинациялы) байқалады.
Қатты денелердің механикалық қасиеттерін оның бөлшектерінің құрылымдық бөлшектер арасында әсер ететін байланыс күштері анықтайды. Бұл күштердің әрқилылығы қатты денелердің механикалық қасиеттерінің әртүрлі болуына себепші болған: кейбір қатты денелер пластикалы, басқалары - морт болады. Әдетте металдар диэлектриктермен салыстырғанда пластикалы дене. Температура артқан сайын пластикалық қасиет әдетте арта түседі. Аздаған жүктеме кезінде барлық қатты денелерде серпімді деформация байқалады. Кристалдардың беріктігі атомаралық байланыстарға сәйкес келмейді.

КРИСТАЛДАР (грекше кристаллос - мұз) - үш өлшемді периодты атомдық құрылымды және тепе-теңдік жағдайларда пайда болу кезінде табиғи дұрыс симметриялы көпжақтар пішінді болатын қатты денелер. Кристалдар - қатты денелердің тепе-теңдік күйі. Берілген термодинамикалық жағдайлардағы (температурада, қысымда) кристалдық күйлерде болатын әрбір химиялық затқа белгілі бір атомдық - кристалдық құрылым сәйкес болады. Тепе-теңсіз жағдайларда өсірілген кристалдар және дұрыс қырлары болмайтын кристалдар кристалдық күйлердің негізгі белгілерін - торкөздік атомдық құрылымды (кристалдық торларды) және оны анықтайтын барлық қасиеттерді сақтайды.
Кейбір кристалдар (сапфир, кварц) орнықсыз
күйдегі электр элементі секілді болады (А).
Кристалға айнымалы кернеу түсірілген кезде
тепе-теңдік бұзылады, осының нәтижесінде
кристалл дыбыс шығарып тербелетін болады
(Б). Керісінше, осындай кристалл тербелгенде ол
кернеу тудырады. Осы құбылыс пъезоэлектрлік
эффект деп аталған. Бұл кристалдық микрофонда
қолданыс тапқан. Мұндай кристалдар тек белгілі
бір жиілікке сезімтал болады. Осы жайт жиілікті
тұрақтандыру үшін пайдаланылады (Г).

Көпшілік қатты материалдар поликристалдар болып табылады; олар көптеген жекелеген ретсіз бағытталған ұсақ кристалл дәндерден (кристаллиттерден) құралған. Мысалы, көптеген кен жыныстары, техникалық металдар мен қорытпалар осындай. Ірі жеке кристалдар монокристалдар деп аталған. Кристалдар көбінесе сұйық фазалардан - ерітінділер мен балқымалардан түзіледі әрі өседі; кристалдардың газ фазадан немесе қатты фазаға түрлену кезіндегі фазалардан алынуы да мүмкін. Табиғатта әртүрлі өлшемді жүздеген кг-ға дейін жететін кварц кристалдары, флюорит, дала шпатынан бастап ұсақ кристалдар - алмасқа дейінгі кристалдар кездеседі. Тепе-теңдік жағдайда өсірілген кристалдардың пішіндер дұрыс көпжақтар түрінде болады (әрқилы симметриялы). Тепе-теңсіз жағдайда өсірілген кристалдар дұрыс көпжақтардан бастап, қырлары мен қабырғалары дөңгелектелген пластинкалы, ине тәрізді үшкірленген, жіп тәрізді, тармақты (дендритті), қар ұлпасы тәрізді т.б. пішінді болады. Көптеген монокристалдар, сонымен қатар поликристалдық материалдар қолданыста пайдаланылу тапқан. Пъезо-және сегнет-электрлік кристалдар радиотехникада қолданылады. Жартылай-өткізгіштік электроникалық құрылғылар жартылайөткізгіш кристалдарға (Ge, Si, GaAs т.б.) негізделген. Жадқа сақтау құрылғыларындағы аса көп сыйымдылық магниттік диэлектриктік кристалдар мен әртүрлі типті ферриттер арқылы жүзеге асырылған Кванттық электроника үшін рубин кристалының иттерлік- алюминийлік гранаттың т.б. маңызы зор. Жарық шоқтарын басқару техникасында электр-оптикалық қасиетті кристалдар пайдаланылады. Температураның сәл ғана өзгерістерін өлшеу үшін пароэлектрлік кристалдар, механикалық және акустикалық ықпалдарды өлшеу үшін - пъезоэлектриктер, пъезомагнетиктер т.б. қолданылады. Асақатты кристалдардың механикалық жоғары қасиетті кристалдар (алмас т.б.) материалдарды өңдеуде және кен барлауда бұрғылау жұмыстарында; рубиннің, сапфирдің және басқалардың кристалдары сағаттарда және өзге дәл
аспаптарда тірек бөліктері ретінде пайдаланылады.
Атомдық кристалл - кристалдық тордың түйіндерінде бейтарап атомдар орналасқан кристалл.
Біросьті кристалл - бір оптикалық оське ие кристалл.
Екіосьті кристалл - екі оптикалық оське ие кристалл.
Жіп тәрізді кристалл - бір бағыттағы өлшемдері өзге бағыттарындағы өлшемдерінен артық болатын монокристалл.
Идеал кристалл - ақаусыз құрылымды болатын кристалл.
Ионды кристалл - кристалдық тордың түйіндерінде оң және теріс иондар орналасқан кристалл.
Кванттық кристалл - атомаралық арақашықтықпен салыстырылғанда атомдардың тербелістерінің амплитудаларының үлкен болуымен сипатталатын кристалл.
Металдық кристалл - кристалдық тордың түйіндерінде оң иондар орналасқан кристалл.
Молекулалық кристалл - кристалдық тордың түйіндерінде молекулалар орналасқан кристалл.
Оң кристалл - кәдімгі жарық сәуленің таралу жылдамдығы әдеттегідей емес сәуленің таралу жылдамдығынан артық болатын біросьті кристалл.
Сұйық кристалл - заттың сұйықтық (аққыштық) және оған қоса қатты кристаллдық (анизотропиялық) қасиеттерге ие күйі.
Теріс кристалл - кәдімгі жарық сәуленің таралу жылдамдығы әлгіндей емес сәуленің таралу жылдамдығынан кем болатын біросьті кристалл.
Қатты кристалға қарағанда, сұйық кристал мен аморфты денелерде (мысалы, шыны) атомдардың орналасу тәрітібі нашар сақталады. Кристалдың өсуі кезіндегі тепе-теңдік шарттарының бұзылуы, кристалдану кезінде қоспалардың араласуы тәрізді әр түрлі әсерлердің салдарынан кристалдың идеал құрылымында ауытқулар байқалады. Оларға: нүктелік ақаулар (вакансия), сызықтық ақаулар (дислокация) жатады.
Барлық кристалдардың патшасы - гауһар
Кристалдарда барлық формалар болуы мүмкін. Әлемде белгілі барлық кристаллдарды 32 түрге бөлуге болады, оларды өз кезегінде алты түрге топтастыруға болады. Кристалдар әртүрлі мөлшерде болуы мүмкін.
Барлық немесе басқа сипаттамалық классификация критерийлерін қолдана отырып, барлық кристалдар жиынтығын бірнеше типке бөлуге болады.
Солардың бірнешеуін қарастырайық.
Біріншіден, кристаллдарды екі үлкен топқа бөлу керек: идеалды және нақты.
Мінсіз кристалдар - ғалымдар нақты кристалдардың қасиеттерін сипаттау үшін қолданатын математикалық абстракция. Идеал кристалдың сипаттамалары тегіс беттер, ұзақ мерзімді қатаң тәртіп, кристалл торының белгілі бір симметриясы және кристаллға тән басқа параметрлер болып табылады.
Нағыз кристалдар - бұл өмірде кездесетін кристалдар. Олардың әртүрлі қоспалары бар, олар кристалдық тордың симметриясын төмендете алады, кедір-бұдыр, пішіні дұрыс емес, оптикалық қасиеттерінде ақаулар болуы мүмкін (егер кристалл мөлдір болса). Бірақ идеалға да, нақты кристалдарға да тән бір қасиет бар - бұл атомдар кристалдық торда орналасқан ереже, ұзақ мерзімді тәртіп.
Кристаллдарды түрлерге бөлудің тағы бір критерийі - олардың шығу тегі. Бұл критерий бойынша кристалдар табиғи (табиғи) және жасанды (адам өсіретін) болып бөлінеді.
Табиғи кристалдар өсу үшін табиғи жағдайда біздің планетамыздың ішегінде өседі.
Жасанды кристалдар зертханаларда немесе үйде өсіріледі. Ростовтықтардың өздері белгілі бір кристалды өсіру үшін қажетті жағдай жасайды. Мысалы, мыс сульфаты кристалдарын үйде оңай өсіруге болады. Көптеген кристаллдарды табиғаттың өзі де, адамдар да өсіре алады, бірақ табиғатта өспейтін көптеген мысалдар бар. Оларды алудың жалғыз жолы - оларды зертханада өсіру.
Кристаллдарды таза эстетикалық және экономикалық критерий бойынша екі түрге бөлуге болады - қымбат және бағалы емес.Бағалы (кристалдар) тастар - бұл зергерлік заттардың екі негізгі сипаттамасына ие минералдар: сұлулық пен сирек кездеседі. Сіздердің көпшілігіңіз атауларды біледі: алмас, аметист, рубин, сапфир, изумруд, топаз және т.б.

Алмаз

Аметист

Рубин

Сапфир

Изумруд

Топаз

Кристалдардың қасиеттері
Бір шыңы бар кристалдар 6 қырлы кристалдар, олардың беттері бір нүктеде жинақталып, пирамидалық шың түзеді. Осындай негіздегі кең кристаллдарды тұруға мүмкіндік беретін кең кристалдар осциллятор кристалдары деп атайды. Әлемнің энергиясы олар арқылы беріледі деп саналады.
Шағын генератор кристалдары энергияны бір чакрадан екіншісіне шоғырландыру және беру үшін қолданылады.

Генератор кварц хрусталы. Кейде олардың қосымша бет пішіні сол жақта немесе оң жақта орналасқан гауһар тәрізді бетке ие болады. Егер ол оң жақта болса, сіз кристаллға тікелей қараған кезде оны оң деп атайды, ал егер сол жағында болса, онда сол жақта.
Орталықтағы таратқыш кристалдың үшбұрышты қыры айқын. Хрустальдың бұл түрі емдік энергияны жіберуге немесе беруге көмектеседі.
Сезімтал немесе рецептивті кристалдарда жеті қырлы жалпақ негізгі қыры бар, мұндай кристалл ауырсынуды басуы мүмкін. Мұндай әсерге жету үшін оны сол қолмен ұстау керек. Мұндай кристалды түнде төсекке апарып, оны аурудың орнына қойсаңыз болады. Емдеу әлдеқайда жылдам.
Қабылдайтын кристалл медитация үшін әсіресе жақсы, демалуды және қалаған күйге өтуді жеңілдетеді. Бұл сонымен қатар біздің өзімізді тыңдау, ішкі дауысқа құлақ салу қабілетімізді ынталандырады. Оларды төсегіңізде ұстаған жақсы, олар ұйқыны көруге және оянғаннан кейін оларды есте сақтауға көмектеседі.
Екі шыңы бар кристалдар қарама-қарсы жақтардың - Инь мен Янның бірлігін білдіреді.
Генератор кристалы мен екі ұшы бар кристал әрі энергияны қабылдағыш, әрі таратқыш болып табылады, екі бағытта өзгеріс береді және теріс энергияны жою үшін қолданылады. Медитация кезінде олар рух пен материяны теңестіруге қызмет етеді.
Бұл кристалдар қарама-қарсы күштерді қамтиды, сондықтан олар бізге өмір мен өлімді, жақсылық пен жамандықты, қорқыныш пен қуанышты білуге көмектеседі.Олар бізді өзіміздегі әрдайым жағымды емес шектерді зерттеуге және тепе-теңдік нүктесін табуға ынталандырады.
Мұндай кристалдар басқа адамдармен қарым-қатынас кезінде қиындықтар туындаған кезде пайдалы, өйткені олар бізге қарсылықты естуге көмектеседі. Егер сізге осы қажет болса, онда осындай кристалды таңдаңыз, бірақ егер сіз кристаллдарды жақсы білмесеңіз, онда кристалды бір ұшымен алғаныңыз абзал. Кристалда мөлдір шың еркектік энергияны, ал мөлдір емес шың әйелдікі өткізеді. Ер нүктесі қызыл болып, ал әйел - көк түспен жанады.
Әйелдер кристалды мөлдір шыңмен өздеріне қарай бұрып, Ян энергиясының, ал еркектер - мөлдір емес және Инь энергиясын алатыны анық.

Қабыршақ кристалдары - таблеткалар, бұл кристалдар, оларда 6 бүйір бетінің екеуі қалғандарына қарағанда кеңірек.
Олар 1 немесе 2 төбелермен, сондай-ақ бірнеше кристалдардың өсіндісінің бөлігі болуы мүмкін. Мұндай кристалдар телепатиялық емдеуде және байланыста қолданылады. Іс жүзінде олар екі адамның немесе екі чакраның энергиясын теңдестіру үшін немесе сананың келесі деңгейіне өту кезінде тұлғаның дамуы кезеңінде қолданылады.
Радуга кристалдары. Радуга әсерінен және ішкі жарықшақтың пайда болуынан пайда болады, оның жазықтығы жарықты сындырып, оны 7 құрамдас түске дейін ыдыратады.
Мұндай кристалдар әсіресе қуанышты және сүйіспеншілікке толы. Олар біздің соққыларымыз олармен бірге сұлулық пен қуаныш әкелетінін еске салады. Егер сіз көңілсіз болсаңыз немесе ренжісеңіз, кристалды қалтаңызда алып жүріңіз Жақында сіз өзіңізді жақсы сезінесіз.
Олар депрессия мен күйзелісті жою үшін қолданылады. Егер сіз осындай кристалды Анахатаға қойсаңыз, онда бұл адамға қуаныш сезімін тудырады. Мұндай хрусталь осы және жоғары әлемді байланыстыратын көпір болып табылады және сіздің өміріңізді өзгертуге жиі стимул береді.
Елес кристалдар. Бұл кез-келген элементтерді қосатын кристалдар.
Қандай да бір кезеңде кристалл өсуді тоқтатады, ал оның бетіне тағы бір материал түседі. Содан кейін шөгінді бөлшектердің айналасында кристалл өсуі қайтадан басталады. Елес сұлбасы оның қай жерде өсуін тоқтатқанын көрсетеді, ол басқа кристалдың елесі сияқты көрінеді.
Тағы бір табиғи элемент кристаллмен біріктірілгендіктен, ол бізге табиғаттың ғажайыптарын ашуға көмектеседі. Егер сіз бөлме өсімдіктерімен сөйлескіңіз келсе, медиатор ретінде елес кристалын пайдаланыңыз. Әсіресе, егер зауыт әлсіреген болса.
Мұндай кристаллдарды бақша учаскесінде мол өнім алу үшін пайдалану өте тиімді.
Егіз кристалдар - бірге өскен екі кристалл.
Өздігінен емдейтін кристалл және сол жақ кристалл. Олардың өлшемдері бірдей болуы мүмкін, бірақ кейде олардың біреуі екіншісінен үлкен болады. Бір-бірін өзара қолдай отырып, олар сол және оң жақ полярлығын сақтайды. Олар сіздің қарым-қатынасыңызды теңестіреді, тек сыртқы емес (еркек пен әйел арасындағы), сонымен қатар ішкі (табиғаттың еркек пен әйел жағы)
Пенетрационды егіздер - бір-біріне еніп, көбіне ортақ орталығы болатындай етіп өсетін кристалдар. Олар идеалдардың бірігуін, өз күшін жоғалтпастан басқалармен бірігу мүмкіндігін бейнелейді. Бұл кристалдар екі адамға немесе топ жинауға пайдалы.

Друздар - бір негізді көптеген кристалдар. Друстардың оң және теріс полярлығы бар, олар ауаны тазартады және атмосфераны қуаттайды. Друзе өнімділікті ынталандырады. Друза, адамдар көп жерлерде орналасқан, үйлесімділік пен тыныштықты тудырады. Бұл сіздің бақшаңыз үшін өте пайдалы.

Кварца друзы Изумруд друз Топаз друзы

3. Кристалдарды өсіру және қолдану
Қристалдардың өсуі дегеніміз -- оны кұрайтын бөлшектердің реттеліп, белгілі бір тәртіп бойынша тізіліп құралуы, кеңістік решетка құруы.
Осы бөлшектердің реттесіп кристалл решеткасын құруы үшін сол бөлшектердің шығатын көзі болуы керек. Кристалл заттың өсуіне белгілі бір жағдай керек. Егер сыртқы ортадан кристалдың өзіне алатын бөлшегінен оған беретін бөлшегі көп болса, онда кристалл ериді. Қерісінше, кристалдың сыртқы ортадан алатын бөлшектері өзінің беретін бөлшегінен көп болса, онда кристалл өседі.Кристалдың өсетін ортасы көбінесе ерітінділер. Ал ерітінділер ыстық та, салқын да (су ерітіндісі түрінде) болуы мүмкін.
Балқыған заттардан да көп кристалдар пайда болады. Кристалдар газдардан да құралады. Ал кейбір жағдайларда кристалдар қатты заттардан құралады, оны қайта кристалдану деп атайды.
Сонымен, кристалдардың барлық жағдайларда түзіле алатынын көреміз. Бұл жағдайлар табиғи түрде де, өндірісте де кездеседі.Мысал келтірейік. Кристалдар кебінесе табиғи су ерітінділерінен түзіледі. Қай жерде қанық немесе ете қанық ерітінді болса, сол жерде кристалл пайда болады. Минерал заттардың көп түрлері: тұздар және басқалар сол су ертіндісінен кұралады. Әр түрлі тұздардың, канттың кристалдары өндірістік жағдайда колдан жасалады. Техникаға керекті кристалдарды кебінесе су ерітіндісінен өсіреді.
Балқыған заттардың қатаюынан кристалдың пайда болу мысалы ретінде вулкандардан атылатын балкыған ыстық тас тасқынын, яғни лаваны алуға болады. Жер бетіне шығып қатайғанда лавадан кристалдар түзіледі. Металл қорытатын пештерден шыққан шлактар қатайғанда да сол сияқты кристалдар пайда болады.
Вулкандардың атқылауынан сыртқа ұшып шыққан газдар қысымнан да, қызудан да кенет құтылып, тез салқындап қатаяды. Демек, газ бірден кристалл түріне айналады. Металл қорыту пештерінен ұшып шығатын газдардан да сол сияқты кристалдар түзіледі.
Кристалдардың қатты заттардан өсу мысалына шыныны алуға болады. Шыны вулканның атқылауынан шыққан лавадан да пайда болады, қолдан да жасалады. Сол шынылар қысымға немесе кызуға ұшыраса, олардың ішінде кристалдар пайда болады. Мысалы, күн көзінде кәп жатқан шынылардың кристалға айналып күңгірт тартатыны осыдан.
Кристалдану әдісі бір заттан екінші затты айыруда, химиялық таза зат алуда жиі қолданылады. Мысалы, ащы судан таза су бұрын катады! Ащы көлдердің қыстыгүні қатқан беті таза судың кристалдарына (мұзына) айналады. Сол мұзды базға көміп, жаздай пайдаланады. Осы әдісті Балқаш сияқты суы ащы көлдердің жағасындағы ел ерте заманнан бері қолданып келеді.

Кристалдардың қолданылуы
Біздің айналамызда ең көп таралған заттардың көпшілігі кристалдар. Біз олармен барлық жерде кездесеміз және бұл туралы тіпті күдіктенбейміз.
Мұз - бұл кристалл. Ас үйде біз тұз немесе қант сияқты кристаллдарды жейміз.
Біздің үйлер кристалдардан жасалған - көптеген биік үйлердің панельдері бетоннан (жасанды тастан) жасалған, оған кристалды шиферден қиыршық тас кіреді.
Медицинада кристалдар қолданылады - кварц шамынан шыққан сәулелер медицинада дезинфекциялау үшін қолданылады.
Кристалдар - организмдердің қалдықтары. Моллюскалардың кейбір түрлері қабықта қалған бөтен денелерде інжу-маржанды құра алады. 5-10 жыл ішінде інжу-маржан асыл тас кристалды құрылыммен пайда болады.
Теңіздер мен мұхиттарда рифтер мен бүкіл аралдар омыртқасыздар қаңқасының бөлігі болып табылатын кальций карбонатының кристалдарынан - маржан полиптерінен тұрады.
Кристалдар адам өмірінде маңызды рөл атқарады:
Жер қыртысы 95% кристалдардан тұрады. Кристалдар өнеркәсіпте, технологияда, өндірісте, медицинада қолданылады. Кристалдардан зергерлік бұйымдар мен зергерлік бұйымдар жасалады.

Ғылым мен техникада кристалдардың қолданылуы соншалықты көп және әр түрлі, сондықтан оларды тізімдеу қиынға соғады. Сондықтан біз бірнеше мысалдармен шектелеміз.
Табиғи минералдардың ең қиын және сирек кездесетіні - алмаз. Бүгінгі таңда гауһар тасты безендіру емес, ең алдымен тас өңдеуші болып табылады.
Алмас ерекше қаттылығының арқасында технологияда үлкен рөл атқарады. Алмас аралар тастарды кесіп тастайды. Гауһар ара - бұл үлкен (диаметрі 2 метрге дейін) айналмалы болат диск, шеттері кесілген немесе ойықтары бар. Бұл кесектерге сағыздың қандай-да бір түрімен араласқан ұсақ алмас ұнтағы сүртіледі. Мұндай диск жоғары жылдамдықпен айналады, кез-келген тасты тез кесіп тастайды.
Алмаз тау жыныстарын бұрғылауда, тау-кен жұмыстарында үлкен маңызға ие.
Ою-өрнек құралдарына, бөлгіш машиналар, қаттылықты сынаушы, тас және металл бұрғылаулары, алмас нүктелері салынған.
Алмаз ұнтағы қатты тастарды, шыңдалған болатты, қатты және аса қатты қорытпаларды ұнтақтайды және жылтыратады. Алмастың өзін тек алмаспен ғана кесуге, жылтыратуға және ойып алуға болады. Автомобиль және авиация салаларында қозғалтқыштың ең маңызды бөліктері алмас кескіштермен және бұрғылармен өңделеді.
Рубин мен сапфир - ең әдемі және қымбат асыл тастардың бірі. Бұл тастардың барлығы басқа қасиеттерге ие, қарапайым, бірақ пайдалы. Қан қызыл лағыл және көгілдір саффир бауырластар, олар негізінен бірдей минерал - корунд, алюминий оксиді А12О3. Түстердің айырмашылығы алюминий оксидіндегі өте аз қоспаларға байланысты: хромның болмашы қосылуы түссіз корундты қан қызыл лағылға, титан оксидін саффирге айналдырады. Корундтар және басқа түстер бар. Оларда өте қарапайым, түсінікті емес ағасы бар: қоңыр, мөлдір емес, жұқа корунд - зымыран мата жасалатын металды тазарту үшін қолданылады. Корунд, барлық сорттарымен, жердегі ең қатты тастардың бірі, алмаздан кейінгі ең қиын. Корундты бұрғылауға, ұнтақтауға, жылтыратуға, тас пен металды қайрауға болады. Тегістеу дөңгелектері мен тастары, ұнтақтау ұнтақтары корунд пен эмериядан жасалған.
Бүкіл сағат индустриясы жасанды рубиндерді қолданады. Жартылай өткізгіш зауыттарында ең жақсы тізбектер лағыл инелерімен сызылады. Тоқыма және химия өнеркәсібінде лағыл жіп бағыттаушылары жасанды талшықтардан, нейлоннан, нейлоннан жіптер шығарады.
Рубиннің жаңа өмірі - лазер немесе ғылымда ол оптикалық кванттық генератор (LQG) деп аталады, бұл біздің күннің керемет құралы. 1960 ж. алғашқы лағыл лазері құрылды. Рубин хрусталы жарықты күшейтеді екен. Лазер мың күннен гөрі жарқырайды.
Үлкен күші бар қуатты лазер сәулесі. Ол қаңылтыр металдан оңай күйеді, металл сымдарды дәнекерлейді, металл құбырлармен күйеді, қатты қорытпалар мен алмастардағы ең жақсы тесіктерді бұрғылайды. Бұл функцияларды қатты лазер орындайды, онда лағыл, неодит бар граната қолданылады. Көзге хирургия кезінде біркелкі емес лазерлер мен лағыл лазерлер жиі қолданылады. Галлий арсенидін бүрку лазерлері қысқа қашықтықтағы жерүсті жүйелерінде жиі қолданылады.
Сондай-ақ жаңа лазерлік кристалдар пайда болды: флюорит, гранат, галлий арсениди және т.б.
Сапфир мөлдір, сондықтан одан оптикалық құрылғыларға арналған плиталар жасалады
Сапфир кристалдарының негізгі бөлігі жартылай өткізгіш өндірісіне кетеді.
Флинт, аметист, яшма, опал, халцедон - бұл кварцтың барлық түрлері. Кварцтың ұсақ түйіршіктері құм түзеді. Кварцтың ең әдемі, ең керемет түрі - ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.