|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Кристаллофизика | (далее К)физическая изучает физические свойства кристаллов и агрегатов и изменение этих свойств под влиянием различных воздействий. В отношении многих физических свойств дискретность решетчатого строения не проявляется, и можно рассматривать как однородную, но анизотропную среду (см. Анизотропия). Понятие однородности среды означает рассмотрение физических явлений в объемах, значительно превышающих некоторый характерный для данной среды объем: объем элементарной ячейки для монокристалла, средний объем кристаллита для агрегатов (металлов в поликристаллической форме, горных пород, пьезоэлектрических текстур и т. д.). Анизотропность среды означает, что ее свойства изменяются с изменением направления, но одинаковы в направлениях, эквивалентных по симметрии (см. Симметрия кристаллов).
Некоторые свойства например плотность, характеризуются скалярными величинами. Физические свойства среды, отражающие взаимосвязь между двумя векторными величинами (поляризация среды Р и электрическое поле Е, плотность тока J и электрическое поле Е и т. д.) или псевдовекторными величинами ( индукция В и напряженность поля Н и т. д.), описываются полярными тензорами 2-го ранга (например, тензоры диэлектрической восприимчивости, электропроводности, магнитной проницаемости и др.). Некоторые физические поля в например поле механических напряжений, сами являются тензорными полями. Связь между полем напряжений и др. физическими полями (электрическим, или свойствами (тензором деформаций, тензорами оптических констант) описывается тензорами высших рангов, характеризующими такие свойства, как пьезоэлектрический эффект (см. Пьезоэлектричество), электрострикция, магнитострикция, упругость, фотоупругость и т. д.
Диэлектрические, упругие и др. свойства удобно представлять в виде геометрических поверхностей. Описывающий такую изобразительную поверхность радиус-вектор определяет величину той или иной константы для данного направления. Симметрия любого свойства не может быть ниже его морфологической симметрии (принцип Неймана). Иными словами, группа симметрии, описывающая любое физическое свойство неизбежно включает элементы симметрии его точечной группы. Так, и текстуры, обладающие центром симметрии, не могут обладать полярными свойствами, т. е. такими, которые изменяются при изменении направления на обратное (например Пироэлектрики). Наличие в среде элементов симметрии определяет ориентацию главных осей изобразительной поверхности и число компонент тензоров, описывающих то или иное физическое свойство. Так, в кубической сингонии все физические свойства, описываемые тензорами 2-го ранга, не зависят от направления. Такие изотропны. Изобразительной поверхностью в этом случае является сфера. Те же свойства в средних сингоний (тетрагональной, тригональной и гексагональной) имеют симметрию эллипсоида вращения. Тензор 2-го ранга содержит в этом случае две независимые константы. Одна из них описывает исследуемое свойство вдоль главной оси а другая - в любом из направлений, перпендикулярных главной оси. Для того чтобы полностью описать исследуемое свойство таких в заданном направлении, только эти две величины и необходимо измерить. В низших сингоний физические свойства обладают симметрией трехосного эллипсоида и характеризуются тремя главными значениями тензора 2-го ранга (и ориентацией главных осей этого тензора) (см. Кристаллооптика).
Физические свойства, описываемые тензорами более высокого ранга, характеризуются бóльшим числом параметров. Так, упругие свойства, описываемые тензором 4-го ранга для кубического характеризуются тремя, а для изотропного тела двумя независимыми величинами. Для описания упругих свойств триклинного необходимо определить 21 независимую постоянную. Число независимых компонент тензоров высших рангов (5, 6-го и т. д.) для разных классов симметрии определяется методами теории групп (см. Группа).
К разрабатывает рациональные методы измерений, необходимых для полного определения физических свойств анизотропных сред. Эти методы применимы как при исследовании так и анизотропных поликристаллических агрегатов (текстур). К занимается также методами измерений разнообразных свойств анизотропных сред с помощью радиотехнических, резонансных, акустических, оптических, диффракционных и иных методов.
Многие физические явления характерны только для анизотропных сред и изучаются К Это - двойное лучепреломление и вращение плоскости поляризации света, прямой и обратный пьезоэффекты, электрооптический эффект, генерация световых гармоник (см. Нелинейная оптика) и т. д. Др. явления (электропроводность, упругость и т. д.) наблюдаются и в изотропных средах, но имеют особенности, важные для практического применения.
Значительное место в К занимают вопросы, тесно примыкающие к физике твердого тела и кристаллохимии. Это - исследование изменений тех или иных свойств при изменении его структуры или сил взаимодействия в решетке (см. Твердые растворы, Изоморфизм). К изучает изменение симметрии в различных термодинамических условиях. При этом используется Кюри принцип, который позволяет предсказать точечные и пространственные группы испытывающих фазовые переходы в ферромагнитное и сегнетоэлектрическое состояние (см. Ферромагнетизм, Сегнетоэлектрики).
Важное место в К занимает физика реального изучающая различного рода дефекты в кристаллах (центры окраски, вакансии, дислокации, дефекты упаковки, границы кристаллических блоков, доменов, зерен и т. д.) и их влияние на физические свойства Такими свойствами, в первую очередь, являются пластичность, прочность, электросопротивление, люминесценция, механическая добротность и т. д. К задачам К относится также поиск новых обладающих физическими свойствами, необходимыми для практических применений.
Лит. см. при ст. Кристаллография, Кристаллы, Симметрия кристаллов.
К С. Александров. |
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
