સોલિડ સ્ટેટ ફિઝિક્સ એ એવા સ્તંભોમાંનું એક છે કે જેના પર આધુનિક તકનીકી સમાજ ટકી રહ્યો છે. સારમાં, ઇજનેરોની આખી સેના સંચાર, પરિવહન, કમ્પ્યુટિંગ અને મૂળભૂત જેવા ક્ષેત્રોમાં જરૂરી વિવિધ પ્રકારના સાધનો, મશીન ટૂલ્સ, યાંત્રિક અને ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોની ડિઝાઇન અને ઉત્પાદનમાં નક્કર સામગ્રીનો શ્રેષ્ઠ ઉપયોગ કરવા માટે કામ કરી રહી છે. સંશોધન

સોલિડ્સના ગુણધર્મો

ઘન પદાર્થોના ભૌતિક ગુણધર્મોમાં યાંત્રિક, થર્મલ, વિદ્યુત, ચુંબકીય અને ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મોનો સમાવેશ થાય છે. તાપમાન, દબાણ અથવા વોલ્યુમ બદલતી વખતે, યાંત્રિક તાણ, ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો, તાપમાનના ઢાળ, તેમજ વિવિધ કિરણોત્સર્ગના પ્રભાવ હેઠળ - પ્રકાશ, એક્સ-રે, ઇલેક્ટ્રોનના બીમ હેઠળ નમૂના કેવી રીતે વર્તે છે તેનું નિરીક્ષણ કરીને તેનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. , ન્યુટ્રોન, વગેરે.

માળખું.

નક્કર શરીરમાં અણુઓનો સમાવેશ થાય છે. તેનું અસ્તિત્વ તીવ્ર આકર્ષક દળોની હાજરી સૂચવે છે જે અણુઓને એકસાથે બાંધે છે, અને પ્રતિકૂળ દળો, જેના વિના અણુઓ વચ્ચે કોઈ અંતર રહેશે નહીં. આવી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે, ઘન શરીરના અણુઓ આંશિક રીતે તેમના વ્યક્તિગત ગુણધર્મો ગુમાવે છે, અને આ તે છે જે અણુઓની સિસ્ટમના નવા, સામૂહિક ગુણધર્મોને સમજાવે છે, જેને ઘન શરીર કહેવામાં આવે છે.

આ દળોનું સ્વરૂપ શું છે? મુક્ત અણુમાં સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ન્યુક્લિયસ અને ચોક્કસ સંખ્યામાં નકારાત્મક ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોન (જેનો સમૂહ ન્યુક્લિયસના સમૂહ કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછો હોય છે) નો સમાવેશ થાય છે. ચાર્જ્ડ કણો વચ્ચે કામ કરતા જાણીતા કુલોમ્બ (ઇલેક્ટ્રિક) દળો ન્યુક્લિયસ અને ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચે આકર્ષણ તેમજ ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચે પરસ્પર પ્રતિકૂળતા પેદા કરે છે. તેથી, ઘનને પરસ્પર ભગાડનારા ન્યુક્લીની સિસ્ટમ અને પરસ્પર ભગાડનારા ઈલેક્ટ્રોનની સિસ્ટમનો સમાવેશ થાય છે, આ બંને સિસ્ટમો એકબીજા તરફ આકર્ષાય છે. આવા પદાર્થના ભૌતિક ગુણધર્મો બે મૂળભૂત ભૌતિક સિદ્ધાંતો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે - ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ અને આંકડાકીય મિકેનિક્સ. કણો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની પ્રકૃતિ જાણીતી હોવા છતાં, તેમની અસામાન્ય રીતે મોટી સંખ્યા (~ 10 22 ન્યુક્લી અને 1 સેમી 3 દીઠ વધુ ઇલેક્ટ્રોન) અમને નક્કર શરીરનું સચોટ સૈદ્ધાંતિક વર્ણન આપવા દેતા નથી. વીજળી અને ચુંબકત્વ; ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ; સ્ટેટિસ્ટિકલ મિકેનિક્સ.

મોડેલોનો ઉપયોગ કરીને.

ઘન અવસ્થાના ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, ઘન પદાર્થોના સરળ નમૂના લેવા અને પછી તેમના ભૌતિક ગુણધર્મોની ગણતરી કરવી સામાન્ય છે. મોડેલો તેમના સૈદ્ધાંતિક વર્ણનને શક્ય બનાવવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં સરળ હોવા જોઈએ, અને તે જ સમયે તેમના માટે પ્રોપર્ટીઝનો અભ્યાસ કરવામાં આવે તેટલા જટિલ હોવા જોઈએ. ઉદાહરણ તરીકે, વિદ્યુત વાહકતાના કેટલાક સામાન્ય દાખલાઓ સમજાવવા માટે, મોબાઇલ ઇલેક્ટ્રોનના ગેસમાં ડૂબેલા હકારાત્મક આયનોની સિસ્ટમના સ્વરૂપમાં ધાતુનું એક સરળ મોડેલ એકદમ યોગ્ય છે. પરંતુ ડચ ભૌતિકશાસ્ત્રી કામરલિંગ ઓનેસ દ્વારા 1911 માં શોધાયેલ સુપરકન્ડક્ટિવિટીની ઘટનાને ઓછામાં ઓછા ગુણાત્મક રીતે સમજાવે તેવું યોગ્ય ભૌતિક મોડેલ બનાવવું અત્યંત મુશ્કેલ હોવાનું બહાર આવ્યું.

સુપરકન્ડક્ટિવિટી.

તે જાણીતું છે કે નીચા તાપમાને, ઘણી ધાતુઓ અને એલોય્સમાં વીજળીનું સંચાલન કરવાની અસામાન્ય રીતે વધેલી ક્ષમતા હોય છે. (ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ એ ઇલેક્ટ્રોનની ક્રમબદ્ધ હિલચાલ છે.)

1956 માં, અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી એલ. કૂપર એવા નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે, ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં, ધાતુમાં વહન ઇલેક્ટ્રોન નબળા રીતે બંધાયેલા જોડી બનાવી શકે છે. તે આ કૂપર જોડી છે જે 1957માં બનેલ સુપરકન્ડક્ટિવિટીનો પ્રખ્યાત બાર્ડીન-કૂપર-શ્રિફર (BCS) સિદ્ધાંત ધરાવે છે; 1972 માં આ ત્રણ અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રીઓને એનાયત કરવામાં આવ્યા હતા નોબેલ પુરસ્કાર.

સુપરકન્ડક્ટીંગ અવસ્થામાં, પદાર્થ વિદ્યુત પ્રવાહનો પ્રતિકાર કરતું નથી. તેથી, સુપરકન્ડક્ટીંગ પદાર્થો પાવર એન્જિનિયરો માટે ખૂબ જ રસ ધરાવે છે જેઓ તેમના પર આધાર રાખે છે, ઉદાહરણ તરીકે, ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે વીજળીગરમી અને અન્ય નુકસાન વિના નોંધપાત્ર અંતર પર. જો કે, ચોક્કસ ઉપર (કહેવાતા જટિલ) તાપમાન, સુપરકન્ડક્ટિવિટી અદૃશ્ય થઈ જાય છે, અને ધાતુ ફરીથી વિદ્યુત પ્રતિકાર મેળવે છે. અમુક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા સુપરકન્ડક્ટિવિટી પણ નાશ પામે છે. સુપરકન્ડક્ટરમાંથી પસાર થતો ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ સપાટી પર તેનું પોતાનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે, અને તેથી સુપરકન્ડક્ટિંગ વર્તમાન ઘનતાની ઉપરની મર્યાદા છે, જેની ઉપર સુપરકન્ડક્ટિવિટી પણ તૂટી જાય છે. આ બધું, અને મુખ્યત્વે નીચા નિર્ણાયક તાપમાન, સુપરકન્ડક્ટરના મોટા પાયે ઉપયોગની શક્યતાઓને મર્યાદિત કરે છે. સુપરકન્ડક્ટર્સને પ્રવાહી હાઇડ્રોજન અથવા તેનાથી પણ વધુ સારી રીતે પ્રવાહી હિલીયમ સાથે સતત ઠંડું કરવું જોઈએ. જો કે, સુપરકન્ડક્ટીંગ વિન્ડિંગ્સ (ઉદાહરણ તરીકે, નિઓબિયમ સાથે ટાઇટેનિયમ એલોયમાંથી) પહેલાથી જ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટમાં વ્યાપક ઉપયોગ જોવા મળે છે. ઉચ્ચ નિર્ણાયક તાપમાન સાથે નવી સામગ્રી (કાર્બનિક ક્રિસ્ટલ્સ અને પોલિમર સહિત) તેમજ સુપરકન્ડક્ટરના વધુ ઉપયોગની શક્યતા માટે શોધ ચાલુ રહે છે. નિષ્ણાતોને આશા છે કે ઔદ્યોગિક ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ અને જનરેટરમાં સુપરકન્ડક્ટરનો મોટા પાયે ઉપયોગ આગામી વર્ષોમાં શરૂ થશે. રેલ પરિવહનમાં સુપરકન્ડક્ટરનો ઉપયોગ ખાસ કરીને આકર્ષક સંભાવનાઓ ધરાવે છે. જ્યારે ચુંબક વાહકની સાપેક્ષે ફરે છે, ત્યારે વાહકમાં એડી પ્રવાહો પ્રેરિત થાય છે, જે બદલામાં ચુંબકીય ક્ષેત્રો ઉત્પન્ન કરે છે જે ગતિશીલ ચુંબકને ભગાડે છે. સજ્જ કરીને, ઉદાહરણ તરીકે, સુપરકન્ડક્ટિંગ ચુંબક સાથેની ટ્રેન અને કંડક્ટર તરીકે રેલનો ઉપયોગ કરીને, તમે ચુંબકીય સસ્પેન્શન (લેવિટેશન) ની અસર પ્રાપ્ત કરી શકો છો. પરંપરાગત અને હોવરક્રાફ્ટ ટ્રેનોની સરખામણીમાં આવી મેગ્લેવ ટ્રેનોના ઘણા ફાયદા હોવાનું માનવામાં આવે છે.

જોસેફસન અસર.

સુપરકન્ડક્ટિવિટીના ક્ષેત્રમાં વિકાસની બીજી દિશા અંગ્રેજ ભૌતિકશાસ્ત્રી બી. જોસેફસનના કાર્ય દ્વારા શરૂ કરવામાં આવી હતી, જેમણે 1962 માં કૂપર ઇલેક્ટ્રોન જોડીના પેસેજ (ક્વોન્ટમ મિકેનિકલ ટનલિંગ) સાથે સંકળાયેલ અદ્ભુત અસરોની સંભાવનાની આગાહી કરી હતી. ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીનો પાતળો પડ. પ્રયોગોએ ટૂંક સમયમાં તેની આગાહીઓની પુષ્ટિ કરી. આવા જંકશન (જેને જોસેફસન જંકશન કહેવાય છે) ની એક રસપ્રદ મિલકત એ છે કે તેના દ્વારા કૂપર જોડીનો પ્રવાહ સુપરકન્ડક્ટર વચ્ચે સંભવિત તફાવતની ગેરહાજરીમાં પણ શક્ય છે. (શાસ્ત્રીય વિભાવનાઓ અનુસાર, વિદ્યુત પ્રવાહ ફક્ત વિવિધ સંભવિતતાના બિંદુઓ વચ્ચે જ થાય છે.) જો કે, તેનાથી પણ વધુ આશ્ચર્યજનક અસર એ છે કે જોસેફસન જંકશન પર લાગુ થતા સતત સંભવિત તફાવતને કારણે જંકશનમાંથી વૈકલ્પિક પ્રવાહ વહે છે. આ પ્રવાહની આવર્તન સરળ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે n= 2eV/h, જ્યાં 2 ઇ- કૂપર ઇલેક્ટ્રોન જોડીનો ચાર્જ, વીલાગુ કરેલ વોલ્ટેજ છે, અને h- એક મૂળભૂત સ્થિરાંક જેને Planck's constant કહેવાય છે.

તે આશ્ચર્યજનક નથી કે જોસેફસનની સૈદ્ધાંતિક આગાહીઓ ભૌતિકશાસ્ત્ર અને તકનીકમાં સંશોધનની લહેર દ્વારા અનુસરવામાં આવી હતી. જોસેફસન અસર પર આધારિત ઉપકરણોને રેડિયો એસ્ટ્રોનોમીથી લઈને બાયોમેડિકલ એપ્લિકેશન્સ સુધીના વિવિધ ક્ષેત્રોમાં અલ્ટ્રાસેન્સિટિવ ડિટેક્ટર તરીકે ઉપયોગ જોવા મળ્યો છે. 1973 માં, જોસેફસનને સોલિડ સ્ટેટ ફિઝિક્સમાં તેમના યોગદાન માટે નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો.

ટ્રાન્ઝિસ્ટર.

કદાચ વિકાસ પર સૌથી મોટી અસર આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રઘન સ્થિતિ 1949માં અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રીઓની શોધોથી પ્રભાવિત હતી: બિંદુ (જે. બાર્ડીન, ડબલ્યુ. બ્રેટેન) અને પ્લેનર (ડબ્લ્યુ. શોકલી) સંક્રમણો સાથેના ટ્રાન્ઝિસ્ટર. સેમિકન્ડક્ટર તરીકે ઓળખાતા ઘન પદાર્થોના વિશિષ્ટ વર્ગના વિદ્યુત ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરતી વખતે આ શોધો કરવામાં આવી હતી.

ટ્રાન્ઝિસ્ટર એ પ્રથમ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ હતું જે વેક્યૂમ ટ્રાયોડ (એનોડ, કેથોડ અને ગ્રીડનો સમાવેશ થાય છે) જેમ કે એમ્પ્લીફિકેશન અને મોડ્યુલેશનના કાર્યો કરવા સક્ષમ હતું. વેક્યૂમ ટ્યુબ પર ટ્રાન્ઝિસ્ટરના અસંદિગ્ધ ફાયદા હતા, કારણ કે તેને કેથોડમાંથી ફિલામેન્ટ કરંટની જરૂર પડતી ન હતી, તેનું કદ અને વજન નોંધપાત્ર રીતે નાનું હતું અને લાંબી સેવા જીવન હતી. તેથી, ટ્રાંઝિસ્ટરોએ ટૂંક સમયમાં વેક્યૂમ ટ્યુબને બદલી નાખી અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગમાં ક્રાંતિ લાવી. આ ક્રાંતિનો બીજો તબક્કો વ્યક્તિગત ટ્રાન્ઝિસ્ટરથી સંકલિત સર્કિટમાં સંક્રમણને અનુરૂપ હતો. આવા માઇક્રોસર્કિટમાં 1 એમએમ 2 વિસ્તાર સાથે સિલિકોન સિંગલ ક્રિસ્ટલ (ચિપ) ની સપાટી પર હજારો સર્કિટ ઘટકો હોય છે. માઇક્રોસ્કોપિક અને અણુ સ્તરે ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગને સામાન્ય રીતે માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ કહેવામાં આવે છે. સેમિકન્ડક્ટરના ક્ષેત્રમાં તેમના મૂળભૂત સંશોધન અને જર્મેનિયમ અને સિલિકોન જેવા પદાર્થોમાં ટ્રાન્ઝિસ્ટર અસરની શોધ માટે, શોકલી, બાર્ડીન અને બ્રેટેનને 1956 માં નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો. એકીકૃત સર્કિટ; થર્મલ ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જન.

ઘન પદાર્થોના ગુણધર્મોની વિશાળ શ્રેણી, તેમના તકનીકી ઉપયોગની પહોળાઈ, તેમજ નવા નક્કર રાસાયણિક સંયોજનો બનાવવાની વ્યવહારિક રીતે અખૂટ શક્યતાઓએ નક્કર સ્થિતિ ભૌતિકશાસ્ત્રને ભૌતિકશાસ્ત્ર, રસાયણશાસ્ત્ર, ધાતુશાસ્ત્ર, જેવા વિષયોમાં પ્રથમ સ્થાને મૂક્યું છે. વિવિધ વિસ્તારોએન્જિનિયરિંગ પ્રેક્ટિસ, અને જૈવિક અને તબીબી વિજ્ઞાન. ઘન રાજ્ય ભૌતિકશાસ્ત્ર એ ભૌતિકશાસ્ત્રની શાખાઓમાં સૌથી મોટી છે; તે ભૌતિકશાસ્ત્રમાં કામ કરતા તમામ સંશોધકોના લગભગ એક ક્વાર્ટરને રોજગારી આપે છે, અને વૈજ્ઞાનિક પ્રકાશનોનો અનુરૂપ હિસ્સો તેને સમર્પિત છે. ખાસ કરીને મૂલ્યવાન ઘન સ્થિતિ ભૌતિકશાસ્ત્રની આંતરશાખાકીય પ્રકૃતિ અને તેના સિદ્ધાંત, પ્રયોગો અને શુદ્ધ વિજ્ઞાન અને ટેક્નોલોજી બંને પર પ્રેક્ટિકલ એપ્લિકેશન દ્વારા કરવામાં આવેલ ફળદાયી પ્રભાવ છે.

સ્ફટિકોની સમપ્રમાણતા અને વર્ગીકરણ.

ક્રિસ્ટલોગ્રાફી (શબ્દના અમુક અંશે મર્યાદિત અર્થમાં) એ વિજ્ઞાન છે જે સ્ફટિકોના ભૌમિતિક ગુણધર્મો અને સમપ્રમાણતાના ખ્યાલના આધારે તેમના વર્ગીકરણનું વર્ણન કરે છે. ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચરનો અભ્યાસ સોલિડ સ્ટેટ ફિઝિક્સના મૂળમાં છે. 19મી સદીના અંત સુધીમાં મોટાભાગનો ક્રિસ્ટલોગ્રાફિક ડેટા એકઠો કરવામાં આવ્યો હતો.

કુદરતી ખનિજોના નમુનાઓ, જેમ કે બેરીલ, હીરા અથવા રોક સોલ્ટ, સપાટ ચહેરા અને સીધી કિનારીઓ ધરાવે છે જે તેમની લાક્ષણિકતાને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. દેખાવ(ફિગ. 1). આવા પદાર્થોને સામાન્ય રીતે સ્ફટિક કહેવામાં આવે છે, જો કે મધ્ય યુગના અંત પહેલા પણ આ શબ્દ ફક્ત ક્વાર્ટઝ પર જ લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો. પ્રથમ ખનિજશાસ્ત્રીઓ મુખ્યત્વે સ્ફટિકોના આકારમાં રસ ધરાવતા હતા, એટલે કે. તેમની મોર્ફોલોજી. એન. સ્ટેનન, ટસ્કનીના ગ્રાન્ડ ડ્યુકના દરબારમાં ડેનિશ ચિકિત્સક અને ભૂસ્તરશાસ્ત્રના ક્ષેત્રના સંશોધક, 1669માં ચહેરા વચ્ચેના ખૂણાઓની સ્થિરતાના નિયમની શોધ કરી. સ્ટેનનના કાયદા અનુસાર, આપેલ પદાર્થના અનુરૂપ સ્ફટિક ચહેરાઓ વચ્ચેના ખૂણા તેના તમામ સ્ફટિકો માટે સમાન હોય છે. આ કાયદાની માન્યતાની વારંવાર પુષ્ટિ કરવામાં આવી છે, ખાસ કરીને 1772 માં આર. ડી લિસ્લે દ્વારા કરવામાં આવેલા અસંખ્ય માપન પછી. આના ઘણા સમય પહેલા, કેપ્લર, ડેસકાર્ટેસ, હ્યુજેન્સ અને હૂક જેવા વૈજ્ઞાનિકોએ સૂચવ્યું હતું કે સ્ફટિકોના બાહ્ય સ્વરૂપો યોગ્ય (નિયમિત) પ્રતિબિંબિત કરે છે. ) ગોળાકાર અથવા લંબગોળ કણોની આંતરિક વ્યવસ્થા. 1782 માં, આર. આયુઇએ આ વિચારોનું સામાન્યીકરણ કર્યું. તેમનું માનવું હતું કે ત્રિ-પરિમાણીય સ્ફટિક, સમાંતર પાઈપ જેવા આકારના, સમાન "ઈંટો" ધરાવે છે. આ વિચારના આધારે, એચ. વેઈસે 1808 માં ત્રણ વેક્ટર દ્વારા વ્યાખ્યાયિત સ્ફટિકીય અક્ષોની સિસ્ટમ રજૂ કરી. a, b, c, જે આયુઇ "ઇંટ" ની ત્રણ બાજુઓને અનુરૂપ છે, એટલે કે. એકમ કોષ. પોઈન્ટ્સ (નોડ્સ) નો અનંત સમૂહ, જેની સ્થિતિ વેક્ટર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે આર = n 1 a + n 2 b + n 3 c, ક્યાં n 1 , n 2 અને n 3 પૂર્ણાંકો છે, જેને અવકાશી જાળી કહેવાય છે. આવી જાળી એ સ્ફટિક નથી, પરંતુ સંપૂર્ણ ગાણિતિક પદાર્થ છે. જો કે, તેનો ઉપયોગ સ્ફટિક બનાવવા માટે થઈ શકે છે જો તેના દરેક ગાંઠો પર એક અથવા વધુ અણુઓ ધરાવતા પુનરાવર્તિત તત્વ મૂકવામાં આવે (ફિગ. 2). તેનાથી વિપરીત, જો તમે મનસ્વી બિંદુ (નોડ) પસંદ કરો છો તો તમે સ્ફટિકને અનુરૂપ અવકાશી જાળી બનાવી શકો છો. પી 1 અને પછી અન્ય તમામ બિંદુઓ શોધો પી 2 , પી 3,..., એવી મિલકત ધરાવે છે કે આ બિંદુઓનું વાતાવરણ તમામ બાબતોમાં બરાબર એ જ દેખાય છે જેવું તે બિંદુ પરથી દેખાય છે પી 1 ઘણા પોઈન્ટ પી 1 , પી 2 , પી 3,... આ કિસ્સામાં સ્ફટિકની અવકાશી જાળી બનાવે છે.

સમપ્રમાણતાના ખ્યાલના આધારે જાળીઓ અને સ્ફટિકોના વર્ગીકરણ માટે કડક વ્યાખ્યાઓની જરૂર છે. સપ્રમાણતાનું ઑપરેશન એ એક ઑપરેશન છે જે જ્યારે નક્કર શરીર પર કરવામાં આવે છે, ત્યારે આ શરીરને યથાવત છોડી દે છે, અને પછી આ ઑપરેશનના સંદર્ભમાં આ શરીરને અપરિવર્તન કહેવામાં આવે છે. (ઉદાહરણ તરીકે, કોઈ પણ ધરીની ફરતે પરિભ્રમણ, એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ ચળવળ, અરીસામાં પ્રતિબિંબ વગેરેના સંદર્ભમાં ગોળા અપરિવર્તનશીલ હોય છે.) જો ફિગમાં દ્વિ-પરિમાણીય જાળી હોય. 2 વેક્ટર દ્વારા નિર્દિષ્ટ વિસ્થાપનને આધિન a, પછી આપણે ફરીથી મૂળ જાળી મેળવીશું; તે જ સાચું છે, અલબત્ત, વેક્ટર દ્વારા ઉલ્લેખિત વિસ્થાપનના સંદર્ભમાં b. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, ત્રણ વેક્ટર દ્વારા વ્યાખ્યાયિત એકમ કોષ સાથેની જાળી a, b, c, સમાનતા દ્વારા વ્યાખ્યાયિત તમામ અનુવાદ (ટ્રાન્સફર) કામગીરીના સંદર્ભમાં અપરિવર્તનશીલ છે ટી= n 1 a+ n 2 b= n 3 c, ક્યાં n 1 , n 2 , n 3 - પૂર્ણાંકો. આવી તમામ કામગીરીના સમૂહને આપેલ જાળીના અનુવાદ જૂથ કહેવામાં આવે છે.

અવકાશી જાળી માટે અન્ય સપ્રમાણતા ક્રિયાઓ છે, એટલે કે તે જેમાં આપેલ બિંદુ સ્થિર રહે છે (ગતિહીન). આવી કામગીરીને પોઈન્ટ ઓપરેશન્સ કહેવામાં આવે છે અને તેમાં આપેલ બિંદુમાંથી પસાર થતી અક્ષોની આસપાસના પરિભ્રમણ તેમજ આપેલ બિંદુ પરથી પસાર થતા વિમાનોમાં અરીસાના પ્રતિબિંબનો સમાવેશ થાય છે. ફિગમાં બતાવેલ દ્વિ-પરિમાણીય જાળીના કિસ્સામાં. 2, કોઈ કલ્પના કરી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, ડ્રોઇંગના પ્લેન પર લંબરૂપ જાળીના અમુક બિંદુમાંથી પસાર થતી અક્ષ. આ અક્ષની આસપાસ 180° પરિભ્રમણ ગ્રીડને બદલતું નથી. એવું કહેવાનો રિવાજ છે કે આવી અક્ષમાં 2જી ક્રમની સપ્રમાણતા છે. સામાન્ય રીતે, શરીરમાં સમપ્રમાણતાની ધરી હોય છે n-મો ક્રમ, જો શરીરને કોણ દ્વારા ફેરવવામાં આવે છે (360° / n) શરીરને યથાવત છોડી દે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સમઘનનું દરેક અવકાશી કર્ણ તેના માટે 3જી ક્રમની સમપ્રમાણતાની અક્ષ છે, અને તેના ચહેરાની કોઈપણ જોડીને લંબરૂપ ક્યુબની મધ્યમાં દોરેલી અક્ષ એ 4ઠ્ઠા ક્રમની સમપ્રમાણતાની અક્ષ છે. સમપ્રમાણતા કામગીરીનો સંપૂર્ણ સમૂહ, આપેલ બિંદુ નિશ્ચિત હોય અને શરીરને યથાવત છોડી દે તેવી સ્થિતિ હેઠળ શક્ય હોય, તેને આ શરીરનું બિંદુ જૂથ કહેવામાં આવે છે. અવકાશી જાળી અથવા સ્ફટિક માટે, બિંદુ સમપ્રમાણતા એ જરૂરિયાત દ્વારા મર્યાદિત છે કે અનુવાદની સમપ્રમાણતા પણ સંતોષાય છે. આ અનુક્રમે 2-, 3-, 4- અને 6-ક્રમની સમપ્રમાણતા ધરાવતા સંભવિત પરિભ્રમણ અક્ષોની સંખ્યાને ચાર સુધી ઘટાડે છે. આકૃતિ 3 સમજાવે છે કે શા માટે, ઉદાહરણ તરીકે, જાળીમાં 5મી ક્રમની સમપ્રમાણતા અક્ષ હોઈ શકતી નથી: પ્લેન પેન્ટાગોન્સથી ઢંકાઈ શકતું નથી.

સ્પેસ જાળીઓ માટે માત્ર સાત જુદા જુદા બિંદુ જૂથો છે; તેઓ સાત ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમ્સ અથવા સિસ્ટમોને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. દરેક સિસ્ટમને યુનિટ સેલના પ્રકાર દ્વારા દર્શાવી શકાય છે, એટલે કે. ખૂણા a, b, gઅક્ષો વચ્ચે a, b, cઅને આ અક્ષોની લંબાઈનો ગુણોત્તર. અનુરૂપ પ્રકારના એકમ કોષોનું વર્ગીકરણ અને અનુરૂપ ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમ્સના નામ નીચે આપેલ છે; કોષોની ધાર અને ખૂણાઓના હોદ્દાઓ ફિગને અનુરૂપ છે. 4.

સંપૂર્ણ સમપ્રમાણતા જૂથ, અથવા સ્ફટિકનું અવકાશ જૂથ, એ તમામ સપ્રમાણતા ક્રિયાઓનો સમૂહ છે (બિંદુ ઓપરેશન્સ, અનુવાદો, તેમજ તેમના વિવિધ સંયોજનો), જેના સંદર્ભમાં જાળી અનિવાર્ય છે. ત્યાં 14 જુદા જુદા અવકાશ જૂથો છે જે જાળી પાસે હોઈ શકે છે; તેઓ 14 વિવિધ અવકાશી જાળીઓને અનુરૂપ છે (ફિગ. 5). આ જાળીઓનું વર્ણન સૌપ્રથમ 1848માં બ્રાવાઈસ દ્વારા સાવચેત ભૌમિતિક વિશ્લેષણના આધારે કરવામાં આવ્યું હતું અને તેનું નામ હતું. (દરેક બ્રાવાઈસ જાળી સાત ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમ્સમાંથી એકની છે.)

જાળી સપ્રમાણતાના ઔપચારિક સૈદ્ધાંતિક વર્ણનથી વાસ્તવિક સ્ફટિકના વર્ણન તરફ આગળ વધતા, દરેક જાળી સાઇટ પર મૂકવામાં આવેલા અણુઓ અથવા અણુ જૂથોની સપ્રમાણતાને ધ્યાનમાં લેવી પણ જરૂરી છે. તે પછી તે તારણ આપે છે કે સ્ફટિકો માટે કુલ 230 વિવિધ અવકાશ જૂથો છે (હજુ પણ 14 વિવિધ પ્રકારના બ્રાવાઈસ જાળી સાથે). આ જૂથો 1891માં ઇ.એસ. ફેડોરોવ અને એસ. શેનફ્લાય દ્વારા જૂથ સિદ્ધાંતના આધારે પ્રાપ્ત અને વર્ણવવામાં આવ્યા હતા.

સ્ફટિક સપ્રમાણતાના સિદ્ધાંતને ચુંબકીય સ્ફટિકોના સંબંધમાં એક રસપ્રદ વિકાસ મળ્યો. ચુંબકીય રીતે ક્રમબદ્ધ સ્થિતિમાં, સામયિકતા માત્ર અણુઓની સ્થિતિ દ્વારા જ નહીં, પણ તેમની ચુંબકીય ક્ષણોની દિશા દ્વારા પણ નક્કી કરવામાં આવે છે. તેથી, ચુંબકીય અવકાશ જૂથોની સંખ્યા 230 કરતાં ઘણી વધારે હોવી જોઈએ. ચુંબકીય અવકાશ સમપ્રમાણતા જૂથોની કુલ સંખ્યા 1651 છે. સ્ફટિકના મેક્રોસ્કોપિક ગુણધર્મોની સમપ્રમાણતાનું વર્ણન કરવા માટે, સમપ્રમાણતા પરિવર્તનના ચોક્કસ સેટને અલગ પાડવામાં આવે છે, જે આમ- સ્ફટિકનો "ચુંબકીય સ્ફટિક વર્ગ" કહેવાય છે. આવા કુલ 122 વર્ગો છે.

સ્ફટિક માળખું અને વિવર્તન.

સ્ફટિકોમાં અણુઓની ગોઠવણીનો પ્રાયોગિક અભ્યાસ 1895 માં રોન્ટજેન દ્વારા એક્સ-રે રેડિયેશનની શોધ પછી જ શક્ય બન્યો. આ કિરણોત્સર્ગ ખરેખર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનનો એક પ્રકાર છે કે કેમ તે ચકાસવા માટે, લાઉએ 1912માં ફ્રેડરિક અને નિપિંગને ક્રિસ્ટલમાંથી એક્સ-રે બીમ પસાર કરવા અને વિવર્તન પેટર્ન બહાર આવે છે કે કેમ તે જોવાની સલાહ આપી. અનુભવે સકારાત્મક પરિણામ આપ્યું.

એક્સ-રે વિવર્તનની ઘટનાના આધારે, પિતા અને પુત્ર બ્રેગે સ્ફટિકોના એક્સ-રે વિવર્તન વિશ્લેષણ માટે અત્યંત મૂલ્યવાન પ્રાયોગિક પદ્ધતિ બનાવી. તેમનું કાર્ય આધુનિક ઘન રાજ્ય ભૌતિકશાસ્ત્રની શરૂઆત દર્શાવે છે. સંબંધિત અત્યંત અત્યાધુનિક સ્વયંસંચાલિત સાધનો હવે ઘન રાજ્ય ભૌતિકશાસ્ત્ર પ્રયોગશાળાઓમાં સામાન્ય બની ગયા છે. આવા એક્સ-રે મશીનો અને કોમ્પ્યુટરો માટે આભાર, જટિલ સ્ફટિકમાં પણ અણુઓની ગોઠવણી નક્કી કરવી લગભગ નિયમિત બની ગયું છે. 1914માં લાઉને તેમની સિદ્ધિઓ માટે નોબેલ પુરસ્કાર આપવામાં આવ્યો હતો; બ્રેગી પિતા અને પુત્રએ એક વર્ષ પછી સમાન એવોર્ડ શેર કર્યો.

એક્સ-રે વિવર્તન વિશ્લેષણની શક્તિ તેની ઉચ્ચ પસંદગી પર આધારિત છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો મોનોક્રોમેટિક એક્સ-રે બીમ એક જ ક્રિસ્ટલ પર રેન્ડમ દિશામાં બનેલો હોય, તો તે જ દિશામાં ઉભરતા (પરંતુ વિભાજિત નહીં) બીમનું અવલોકન કરી શકાય છે. વિખરાયેલા બીમ સ્ફટિકીય અક્ષોની તુલનામાં ઘટનાના અમુક કડક રીતે વ્યાખ્યાયિત (સ્વચ્છ) ખૂણા પર જ ઉદ્ભવે છે. આ સ્થિતિ સ્ફટિક પરિભ્રમણ પદ્ધતિને અનુસરે છે, જેમાં એક જ સ્ફટિકને ચોક્કસ ધરીની આસપાસ ફરવાની મંજૂરી આપવામાં આવે છે, અને તે દિશાઓ કે જેના માટે વિવર્તન અવલોકન કરવામાં આવે છે તે ચોક્કસ રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે. અન્ય પ્રયોગોમાં પાઉડર સ્ફટિકીય નમૂનાઓ અને મોનોક્રોમેટિક બીમનો ઉપયોગ થઈ શકે છે; - આ પદ્ધતિને ડેબી-શેરર કહેવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, વ્યક્તિગત સ્ફટિકોના અભિગમનું સતત સ્પેક્ટ્રમ છે, પરંતુ પૂરતા પ્રમાણમાં તીવ્ર વિવર્તિત બીમ ચોક્કસ અભિગમ સાથે માત્ર સ્ફટિકો ઉત્પન્ન કરે છે. પાવડર પદ્ધતિને મોટા સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સની વૃદ્ધિની જરૂર નથી, જે લાઉ અને ક્રિસ્ટલ રોટેશન પદ્ધતિઓ પર તેનો ફાયદો છે. Laue પદ્ધતિ સતત સ્પેક્ટ્રમ સાથે સિંગલ ક્રિસ્ટલ અને એક્સ-રે બીમનો ઉપયોગ કરે છે, જેથી સ્ફટિક પોતે વિવર્તન પેટર્નની રચના માટે યોગ્ય તરંગલંબાઇ પસંદ કરે છે (ફિગ. 7).

એક્સ-રે વિવર્તન વિશ્લેષણ સ્ફટિકની રચના વિશે કેવા પ્રકારની માહિતી પ્રદાન કરી શકે છે? એક્સ-રે રેડિયેશન- આ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો છે, જેના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રો ચાર્જ કરેલા કણો, એટલે કે ઘન શરીરના ઇલેક્ટ્રોન અને અણુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ઇલેક્ટ્રોનનો સમૂહ ન્યુક્લિયસના સમૂહ કરતાં ઘણો નાનો હોવાથી, એક્સ-રે માત્ર ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા જ અસરકારક રીતે વિખેરાય છે. આમ, એક્સ-રે વિવર્તન પેટર્ન ઇલેક્ટ્રોનના વિતરણ વિશે માહિતી પ્રદાન કરે છે. કિરણોત્સર્ગ જે દિશામાં વિક્ષેપિત થાય છે તે દિશાઓને જાણીને, સ્ફટિક અથવા સ્ફટિક વર્ગ (ઘન, ટેટ્રાગોનલ, વગેરે) ની સપ્રમાણતાના પ્રકાર તેમજ એકમ કોષની બાજુઓની લંબાઈ નક્કી કરવાનું શક્ય છે. વિવર્તન મેક્સિમાની સંબંધિત તીવ્રતાના આધારે, એકમ કોષમાં અણુઓની સ્થિતિ નક્કી કરી શકાય છે. અનિવાર્યપણે, વિવર્તન પેટર્ન એ ક્રિસ્ટલમાં ઇલેક્ટ્રોનના વિતરણનું ગાણિતિક રીતે રૂપાંતરિત ચિત્ર છે - તેની કહેવાતી ફ્યુરિયર છબી. પરિણામે, તે અણુઓ વચ્ચેના રાસાયણિક બોન્ડની રચના વિશેની માહિતી પણ વહન કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એક્સ-રે વિવર્તન એ કહી શકે છે કે શું ટેબલ મીઠું (NaCl) ખરેખર હકારાત્મક અને નકારાત્મક આયનોનું બનેલું છે, તેમજ જર્મેનિયમ જેવા પદાર્થમાં ઇલેક્ટ્રોન ક્યાં સ્થિત છે. છેલ્લે, મહત્તમ એક વિવર્તનમાં તીવ્રતાનું વિતરણ સ્ફટિકોના કદ, તેમજ જાળીની અપૂર્ણતાઓ (ખામીઓ), યાંત્રિક તાણ અને સ્ફટિક બંધારણની અન્ય વિશેષતાઓ વિશેની માહિતી પૂરી પાડે છે.

એક્સ-રે વિવર્તન એ અણુ સ્તરે ઘન પદાર્થોનો અભ્યાસ કરવાની સૌથી જૂની પદ્ધતિ હોવા છતાં, તે સતત વિકસિત અને સુધારી રહી છે. આવો જ એક સુધારો એક્સ-રે - સિંક્રોટ્રોન રેડિયેશનના શક્તિશાળી સ્ત્રોત તરીકે ઇલેક્ટ્રોન એક્સિલરેટર્સનો ઉપયોગ છે. સિંક્રોટ્રોન એ એક પ્રવેગક છે જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ઇલેક્ટ્રોનને ખૂબ જ ઊંચી ઊર્જામાં વેગ આપવા માટે થાય છે. ઇલેક્ટ્રોન બનાવે છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનઅલ્ટ્રાવાયોલેટથી એક્સ-રે રેડિયેશનની શ્રેણીમાં. નવા વિકસિત સોલિડ-સ્ટેટ પાર્ટિકલ ડિટેક્ટર સાથે મળીને, આ નવા સ્ત્રોતો ઘન પદાર્થો વિશે ઘણી નવી વિગતવાર માહિતી પ્રદાન કરે તેવી અપેક્ષા છે.

ન્યુટ્રોનની શોધ 1932 માં થઈ હતી. ચાર વર્ષ પછી, વિવર્તન પ્રયોગો દ્વારા તેમની તરંગ પ્રકૃતિની પુષ્ટિ થઈ હતી. ઘન પદાર્થોના અભ્યાસના સાધન તરીકે ન્યુટ્રોનનો ઉપયોગ ન્યુક્લિયર રિએક્ટરની રચના પછી શક્ય બન્યો, જેમાં, 1950 ની આસપાસથી, 10 12 ન્યુટ્રોન/સેમી 2 H s ના ક્રમની ન્યુટ્રોન ફ્લક્સ ઘનતા બનાવવામાં આવી. આધુનિક રિએક્ટર એવા પ્રવાહો પૂરા પાડે છે જે હજારો ગણા વધુ તીવ્ર હોય છે.

ન્યુટ્રોન, તટસ્થ કણો હોવાને કારણે, માત્ર ઘન ન્યુક્લી (ઓછામાં ઓછા બિન-ચુંબકીય સામગ્રીમાં) સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. આ મિલકત સંખ્યાબંધ કારણોસર નોંધપાત્ર છે. ન્યુક્લી અણુના કદની સરખામણીમાં અત્યંત નાના હોવાથી, અને ન્યુક્લી અને ઘટના ન્યુટ્રોન વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ટૂંકી-શ્રેણીની હોવાથી, ન્યુટ્રોન બીમમાં ઉચ્ચ ઘૂસણખોરી શક્તિ હોય છે અને તેનો ઉપયોગ કેટલાક સેન્ટીમીટર જાડા સુધીના સ્ફટિકોનો અભ્યાસ કરવા માટે થઈ શકે છે. વધુમાં, ન્યુટ્રોન ભારે અને હળવા બંને તત્વોના ન્યુક્લી દ્વારા સઘન રીતે વિખેરાયેલા છે. તેનાથી વિપરીત, એક્સ-રે રેડિયેશન ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા વેરવિખેર થાય છે, અને તેથી તેના માટે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સાથે અણુઓની સ્કેટરિંગ પાવર વધે છે, એટલે કે. તત્વની અણુ સંખ્યા. પરિણામે, સ્ફટિકમાં પ્રકાશ તત્વોના અણુઓની સ્થિતિ એક્સ-રે વિવર્તન કરતાં ન્યુટ્રોન દ્વારા વધુ ચોક્કસ રીતે નક્કી કરી શકાય છે. આ ખાસ કરીને હાઇડ્રોજન અણુઓના ન્યુક્લી પર લાગુ પડે છે, અથવા, હાઇડ્રોજન આયન, પ્રોટોનને સમકક્ષ. પ્રોટોન ન્યુટ્રોન વિવર્તન દ્વારા શોધી શકાય છે, પરંતુ એક્સ-રે વિવર્તન દ્વારા નહીં કારણ કે તેમાં ઇલેક્ટ્રોન નથી. હાઇડ્રોજન બોન્ડ ધરાવતા પદાર્થોનો અભ્યાસ કરતી વખતે ન્યુટ્રોનની આ મિલકત વિશેષ મહત્વ મેળવે છે. સમાન બોન્ડ માત્ર અકાર્બનિક પદાર્થોમાં જ નહીં, પણ, ખાસ કરીને, માં જૈવિક સામગ્રી(ઉદાહરણ તરીકે, ડીએનએ અણુઓ).

ન્યુટ્રોન બીમ ઘન પદાર્થોના અભ્યાસમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે કારણ કે ન્યુટ્રોન અને અણુ ન્યુક્લીમાં તુલનાત્મક સમૂહ હોય છે. તેથી, નક્કર શરીરના ન્યુટ્રોન બોમ્બાર્ડમેન્ટ દરમિયાન, ન્યુટ્રોન જાળી તરંગોને ઉત્તેજિત કરી શકે છે (અને શોષી શકે છે), એટલે કે. સ્થિતિસ્થાપક તરંગો ક્રિસ્ટલ ન્યુક્લીની સિસ્ટમમાં ફેલાય છે. (ધ્વનિ તરંગ એ એક જાળી તરંગ પણ છે.) આવી સ્થિતિસ્થાપક અથડામણમાં, ન્યુટ્રોન ઊર્જા અને ગતિ ગુમાવે છે (અથવા મેળવે છે). આ જથ્થામાં ફેરફારો માપી શકાય છે; તેઓ ઘન પદાર્થોના ગતિશીલ ગુણધર્મો વિશે ઘણી વિગતવાર માહિતી પ્રદાન કરે છે. આમ, ઘન પદાર્થોમાં અણુઓના સ્પંદનોનો અભ્યાસ કરવા માટે ન્યુટ્રોન સ્કેટરિંગ પ્રયોગો ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. છેલ્લે, ન્યુટ્રોન વિવર્તન ચુંબકીય સામગ્રીના અભ્યાસમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. ન્યુટ્રોન પાસે કોઈ વિદ્યુત ચાર્જ ન હોવા છતાં, તેમની પાસે હોકાયંત્રની સોયની જેમ ચુંબકીય દ્વિધ્રુવીય ક્ષણ હોય છે. તેથી, ન્યુટ્રોન એ અર્થમાં ચુંબકીય અણુને "જોવા" સક્ષમ છે કે તે અણુમાંના તમામ ઇલેક્ટ્રોનની કુલ ચુંબકીય ક્ષણ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ચુંબકીય સ્ફટિક પર નિર્દેશિત ન્યુટ્રોનનો બીમ ન્યુક્લી દ્વારા તેમજ "ચુંબકીય" ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા વેરવિખેર થાય છે. આ બે પ્રકારના સ્કેટરિંગ સ્ફટિકીય અને ચુંબકીય બંધારણ વિશે માહિતી પ્રદાન કરે છે. આવા પ્રયોગોએ ઘન પદાર્થોમાં ચુંબકીય રૂપે ક્રમાંકિત રચનાઓનું અસ્તિત્વ શોધવાનું શક્ય બનાવ્યું - લોહચુંબક (ઉદાહરણ તરીકે, લોખંડમાં) માં ચુંબકીય ક્ષણોના સામાન્ય સમાંતર અભિગમથી માંડીને દુર્લભ પૃથ્વીની ધાતુઓ અને તેમના સંયોજનોમાં જટિલ હેલિકલ સ્ટ્રક્ચર્સ સુધી.

રાસાયણિક બોન્ડ અને ભૌતિક ગુણધર્મો.

મુક્ત અણુમાં સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ન્યુક્લિયસ અને તેમની ભ્રમણકક્ષામાં તેની આસપાસ ફરતા સંખ્યાબંધ નકારાત્મક ચાર્જવાળા ઇલેક્ટ્રોનનો સમાવેશ થાય છે. ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના નિયમો અનુસાર, અણુમાં ઇલેક્ટ્રોન શેલો વચ્ચે વિતરિત કરવામાં આવે છે, જે ફિગમાં યોજનાકીય રીતે દર્શાવેલ છે. સોડિયમ અણુ માટે 8. ન્યુક્લિયસની સૌથી નજીકના બે ઇલેક્ટ્રોન રચાય છે કેશેલ, આગામી આઠ ઇલેક્ટ્રોન - એલ-શેલ, અને એકમાત્ર બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન છે એમ-શેલ. ઇલેક્ટ્રોન ક્લાઉડ ન્યુક્લિયસથી એંગસ્ટ્રોમ (1 Å = 10-10 મીટર) માં માપવામાં આવેલા અંતર સુધી વિસ્તરે છે, અને તે અણુનું અસરકારક કદ પણ નક્કી કરે છે, જે સામાન્ય રીતે કહીએ તો, તીવ્ર સીમા હોતી નથી. આંતરિક શેલના ઇલેક્ટ્રોન મજબૂત રીતે બંધાયેલા છે અને ન્યુક્લિયસના કુલોમ્બ (ઇલેક્ટ્રિક) ક્ષેત્રમાં સારી રીતે સ્થાનીકૃત છે. બાહ્ય શેલના ઇલેક્ટ્રોન વધુ નબળા રીતે બંધાયેલા છે, કારણ કે તેમના પર કામ કરતા ન્યુક્લિયસનું કુલોમ્બ ક્ષેત્ર આંતરિક ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા આંશિક રીતે તપાસવામાં આવે છે (નબળું). જ્યારે મુક્ત અણુઓ ઘન (સ્ફટિક) બનાવવા માટે ભેગા થાય છે, ત્યારે બાહ્ય (સંયોજકતા) ઇલેક્ટ્રોન આંતરિક (કોર ઇલેક્ટ્રોન) કરતાં પડોશી અણુઓના પ્રભાવ માટે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે. સોલિડમાં કોર ઇલેક્ટ્રોનના તરંગ કાર્યો (ઓર્બિટલ્સ) લગભગ મુક્ત અણુના સમાન હોય છે. નક્કર શરીરના અણુઓના સંયોજક ઇલેક્ટ્રોનની ભ્રમણકક્ષાને એવી રીતે ગોઠવવામાં આવે છે કે તેની કુલ ઊર્જા વ્યક્તિગત અણુઓની ઊર્જાના સરવાળા કરતાં ઓછી હોય છે, જે ઘન શરીરની આવશ્યક બંધનકર્તા ઊર્જાને સુનિશ્ચિત કરે છે. આમ, ઘનને મોટી સંખ્યામાં સખત આયનીય કોરો (આંતરિક શેલ ઇલેક્ટ્રોન સાથેના મધ્યવર્તી કેન્દ્ર) અને વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનની સિંગલ સિસ્ટમનો સમાવેશ થાય છે.

આમ, નક્કર શરીર બનાવતા અણુઓ દ્વારા વ્યક્તિત્વની ખોટ માત્ર સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનના સામૂહિકકરણમાં ઘટાડો થાય છે. આયનીય કોરો અને તેમની વચ્ચેની જગ્યાઓમાં વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનનું વિતરણ કેવી રીતે થાય છે તેના આધારે, ચાર મુખ્ય પ્રકારનાં રાસાયણિક બંધનો છે: વેન ડેર વાલ્સ, આયનીય, ધાતુ અને સહસંયોજક. બોન્ડની પ્રકૃતિ ઘનનાં ભૌતિક ગુણધર્મોને મોટા ભાગે નક્કી કરે છે. જો કે નીચે વર્ણવેલ દરેક પ્રકારના બોન્ડ વાસ્તવિક પદાર્થોમાં તેના પોતાના "લાક્ષણિક પ્રતિનિધિઓ" ધરાવે છે, મોટાભાગના ઘન પદાર્થો એક અથવા બીજી મધ્યવર્તી શ્રેણીમાં આવે છે.

વેન ડેર વાલ્સ સ્ફટિકો.

સૌથી સરળ જાણીતા ઘન એ ઉમદા વાયુઓ નિયોન, આર્ગોન, ક્રિપ્ટોન અને ઝેનોનના સ્ફટિકો છે. આ વાયુઓના મુક્ત અણુઓની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનામાં કહેવાતા બંધ શેલોનું રૂપરેખાંકન છે, જે અસાધારણ સ્થિરતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. ઉદાહરણ તરીકે, નિયોનમાં ભરેલું છે પ્રતિ-બે ઇલેક્ટ્રોનનો શેલ અને ભરાયેલો એલ-આઠ ઇલેક્ટ્રોનનો શેલ; આ રૂપરેખાંકન ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના નિયમો દ્વારા માન્ય દરેક શેલમાં ઇલેક્ટ્રોનની મહત્તમ સંખ્યાને અનુરૂપ છે. નિષ્ક્રિય વાયુઓના સ્ફટિકોમાં ઇલેક્ટ્રોનની ગોઠવણીની સ્થિરતા દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે ઉચ્ચ મૂલ્યોબાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનમાંથી એકને દૂર કરવા માટે જરૂરી આયનીકરણ ઊર્જા. આ સ્થિરતાનો અર્થ એ છે કે ઉમદા ગેસ પરમાણુમાં શબ્દના સામાન્ય અર્થમાં વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન નથી. ખરેખર, બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનને પણ કોર ઇલેક્ટ્રોન તરીકે ગણી શકાય, જે ન્યુક્લિયસ સાથે મજબૂત રીતે બંધાયેલા છે. તેથી, ઘન માં અણુઓની ઇલેક્ટ્રોનિક રચના લગભગ મુક્ત અણુઓની સમાન રહે છે. કુલ થી ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જઅણુઓ શૂન્ય છે અને તમામ ઇલેક્ટ્રોન અનુરૂપ ન્યુક્લી સાથે મજબૂત રીતે બંધાયેલા છે, પ્રશ્ન એ ઊભો થાય છે કે આ અણુઓ પ્રથમ સ્થાને ઘન સાથે કેવી રીતે બંધાય છે? હકીકત એ છે કે તટસ્થ અણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રિક દ્વિધ્રુવોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે આકર્ષણના નબળા દળો હોય છે, જે તેમના ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલના સુમેળને કારણે પડોશી અણુઓ દ્વારા પ્રેરિત થાય છે. આ નબળા અને વિવિધ પરિબળો પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ દળોને વેન ડેર વાલ્સ ફોર્સ કહેવામાં આવે છે; તેઓ મોટાભાગના કાર્બનિક સ્ફટિકોમાં અણુઓ અને પરમાણુઓ વચ્ચેનું જોડાણ નક્કી કરે છે. કારણ કે અણુઓ વચ્ચેનું આકર્ષણ નબળું છે, ઉમદા ગેસ સ્ફટિકો ઓછી બંધનકર્તા ઊર્જા (એટલે ​​​​કે, ઘનમાંથી અણુને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા) તેમજ નીચા ગલનબિંદુ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. નીચે ઘન અવસ્થામાં નિષ્ક્રિય વાયુઓ માટે આ જથ્થાના આંકડાકીય મૂલ્યો છે.

મર્યાદિત તાપમાન શ્રેણી કે જેમાં આ ઘન પદાર્થો અસ્તિત્વ ધરાવે છે તે તેમને વ્યવહારિક રસથી વંચિત રાખે છે. જો કે, તેઓ એક મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે મૂળભૂત સંશોધનસ્ફટિક રચનાના સિદ્ધાંત પર, ઘન પરમાણુઓની ગતિશીલતા, ડાઇલેક્ટ્રિક્સમાં ઇન્જેક્ટેડ ઇલેક્ટ્રોનની ગતિશીલતા, વગેરે. ઉમદા ગેસના અણુઓ લગભગ ગોળાકાર આકાર ધરાવતા હોવાથી, તેમની વચ્ચેના વાન ડેર વાલ્સ દળો આઇસોટ્રોપિક (એટલે ​​​​કે, બધી દિશામાં સમાન) છે. તેથી, તે આશ્ચર્યજનક નથી કે ઉમદા ગેસ પરમાણુ ગોળાના સૌથી ગીચ પેકિંગને અનુરૂપ બંધારણમાં સ્ફટિકીકરણ કરે છે, એટલે કે ચહેરા-કેન્દ્રિત ઘન માળખું. પડોશી અણુઓ વચ્ચેનું અંતર અણુઓની વધતી સંખ્યા સાથે વધે છે, એટલે કે. તેમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યામાં વધારો સાથે; ઉપર પ્રસ્તુત તત્વો માટે તે 3.13, 3.76, 4.01 અને 4.35Å છે.

નિષ્ક્રિય વાયુઓના ક્રિસ્ટલ્સ સારા ડાઇલેક્ટ્રિક્સ તરીકે બહાર આવે છે. આ હકીકત દ્વારા સમજાવી શકાય છે કે અણુઓમાંના તમામ ઇલેક્ટ્રોન તેમના મધ્યવર્તી કેન્દ્ર સાથે મજબૂત રીતે બંધાયેલા છે. આવા ઘન પદાર્થોના ભૌતિક ગુણધર્મો મોટાભાગે અણુઓના ગુણધર્મો અને ઇલેક્ટ્રોનિક માળખું દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જેમાંથી તે બનાવવામાં આવે છે.

આયનીય સ્ફટિકો.

એક આદર્શ આયનીય સ્ફટિકમાં સકારાત્મક અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ગોળાકાર આયનો હોય છે. આ વિચાર સૌથી વધુ સુસંગત છે, જો બધા નહીં, તો ઓછામાં ઓછા કેટલાક આલ્કલી હલાઇડ સંયોજનો, એટલે કે. આલ્કલી ધાતુઓમાંથી એક (લિથિયમ, સોડિયમ, પોટેશિયમ, રુબિડિયમ, સીઝિયમ) અને એક હેલોજન (ફ્લોરિન, ક્લોરિન, બ્રોમિન, આયોડિન) દ્વારા બનેલા ક્ષાર. એવા પુરાવા છે કે આ ક્ષારના સ્ફટિકો ખરેખર હકારાત્મક ધાતુના આયનો અને નકારાત્મક ચાર્જવાળા હેલોજન આયનો દ્વારા રચાય છે. તેમાંથી સૌથી સીધો એક્સ-રે વિવર્તન ડેટા છે, જેના આધારે ઇલેક્ટ્રોનિક ચાર્જ વિતરણની ગણતરી કરવામાં આવે છે ( સેમીચોખા NaCl ના કેસ માટે 9).

હકીકત એ છે કે આવા ઘન પદાર્થોમાં અણુને બદલે આયનોનો સમાવેશ થાય છે તે નીચે પ્રમાણે સમજાવી શકાય છે. સૌ પ્રથમ, બધા આલ્કલી ધાતુના અણુઓમાં એક બાહ્ય સંયોજક ઇલેક્ટ્રોન હોય છે, જ્યારે હેલોજન અણુઓના બાહ્ય શેલમાં સાત સંયોજક ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. જ્યારે વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન ક્ષારયુક્ત ધાતુના અણુમાંથી હેલોજન અણુમાં પસાર થાય છે, ત્યારે બે આયનો રચાય છે, જેમાંના દરેકમાં ઉમદા ગેસ અણુઓની સ્થિર ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન લાક્ષણિકતા હોય છે. સકારાત્મક અને નકારાત્મક આયનો વચ્ચેના કુલોમ્બ આકર્ષણને કારણે ઉર્જા મેળવવી એ પણ વધુ મહત્ત્વનું છે. ચાલો ઉદાહરણ તરીકે સોડિયમ ક્લોરાઇડ (NaCl) લઈએ. Na અણુમાંથી બાહ્ય (સંયોજક) ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે, તમારે 5.14 eV (આયનીકરણ ઊર્જા) ખર્ચવાની જરૂર છે. જ્યારે આ ઈલેક્ટ્રોન Cl અણુમાં ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે 3.61 eV (ઈલેક્ટ્રોન એફિનિટી એનર્જી) નો ઉર્જા પ્રાપ્ત થાય છે. આમ, સંયોજક ઇલેક્ટ્રોનના Na થી Cl માં સંક્રમણ માટે જરૂરી ઊર્જા (5.14 - 3.61) eV = 1.53 eV છે. બે ઉભરતા આયનો Na + અને Cl વચ્ચે આકર્ષણની કુલોમ્બ ઊર્જા - તેમની વચ્ચેનું અંતર (સ્ફટિકમાં) 2.18 Å 5.1 eV છે. આ મૂલ્ય કુલ ઇલેક્ટ્રોન સંક્રમણ ઊર્જાની ભરપાઈ કરતાં વધુ છે અને મુક્ત અણુઓની સમાન સિસ્ટમની તુલનામાં આયન સિસ્ટમની કુલ ઊર્જામાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. આ મુખ્ય કારણ છે કે આલ્કલી હેલાઇડ સંયોજનોમાં અણુઓને બદલે આયનોનો સમાવેશ થાય છે.

આયનીય સ્ફટિકોની ઊર્જાની ગણતરી એ ઉપરોક્ત ચર્ચાઓમાંથી લાગે છે તેના કરતાં ખરેખર વધુ જટિલ છે. પરંતુ ઓછામાં ઓછા અલ્કલી હલાઇડ સ્ફટિકો માટે બંધનકર્તા ઊર્જાના સૈદ્ધાંતિક અને પ્રાયોગિક મૂલ્યો વચ્ચે સારો કરાર છે. આયોનિક બોન્ડ તદ્દન મજબૂત છે, જેમ કે, ઉદાહરણ તરીકે, ગરમીગલનબિંદુ, NaCl માટે 1074 K બરાબર.

ઇલેક્ટ્રોનિક સ્ટ્રક્ચરની સ્થિરતાની ઉચ્ચ ડિગ્રીને લીધે, આયનીય સ્ફટિકો ડાઇલેક્ટ્રિક્સની શ્રેણીમાં આવે છે. કારણ કે હકારાત્મક અને નકારાત્મક આયનો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, આયનીય સ્ફટિકો સ્પેક્ટ્રમના ઇન્ફ્રારેડ પ્રદેશમાં મજબૂત ઓપ્ટિકલ શોષણ દર્શાવે છે. (સ્પેક્ટ્રમના આ પ્રદેશમાં ઓસીલેટીંગ બાહ્ય વિદ્યુત ક્ષેત્રની આવર્તન ટ્રાંસવર્સ જાળી તરંગોની કુદરતી આવર્તનની નજીક છે, જેમાં સ્ફટિકના હકારાત્મક અને નકારાત્મક આયનો વિરુદ્ધ દિશામાં આગળ વધે છે.) સ્પેક્ટ્રમના દૃશ્યમાન પ્રદેશમાં, મોટા આયનોને આવા તરંગોના પ્રભાવને પ્રતિસાદ આપવા માટે સમય મળવા માટે ઓસિલેશન ફ્રીક્વન્સીઝ ખૂબ ઊંચી હોય છે તેથી, પ્રકાશ તરંગો ક્રિયાપ્રતિક્રિયા વિના સ્ફટિકમાંથી પસાર થાય છે, એટલે કે. આવા સ્ફટિકો પારદર્શક હોય છે. તેનાથી પણ વધુ આવર્તન પર - સ્પેક્ટ્રમના અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રદેશમાં - ફીલ્ડ ક્વોન્ટામાં વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનને ઉત્તેજિત કરવા માટે પૂરતી ઉર્જા હોઈ શકે છે, જે નકારાત્મક આયનોના વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનનું હકારાત્મક આયનોની અવ્યવસ્થિત અવસ્થામાં સંક્રમણને સુનિશ્ચિત કરે છે. આ મજબૂત ઓપ્ટિકલ શોષણમાં પરિણમે છે.

સહસંયોજક સ્ફટિકો.

સૌથી પ્રખ્યાત સહસંયોજક સ્ફટિકો હીરા, સિલિકોન અને જર્મેનિયમ છે. આવા સ્ફટિકોમાંનો દરેક અણુ નિયમિત ટેટ્રાહેડ્રોનના શિરોબિંદુ પર સ્થિત ચાર પડોશી અણુઓથી ઘેરાયેલો હોય છે. આ દરેક તત્વોના મુક્ત પરમાણુમાં ચાર વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે, અને આ ચાર જોડી ઇલેક્ટ્રોનિક બોન્ડ્સ (આ અણુ અને તેના ચાર નજીકના પડોશીઓ વચ્ચે) બનાવવા માટે પૂરતું છે. આમ, બે ઇલેક્ટ્રોન બે અણુઓ દ્વારા એક બંધન બનાવે છે અને અણુઓને જોડતી રેખા સાથે અવકાશમાં સ્થિત છે. આ લગભગ હાઇડ્રોજન અણુ H2 માં બે હાઇડ્રોજન અણુઓ વચ્ચે સમાન બોન્ડ છે. હીરામાં, આ બોન્ડ્સ ખૂબ જ મજબૂત હોય છે, અને કારણ કે તેઓ એકબીજાની તુલનામાં કડક રીતે વ્યાખ્યાયિત દિશા ધરાવે છે, હીરા અત્યંત સખત સામગ્રી છે. ઇલેક્ટ્રોન અને સ્ફટિક વચ્ચેના સહસંયોજક બંધનની મજબૂતાઈ કહેવાતા ઊર્જા અંતર દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે - ન્યૂનતમ ઊર્જા કે જે ઇલેક્ટ્રોનમાં સ્થાનાંતરિત થવી જોઈએ જેથી તે સ્ફટિકમાં મુક્તપણે ખસેડી શકે અને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ બનાવી શકે. હીરા, સિલિકોન અને જર્મેનિયમ માટે, આ અંતરની પહોળાઈ અનુક્રમે 5.4, 1.17 અને 0.744 eV છે. તેથી, હીરા એક સારો ડાઇલેક્ટ્રિક છે; ઓરડાના તાપમાને તેમાં થર્મલ સ્પંદનોની ઉર્જા વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન છોડવા માટે ખૂબ ઓછી છે. સિલિકોનમાં અને ખાસ કરીને જર્મેનિયમમાં, ઉર્જા અંતરની પ્રમાણમાં નાની પહોળાઈને કારણે, ઓરડાના તાપમાને ચોક્કસ સંખ્યામાં વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનનું થર્મલ ઉત્તેજના શક્ય છે. આમ, તેઓ વર્તમાનનું સંચાલન કરે છે, પરંતુ તેમની વાહકતા ધાતુઓ કરતા ઘણી ઓછી હોવાથી, સિલિકોન અને જર્મેનિયમને સેમિકન્ડક્ટર તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

ધાતુઓ.

ઉપર સૂચવ્યા મુજબ, સહસંયોજક ઘન પદાર્થોમાં વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન પડોશી અણુઓ દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવે છે અને આ અણુઓને જોડતી રેખાઓ સાથે સ્થાનીકૃત કરવામાં આવે છે. ધાતુઓમાં, ઇલેક્ટ્રોનનું એકત્રીકરણ મહત્તમ સુધી પહોંચે છે - બધા વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન બધા આયનીય કોરો દ્વારા એકત્ર કરવામાં આવે છે. એક આદર્શ ધાતુને સમયાંતરે ગોઠવાયેલા આયનીય કોરોના બનેલા તરીકે જોઈ શકાય છે જે આયનીય કોરો વચ્ચે મુક્તપણે ફરતા વહન ઇલેક્ટ્રોનના ગેસમાં ડૂબી જાય છે. ધાતુની સ્થિરતા અને તેની બંધનકર્તા ઊર્જાની તીવ્રતા સકારાત્મક આયનીય કોરો અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોન ગેસ વચ્ચેના આકર્ષણના કુલોમ્બ દળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. મોબાઇલ વહન ઇલેક્ટ્રોન ધાતુઓની ઉચ્ચ વિદ્યુત અને થર્મલ વાહકતા માટે જવાબદાર છે.

ફ્રી ઈલેક્ટ્રોન ધરાવતી ધાતુનું આ મોડલ આલ્કલી ધાતુઓ માટે સૌથી યોગ્ય છે અને ઉમદા ધાતુઓ - તાંબુ, ચાંદી અને સોનું માટે ઓછું યોગ્ય છે. આલ્કલી ધાતુઓમાં, આયનીય કોરો કુલ જથ્થાના માત્ર એક નાના અંશ (લગભગ 15%) પર કબજો કરે છે, જ્યારે ચાંદી અને સોનામાં, અડીને આવેલા આયનીય કોરો લગભગ એકબીજાને સ્પર્શે છે.

ચાર પ્રકારના ઘન પદાર્થો વચ્ચેનો તફાવત ફિગમાં પ્રસ્તુત આકૃતિઓ દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યો છે. 10. બંધ-શેલ રૂપરેખાંકનોમાં ચુસ્તપણે બંધાયેલા ઇલેક્ટ્રોન સાથેના અણુઓ અને આયનીય કોરો ખુલ્લા વર્તુળો તરીકે બતાવવામાં આવે છે. વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનનું અવકાશી વિતરણ માત્ર સહસંયોજક સ્ફટિકો અને ધાતુઓ માટે જ બતાવવામાં આવે છે.

મોટાભાગના ઘન પદાર્થો ચાર "શુદ્ધ" બોન્ડ પ્રકારો વચ્ચે મધ્યવર્તી હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, શુદ્ધ આયનીય અને શુદ્ધ સહસંયોજક સ્ફટિકો વચ્ચે ઘન પદાર્થોનો સાતત્ય છે. તેથી, જ્યારે આવી બિન-વાહક સામગ્રી પર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેઓ બોન્ડની આંશિક રીતે આયનીય અથવા આંશિક રીતે સહસંયોજક પ્રકૃતિની વાત કરે છે. જે. ફિલિપ્સે તેમના ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો અને ઉર્જા અંતરની પહોળાઈના આધારે સંયોજનોના વિવિધ જૂથોમાં હાલની પેટર્નનું વર્ણન કરવા માટે ખાસ કરીને સફળ અર્ધ-પ્રાયોગિક અભિગમનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો.

સામયિક કોષ્ટકના વિવિધ (અથવા સમાન) જૂથોના ઘટકોથી બનેલા સંયોજનો માટે ફિલિપ્સ સ્કીમમાં બોન્ડ આયોનિસિટીની ડિગ્રીની તુલના કરવી રસપ્રદ છે: I અને VII, II અને VI, III અને V, IV-IV, તેમજ જૂથ IV ના તત્વો માટે. કેટલાક જોડાણો માટે આ લાક્ષણિકતાના નીચેના અર્થો છે:

અહીં આપણે લગભગ સંપૂર્ણ આયનીય સંયોજન NaCl થી સંપૂર્ણ સહસંયોજક સિલિકોન સ્ફટિકમાં ક્રમિક સંક્રમણ જોઈએ છીએ.

હાઇડ્રોજન બોન્ડ સાથે સ્ફટિકો.

ઉપર ચર્ચા કરેલ સ્ફટિકોનું વર્ગીકરણ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા બનાવેલ બોન્ડ પર આધારિત છે. અન્ય પ્રકારનું રાસાયણિક બંધન હાઇડ્રોજન આયનો (પ્રોટોન) દ્વારા થાય છે. પ્રોટોન છે ખાસ પ્રકારઆયન: તેમાં બિલકુલ ઇલેક્ટ્રોન નથી અને તેથી તેનું કદ અત્યંત નાનું છે. એક "નગ્ન" પ્રોટોન બે નકારાત્મક આયનોને એકબીજા સાથે જોડવામાં સક્ષમ છે, ખાસ કરીને ફ્લોરિન, ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજનના નકારાત્મક આયન. ઉદાહરણ તરીકે, હાઇડ્રોજન ડિફ્લોરાઇડ આયન HF 2 -, જેનું રેખીય માળખું F - H + F - છે, તેની સ્થિરતા બે નકારાત્મક ફ્લોરિન આયનોને જોડતા પ્રોટોનની હાજરીને આભારી છે. હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ મોલેક્યુલર બાયોલોજી (મુખ્યત્વે આનુવંશિકતા) માં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે કારણ કે તેઓ ડીએનએ પરમાણુઓના ડબલ હેલિકલ સ્ટ્રક્ચરના બે સેરને એકસાથે પકડી રાખવામાં સામેલ છે. આ જોડાણો ફેરોઈલેક્ટ્રીક્સના ભૌતિકશાસ્ત્રમાં પણ નોંધપાત્ર છે (ઉદાહરણ તરીકે, પોટેશિયમ ડાયહાઈડ્રોજન ફોસ્ફેટ KH 2 PO 4) અને મોટાભાગે પાણી અને બરફના અદ્ભુત ભૌતિક ગુણધર્મો માટે જવાબદાર છે.

વધતા ક્રિસ્ટલ્સ

ચોક્કસ સ્ફટિકોના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે, સારા નમૂનાઓ તૈયાર કરવા (વધવા) જરૂરી છે - ઘણીવાર સંપૂર્ણતા અને રાસાયણિક શુદ્ધતાની ઉચ્ચતમ ડિગ્રીના સિંગલ ક્રિસ્ટલના સ્વરૂપમાં. ઘન પદાર્થોના ગુણધર્મો પર વિવિધ ભૌતિક અથવા રાસાયણિક અપૂર્ણતાના પ્રભાવનો અભ્યાસ કરવા માટે, આવી અપૂર્ણતાઓ (ખામીઓ) એક અથવા બીજી રીતે નિયંત્રિત રીતે ઘનમાં દાખલ કરવી જરૂરી છે. આ કિસ્સામાં, પ્રારંભિક સામગ્રી તરીકે ઉચ્ચ રાસાયણિક શુદ્ધતાની સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે. પરંપરાગત રાસાયણિક શુદ્ધિકરણ પદ્ધતિઓ ઉપરાંત, ઘણી ધાતુઓ અને સેમિકન્ડક્ટર્સને ઝોન મેલ્ટિંગ દ્વારા શુદ્ધ કરી શકાય છે.

દ્રાવણમાંથી દ્રાવકને ધીમે ધીમે બાષ્પીભવન કરીને, ઓગળેલાને ઠંડુ કરીને અથવા વરાળને ઘનીકરણ કરીને ક્રિસ્ટલ્સ ઉગાડી શકાય છે. બ્રિજમેન અથવા ઝોક્રાલસ્કી પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને મેલ્ટમાંથી ક્રિસ્ટલ્સ ઉગાડવામાં આવે છે. Czochralski પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરતી વખતે, ઊભી વાયર અથવા સળિયા પર લગાવેલા નાના બીજ ક્રિસ્ટલને પીગળવામાં ડૂબી જાય છે અને પછી તેમાંથી ધીમે ધીમે દૂર કરવામાં આવે છે. તાપમાન અને ચિત્રની ઝડપના યોગ્ય નિયંત્રણ સાથે, બીજ સ્ફટિકમાંથી એક મોટો એક સ્ફટિક ઉગી શકે છે. બ્રિજમેન પદ્ધતિ અનુસાર, મેલ્ટને પોઈન્ટેડ બોટમ સાથે ઊભી રીતે માઉન્ટ થયેલ ક્રુસિબલમાં મૂકવામાં આવે છે. જ્યારે ક્રુસિબલને ભઠ્ઠીના હોટ ઝોનમાંથી ધીમે ધીમે ઠંડામાં ઉતારવામાં આવે છે, ત્યારે તેના તીક્ષ્ણ તળિયે એક ક્રિસ્ટલ-ન્યુક્લિયસ રચાય છે, જે ક્રુસિબલને વધુ નીચે કરવાથી મોટા સિંગલ ક્રિસ્ટલ બની શકે છે.

મોલેક્યુલર એપિટેક્સી (MME) પદ્ધતિ અનુક્રમે યોગ્ય સ્ફટિકીય સબસ્ટ્રેટ પર સેમિકન્ડક્ટર ચિપ્સ સ્તરને સ્તર દ્વારા વધવાનું શક્ય બનાવે છે. દરેક સ્તરમાં (જેની જાડાઈ એક અણુના વ્યાસ કરતાં વધી ન શકે) સબસ્ટ્રેટની સ્ફટિક રચના બરાબર પુનરાવર્તિત થાય છે.

આયનીય સ્ફટિકને તેના ધાતુના ઘટક અથવા અન્ય કોઈ ધાતુના વરાળમાં ગરમ ​​કરીને, તે ધાતુનો વધુ પડતો તેમાં પ્રવેશ કરી શકાય છે. ઘણા કિસ્સાઓમાં, આવા ડોપ્ડ સ્ફટિકો પરમાણુ સ્તર પર જડિત આ ધાતુના ઘટકોને કારણે નવા અને રસપ્રદ ગુણધર્મો દર્શાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે સોડિયમ ક્લોરાઇડને સોડિયમ વરાળમાં ગરમ ​​કરવામાં આવે છે, ત્યારે ક્રિસ્ટલ પારદર્શકથી પીળા-ભૂરા રંગમાં ફેરવાય છે; આ કિસ્સામાં, તેઓ કહે છે કે રંગ કેન્દ્રો સ્ફટિકમાં દેખાયા છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, જ્યારે તેને ધાતુની વરાળમાં ગરમ ​​કરવામાં આવે છે ત્યારે સ્ફટિકમાં દાખલ કરાયેલા ધાતુના અણુઓ મૂળ આયનીય સ્ફટિકમાં જડિત નાના ધાતુના સ્ફટિકોમાં જમા થઈ શકે છે.

ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી.

પરંપરાગત ઓપ્ટિકલ અથવા લાઇટ માઇક્રોસ્કોપમાં, રિઝોલ્યુશનની મર્યાદા પ્રમાણમાં લાંબી તરંગલંબાઇ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. દૃશ્યમાન પ્રકાશ. આનો અર્થ એ છે કે લગભગ 5000 Å કરતાં ઓછી હદની વિશેષતાઓ અવલોકન કરી શકાતી નથી. ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ લગભગ 0.04 Å ની તરંગલંબાઇ સાથે પ્રકાશને બદલે ઇલેક્ટ્રોનના બીમનો ઉપયોગ કરે છે, જે અણુના વ્યાસ કરતાં પણ નોંધપાત્ર રીતે નાનું છે. પ્રથમ વ્યવહારિક રીતે લાગુ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ E. Ruska (બર્લિન, 1933) દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું. ત્યારથી, વૈજ્ઞાનિકોએ એક છબી મેળવવાની માંગ કરી છે વ્યક્તિગત અણુ, અને આખરે ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપી એક વિશ્વસનીય, સારી રીતે ચકાસાયેલ સંશોધન પદ્ધતિ બની ગઈ. તેની મદદથી, બાયોલોજી (બેક્ટેરિયા, વાયરસનું માળખું), તેમજ સ્ફટિકોની રચના પરના ડેટામાંથી ઘણી માહિતી મેળવવાનું શક્ય હતું. ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપીમાં ટેકનિકલ સુધારાઓએ અનેક એંગસ્ટ્રોમના ક્રમ પર રિઝોલ્યુશન પ્રાપ્ત કરવાનું શક્ય બનાવ્યું છે. આ ઘનના એકમ કોષની અંદર ધાતુના અણુઓના વિતરણની સીધી અર્થઘટન કરી શકાય તેવી છબીઓ મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે. કેટલાક રસપ્રદ અભ્યાસ હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા, ઉદાહરણ તરીકે, યુનિવર્સિટી ઓફ સેન્ટ. એરિઝોના. જ્યારે નિઓબિયમ ઓક્સાઇડમાંથી એક (રાસાયણિક સૂત્ર Nb 22 O 54) હાઇડ્રોજન ગેસના વાતાવરણમાં ગરમ ​​થાય છે, રાસાયણિક રચના Nb 12 O 29, જે સ્ત્રોત સામગ્રીમાં બનેલ છે. આ ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપમાં જોઈ શકાય છે. પ્રારંભિક ઓક્સાઇડ Nb 22 O 54 એ 3ґ 3 અને 3ґ 4 બ્લોકની પંક્તિઓના નિયમિત ફેરબદલ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જેમાં ઓક્ટાહેડ્રાનો સમાવેશ થાય છે, જેની મધ્યમાં એક નિયોબિયમ અણુ છે અને શિરોબિંદુઓ પર છ ઓક્સિજન અણુઓ છે. ફિગ માં. આકૃતિ 11 બતાવે છે કે આકૃતિમાં તીરો દ્વારા ચિહ્નિત થયેલ સ્થાનોમાં વૈકલ્પિક ક્રમનું કેવી રીતે ઉલ્લંઘન થાય છે, જ્યાં બે સમાન પંક્તિઓ (બ્લોક 3-4માંથી) એક પછી એક અનુસરે છે. આ દ્વિ-પરિમાણીય ખામી સ્તરો (જેને વેડ્સલી ખામી કહેવાય છે) સમગ્ર સ્ફટિકમાં પેટર્ન પ્લેન પર લંબરૂપ છે. આ ઉદાહરણ બતાવે છે કે ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપી એ સોલિડ સ્ટેટ ફિઝિક્સમાં એક શક્તિશાળી સંશોધન પદ્ધતિ છે.

સપાટીના અણુઓની સીધી ઇમેજિંગ.

ઘન પદાર્થોના જથ્થાબંધ ગુણધર્મોમાં રસ ધરાવતા સંશોધકો માટે, નમૂનાની સપાટી મુખ્યત્વે એક ઉપદ્રવ છે. જો કે, ક્રિસ્ટલ સપાટી ઘણી ભૌતિક અને રાસાયણિક ઘટનાઓમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, આવશ્યક છે, ઉદાહરણ તરીકે, વિવિધ સેમિકન્ડક્ટર અને માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના સંચાલન માટે, તેમજ રાસાયણિક કાટ અને વિજાતીય ઉત્પ્રેરકમાં.

ઘન સપાટીના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરતી વખતે, ક્રિસ્ટલના બાહ્ય અણુ સ્તરમાં અણુઓની ગોઠવણી વિશેની વિશ્વસનીય માહિતી સર્વોચ્ચ મહત્વ છે. આ ક્ષેત્રમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ અતિ-ઉચ્ચ શૂન્યાવકાશ તકનીકો, ઓછી-ઊર્જા ઇલેક્ટ્રોન વિવર્તન અને અણુ અથવા આયન સ્કેટરિંગ પ્રયોગોના ઉપયોગ દ્વારા પ્રાપ્ત કરવામાં આવી છે. નક્કર શરીરની સપાટીઓના અભ્યાસમાં, યુનિવર્સિટી ઓફ સેન્ટ. પેન્સિલવેનિયા. આ ઉપકરણએ તેને શક્ય બનાવ્યું, ઉદાહરણ તરીકે, મેળવવા માટે સીધી છબીવ્યક્તિગત પરમાણુ સ્થિતિ.

મેટલ ચશ્મા.

સોલિડ સ્ટેટ ફિઝિક્સમાં એક રસપ્રદ વિકાસ એ મેટાલિક ચશ્મા તરીકે ઓળખાતી નવી પ્રકારની સામગ્રીની શોધ હતી. ગ્લાસી પદાર્થોના અણુઓની ગોઠવણીમાં (પ્રવાહીની જેમ) અમુક ટૂંકા-અંતરનો ક્રમ જોવા મળે છે, પરંતુ સ્ફટિકની લાંબી-શ્રેણીની લાક્ષણિકતા ગેરહાજર છે. જ્યારે પ્રવાહી સ્થિતિમાંથી ઠંડુ થાય છે ત્યારે ધાતુઓ સામાન્ય રીતે ઝડપથી સ્ફટિકીકરણ કરે છે. હાલમાં, ખૂબ જ ઝડપી ઠંડક (1 s દીઠ 10 5 - 10 6 કેલ્વિન સુધીના દરે) હાથ ધરવાનું શક્ય છે, જે અણુઓની રેન્ડમ ગોઠવણી સાથે કાચની ધાતુ આપે છે. આવા ધાતુના ચશ્મા તેમના અસામાન્ય અને ક્યારેક અનન્ય ભૌતિક ગુણધર્મો માટે રસપ્રદ છે. ખાસ કરીને, તેઓ ખૂબ જ સખત, ટકાઉ અને નરમ હોય છે, એટલે કે. સિલિકેટ ચશ્માથી વિપરીત, તેઓ નાજુક નથી. તેઓ વીજળી સારી રીતે ચલાવે છે; તેમની વાહકતા સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા એલોયની વાહકતા સાથે તુલનાત્મક છે; તેથી, ધાતુના ચશ્મા પ્રતિરોધકો, પ્રતિકાર થર્મોમીટર્સ, નીચા-તાપમાન માટે સારી સામગ્રી છે. હીટિંગ તત્વોઅને તેથી વધુ. મેટાલિક ચશ્માના ચુંબકીય ગુણધર્મો પર ખૂબ ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે. તે બહાર આવ્યું છે કે ફેરોમેગ્નેટિક ચશ્મા ખૂબ નબળા બાહ્ય દ્વારા ચુંબકીય અને ડિમેગ્નેટાઇઝ કરી શકાય છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રો. આ અને તેમની યાંત્રિક શક્તિ માટે આભાર, ચુંબકીય ચશ્મા ટ્રાન્સફોર્મર્સ, ચુંબકીય એમ્પ્લીફાયર અને ધ્વનિ રેકોર્ડિંગ હેડમાં ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે.

આ સંશોધન પદ્ધતિ ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર પર આધારિત છે - પદાર્થ એક્સ-રેને શોષી લે છે અને ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જન કરે છે. એક્સ-રે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો છે ઉચ્ચ આવર્તન. ક્વોન્ટમ થિયરી અનુસાર, તેઓ માત્ર સખત રીતે વ્યાખ્યાયિત ભાગોમાં જ પદાર્થમાં શોષી શકાય છે - કહેવાતા ક્વોન્ટા, અથવા ફોટોન. ફોટોવોલ્ટેઇક પ્રક્રિયામાં, ફોટોનની ઊર્જા સંપૂર્ણપણે ઇલેક્ટ્રોનમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. આ ઉર્જાનો એક ભાગ (કહેવાતા વર્ક ફંક્શન) ઈલેક્ટ્રોનને ઘનમાંથી ફાડવામાં ખર્ચવામાં આવે છે, અને બાકીનો ભાગ ઉત્સર્જિત ઈલેક્ટ્રોનની ગતિ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે. XPS પદ્ધતિ સાથે, ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોનની ગતિ ઊર્જાનું વિતરણ રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે. તેનો ઉપયોગ ઘન માં ઇલેક્ટ્રોનની બંધનકર્તા ઊર્જાના વર્ણપટની ગણતરી કરવા માટે થાય છે - એક મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતાઓસામગ્રી

સાહિત્ય:

હોલ્ડન એ. FTT શું છે. આધુનિક સોલિડ સ્ટેટ ફિઝિક્સના ફંડામેન્ટલ્સ. એમ., 1971
શાસ્કોલસ્કાયા એમ.પી. સ્ફટિકો. એમ., 1978
Geguzin Ya.E. લિવિંગ ક્રિસ્ટલ. એમ., 1981
ચેર્નોવ એ.એ. સ્ફટિકીકરણનું ભૌતિકશાસ્ત્ર. એમ., 1983
કાગનોવ M.I., Lifshits E.M. ક્વાસિપાર્ટિકલ્સ. ક્વોન્ટમ સોલિડ સ્ટેટ ફિઝિક્સના વિચારો અને સિદ્ધાંતો. એમ., 1989

ઘણી વાર ઘન પદાર્થો છે જે તેમના આકાર અને વોલ્યુમને જાળવી રાખે છે. જો કે, ભૌતિક દૃષ્ટિકોણથી, આ લાક્ષણિકતાઓનો ઉપયોગ કરીને પદાર્થની ઘન અને પ્રવાહી સ્થિતિ વચ્ચે તફાવત કરવો મુશ્કેલ બની શકે છે.

પદાર્થોનો એક વિશિષ્ટ વર્ગ કે જે બાહ્ય ચિહ્નોપોલિમર પણ ઘન પદાર્થો સમાન છે.

પોલિમર (ગ્રીક પોલિમરીસમાંથી - ઘણા ભાગોનો સમાવેશ થાય છે, પોલીમાંથી - ઘણા અને મેરોસ - શેર, ભાગ) એ ઉચ્ચ પરમાણુ વજનવાળા સંયોજનો છે, જેમાંના પરમાણુઓ મોટી સંખ્યામાં નિયમિત અને અનિયમિત રીતે પુનરાવર્તિત સમાન અથવા વિવિધ એકમો ધરાવે છે.

કુદરતી પોલિમરમાં કુદરતી રબર, સેલ્યુલોઝ, પ્રોટીન અને કુદરતી રેઝિનનો સમાવેશ થાય છે. સિન્થેટિક પોલિમરના ઉદાહરણો પોલિસ્ટરીન, પોલિઇથિલિન અને પોલિએસ્ટર છે.

સાચે જ ઘન - આ સ્ફટિકો છે, એક લાક્ષણિક લક્ષણોજે છે તેમના દેખાવની ચોકસાઈ.

કોઈ વ્યક્તિ ફક્ત સ્નોવફ્લેક્સના આકારની સંપૂર્ણતા પર આશ્ચર્ય પામી શકે છે અને તેમની સુંદરતાની પ્રશંસા કરી શકે છે.

જો હાયપોસલ્ફાઈટના સંતૃપ્ત દ્રાવણ, જે ફોટોગ્રાફીમાં ઈમેજીસને ઠીક કરવા માટે વપરાતો પદાર્થ છે, તેને ઘણા દિવસો સુધી ખુલ્લા સ્નાનમાં છોડી દેવામાં આવે, તો તેના તળિયે મોટા સ્ફટિકો, એકદમ નિયમિત આકારના પણ બને છે.

ટેબલ મીઠું અને ખાંડના સ્ફટિકો પણ યોગ્ય આકાર ધરાવે છે.

સ્ફટિકોનો કુદરતી આકાર સપાટ ચહેરાઓ અને તેમની વચ્ચેના ખૂણાઓ સાથે પોલિહેડ્રા છે જે દરેક પદાર્થ માટે સ્થિર છે.

વિવિધ પદાર્થોના સ્ફટિકોનો આકાર સરખો નથી હોતો. પરંતુ સમાન પદાર્થના સ્ફટિકો હોઈ શકે છે વિવિધ રંગો. ઉદાહરણ તરીકે, ક્વાર્ટઝ સ્ફટિકો રંગહીન, સોનેરી, ગુલાબી અને નિસ્તેજ લીલાક છે. રંગ પર આધાર રાખીને, તેમને વિવિધ નામો આપવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ક્વાર્ટઝ સ્ફટિકોને રોક ક્રિસ્ટલ, સ્મોકી રોક ક્રિસ્ટલ અથવા એમિથિસ્ટ કહી શકાય. ઝવેરીના દૃષ્ટિકોણથી, સમાન પદાર્થના ઘણા સ્ફટિકો મૂળભૂત રીતે અલગ હોઈ શકે છે. ભૌતિકશાસ્ત્રીના દૃષ્ટિકોણથી, તેમની વચ્ચે બિલકુલ તફાવત હોઈ શકે નહીં, કારણ કે સમાન પદાર્થના બહુ-રંગીન સ્ફટિકોના મોટાભાગના ગુણધર્મો સમાન છે.

સ્ફટિકના ભૌતિક ગુણધર્મો તેના રંગ દ્વારા નહીં, પરંતુ તેની આંતરિક રચના દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આ નિવેદનનું ખૂબ જ સ્પષ્ટ ઉદાહરણ એ હીરા અને ગ્રેફાઇટના ઘણા ગુણધર્મોમાં તફાવત છે, જે સમાન રાસાયણિક રચના ધરાવે છે.

સિંગલ ક્રિસ્ટલ કહેવાય છે સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સ . કેટલાક પદાર્થો, જેમ કે રોક ક્રિસ્ટલ, ખૂબ મોટા સિંગલ સ્ફટિકો બનાવી શકે છે, ક્યારેક ખૂબ જ નિયમિત આકાર સાથે.

ઘણા સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સનું લક્ષણ છે એનિસોટ્રોપી – વિવિધ દિશામાં ભૌતિક ગુણધર્મોમાં તફાવત.

સ્ફટિકોની એનિસોટ્રોપી તેમની સપ્રમાણતા સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે. ક્રિસ્ટલની સપ્રમાણતા જેટલી ઓછી છે, એનિસોટ્રોપી વધુ ઉચ્ચારણ છે.

ચાલો ક્વાર્ટઝ ક્રિસ્ટલમાંથી અલગ-અલગ પ્લેનમાં કાપેલી બે પ્લેટ લઈએ. ચાલો પ્લેટો પર મીણ મૂકીએ અને તેને સખત થવા દો, ત્યારબાદ આપણે ગરમ સોય વડે પરિણામી મીણના ફોલ્લીઓને સ્પર્શ કરીએ. ઓગળેલા મીણના આકારના આધારે, આપણે તારણ કાઢી શકીએ છીએ કે ઊભી પ્લેનમાં ક્રિસ્ટલમાંથી કાપેલી પ્લેટ જુદી જુદી દિશામાં જુદી જુદી થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે.

જો તમે બરફના મોટા ટુકડામાંથી પરસ્પર કાટખૂણેથી બે સરખા બાર કાપો છો, તો તેમને બે આધારો પર મૂકો અને તેમને લોડ કરો, પછી બાર અલગ રીતે વર્તે છે. જેમ જેમ લોડ વધશે તેમ એક બ્લોક ધીમે ધીમે વાળશે. અન્ય ચોક્કસ લોડ મૂલ્ય સુધી તેનો આકાર જાળવી રાખશે અને પછી તૂટી જશે.

એ જ રીતે, આપણે માત્ર થર્મલ વાહકતા અને શક્તિની એનિસોટ્રોપી વિશે જ નહીં, પણ સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સના અન્ય થર્મલ, યાંત્રિક તેમજ ઇલેક્ટ્રિકલ અને ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો વિશે પણ વાત કરી શકીએ છીએ.

મોટા ભાગના ઘન પદાર્થો ધરાવે છે પોલીક્રિસ્ટલાઇન માળખું , એટલે કે, તે ઘણા અવ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવાયેલા સ્ફટિકો ધરાવે છે અને તેમાં ભૌતિક ગુણધર્મોની એનિસોટ્રોપી નથી.

અત્યાર સુધી, અમે આ હિલચાલના કારણોને સ્પષ્ટ કર્યા વિના સમયના આધારે શરીરની હિલચાલને ધ્યાનમાં લીધી છે. ગતિશાસ્ત્રના નિયમો શરીરની હિલચાલ અને આ અથવા તે ચળવળને કારણે અથવા બદલાતા કારણો વચ્ચે જોડાણ સ્થાપિત કરે છે.

ચાલો આપણે ભૌતિક બિંદુની અનુવાદ ગતિને ધ્યાનમાં લઈએ; આ માટે આપણે ગતિશીલ લાક્ષણિકતાઓ રજૂ કરીએ છીએ જેની મદદથી આપણે આવી ગતિનું વર્ણન કરીશું. આ લાક્ષણિકતાઓમાં ખ્યાલનો સમાવેશ થાય છે બળ, સમૂહ, આવેગ. ચાલો સંદર્ભ પ્રણાલીઓમાં શરીરની હિલચાલ સાથે અમારી વિચારણા શરૂ કરીએ, જેને કહેવામાં આવે છે જડતા, અને જેની વ્યાખ્યા પછીથી આપવામાં આવશે.

1. સંદર્ભના જડતા ફ્રેમમાં કોઈપણ શરીરની ગતિ અન્ય સંસ્થાઓ સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા જ થાય છે અથવા બદલાય છે. સંસ્થાઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું વર્ણન કરવા માટે, બળનો ખ્યાલ રજૂ કરવામાં આવ્યો છે, જે આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું માત્રાત્મક માપ આપે છે.

ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ભૌતિક પ્રકૃતિ અલગ હોઈ શકે છે; ગુરુત્વાકર્ષણ, વિદ્યુત, ચુંબકીય અને અન્ય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ છે (કોષ્ટક 1 જુઓ). મિકેનિક્સમાં, દળોની ભૌતિક પ્રકૃતિ બિનમહત્વપૂર્ણ છે; તેમના મૂળનો પ્રશ્ન સ્પષ્ટ નથી. પરંતુ તમામ પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે, તેમનું માત્રાત્મક માપ એ જ રીતે પસંદ કરવું આવશ્યક છે. સમાન ધોરણો અને માપનના એકમોનો ઉપયોગ કરીને વિવિધ પ્રકૃતિના દળોને માપવા આવશ્યક છે. મિકેનિક્સ કાયદા સાર્વત્રિક, એટલે કે તેઓ કોઈપણ પ્રકૃતિના બળના પ્રભાવ હેઠળ શરીરની હિલચાલનું વર્ણન કરે છે.મિકેનિક્સમાં ધ્યાનમાં લેવામાં આવતી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે, બળને નીચે પ્રમાણે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે.

બળ એ વેક્ટર જથ્થો છે એફ, જે એક શરીરની બીજા શરીર પરની યાંત્રિક અસરનું માપ છે.

યાંત્રિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સીધા સંપર્ક કરતી સંસ્થાઓ (ઘર્ષણ બળ, સમર્થન પ્રતિક્રિયા બળ, વગેરે) અને દૂરસ્થ સંસ્થાઓ વચ્ચે બંને થઈ શકે છે.

દ્રવ્યનું એક વિશિષ્ટ સ્વરૂપ જે પદાર્થના કણોને જોડે છે એકીકૃત સિસ્ટમોઅને એક કણની ક્રિયાને મર્યાદિત ગતિએ બીજા કણમાં પ્રસારિત કરવી એ ભૌતિક ક્ષેત્ર અથવા ફક્ત એક ક્ષેત્ર કહેવાય છે.

દૂરના શરીરો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ગુરુત્વાકર્ષણ (ગુરુત્વાકર્ષણ) અથવા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રો દ્વારા કરવામાં આવે છે.

બળની યાંત્રિક ક્રિયા શરીરના પ્રવેગ અથવા તેના વિકૃતિનું કારણ બની શકે છે. બળ એ બે શરીરની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું પરિણામ છે. માટે સાચી વ્યાખ્યાશરીર પર કાર્ય કરતી દળો, તમે સાહિત્યનો ઉપયોગ કરી શકો છો, જે અસંખ્ય ઉદાહરણો પ્રદાન કરે છે.

બળ એફ- વેક્ટર - જો તેનું મોડ્યુલ (મેગ્નિટ્યુડ), અવકાશમાં દિશા અને એપ્લિકેશનનો બિંદુ આપવામાં આવે તો સંપૂર્ણપણે વ્યાખ્યાયિત. સીધી રેખા કે જેની સાથે વેક્ટર નિર્દેશિત છે એફ, કહેવાય છે બળની ક્રિયાની રેખા.

જો આપણે ભૌતિક બિંદુ પર નહીં, પરંતુ નક્કર શરીર પર લાગુ પડેલા બળ વિશે વાત કરીએ અને તેના અનુવાદની ગતિનું કારણ બને છે, તો જ્યારે બળના ક્રિયાના બિંદુને તેની ક્રિયાની રેખા સાથે ખસેડવામાં આવે ત્યારે શરીર પરની અસર બદલાશે નહીં.

અનેક દળોની સામગ્રી બિંદુ C પર એક સાથે ક્રિયા એફ 1 ,એફ 2 .....એફ n એ તેમના ભૌમિતિક (વેક્ટર) સરવાળા સમાન એક બળની ક્રિયાને સમકક્ષ છે અને કહેવાય છે પરિણામીઅથવા પરિણામીબળ (આકૃતિ 7 જુઓ):

એફ res. = એફ 1 +એફ 2 + ..... +એફ n .

આકૃતિ 7 - દળોનો વેક્ટર ઉમેરો.

શરીર અથવા શરીરની સિસ્ટમ પર કાર્ય કરતી દળોને વિભાજિત કરી શકાય છે બાહ્યઅને આંતરિક. સંસ્થાઓ અભ્યાસની રચનામાં સમાવિષ્ટ નથી યાંત્રિક સિસ્ટમ, બાહ્ય અને કહેવાય છે તાકાત, તેમના તરફથી અભિનય, - બાહ્ય. આંતરિક દળો- વિચારણા હેઠળની સિસ્ટમમાં સમાવિષ્ટ બિંદુઓ અથવા સંસ્થાઓમાંથી કોઈ બિંદુ અથવા શરીર પર કાર્ય કરતી દળો.

જેના પર તંત્ર કોઈ બાહ્ય શક્તિઓ કાર્ય કરતી નથી, કહેવાય છે અલગઅથવા બંધ

2. ડાયનેમિક્સમાં મૂળભૂત ખ્યાલ છે સમૂહનો ખ્યાલ m, જેનો ઉલ્લેખ ગતિશાસ્ત્રમાં પણ ન હતો, તે જરૂરી ન હતું. કોઈપણ ભૌતિક પદાર્થ (શરીર, પ્રાથમિક કણો, ક્ષેત્રો) સમૂહ ધરાવે છે. માસ શરીરની બહુપક્ષીય લાક્ષણિકતા તરીકે કાર્ય કરે છે.

તે તેના ગુરુત્વાકર્ષણ ગુણધર્મો નક્કી કરે છે, એટલે કે. દળો કે જેનાથી શરીર અન્ય સંસ્થાઓ તરફ આકર્ષાય છે, ખાસ કરીને પૃથ્વી તરફ.

માસ શરીરના જડતા ગુણધર્મોને લાક્ષણિકતા આપે છે, એટલે કે. શરીરની આરામ અથવા સમાન સ્થિતિ જાળવવાની ક્ષમતા રેક્ટીલીનિયર ગતિ, અથવા ઝડપ બદલો.

શરીર m નો સમૂહ એ આપેલ શરીરમાં પદાર્થની માત્રા નક્કી કરે છે અને શરીરના વોલ્યુમ V દ્વારા પદાર્થ ρ ની ઘનતાના ઉત્પાદનની બરાબર છે:

શરીરનો સમૂહ, તેની ગતિ સાથે, શરીરની ગતિ અને ગતિ ઊર્જા નક્કી કરે છે.

શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સમાં, સમૂહની વિભાવના નીચેના દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે:

• m = const, તે શરીરની ગતિની સ્થિતિ પર આધારિત નથી,
• સમૂહ - તીવ્રતા ઉમેરણ, એટલે કે સિસ્ટમનો સમૂહ સિસ્ટમમાં સમાવિષ્ટ શરીરના સમૂહના અંકગણિત સરવાળા સમાન છે,
• સિસ્ટમની અંદર થતી કોઈપણ પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન બંધ સિસ્ટમનો સમૂહ યથાવત રહે છે ( સમૂહના સંરક્ષણનો કાયદો).

તેથી, સમૂહ માટે આપણે નીચેની વ્યાખ્યા આપી શકીએ.

માસ એ શરીરની જડતાનું માપ અથવા ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું માપ છે.

3. ભૌતિક બિંદુની ગતિતેના દળ અને તેની ગતિના ઉત્પાદનની સમાન વેક્ટર જથ્થો છે પી= મી વિ.

સિસ્ટમનો આવેગ સામગ્રી બિંદુઓ સિસ્ટમના તમામ ભૌતિક બિંદુઓના મોમેન્ટાના ભૌમિતિક (વેક્ટર) સરવાળા સમાન વેક્ટર કહેવાય છે:

પી = પી 1 +પી 2 +.....+ પી n= પી i

સમૂહની વિભાવનાનો ઉપયોગ કરીને, સિસ્ટમનો આવેગસમગ્ર સિસ્ટમના સમૂહના ઉત્પાદન અને તેના દળના કેન્દ્રની ગતિ સમાન પી= મી v c.

પલ્સ પી- વેગની દિશા સાથે દિશામાં એકરુપ વેક્ટર.

પલ્સ- ભૌતિક પ્રણાલીની મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓમાંની એક. દળ અને વેગ બંને અગાઉ નિર્ધારિત કરવામાં આવ્યા છે, પરંતુ માત્ર વેગની જ વિશિષ્ટ મિલકત છે. તેના માટે ઘડવામાં આવેલ સંરક્ષણ કાયદો આવેગ, જે છે સાર્વત્રિકકાયદા દ્વારા. તે માઇક્રોકોઝમમાં પણ હાથ ધરવામાં આવે છે (સ્તરે પ્રાથમિક કણો, અણુઓ અને પરમાણુઓ), બંને મેક્રોવર્લ્ડ (આપણી આસપાસની દુનિયા) અને મેગાવર્લ્ડમાં (ગ્રહોના સ્તરે, બ્રહ્માંડ, ગેલેક્સી). અત્યાર સુધી, એવી કોઈ ઘટના મળી નથી જેમાં વેગના સંરક્ષણના કાયદાનું ઉલ્લંઘન થયું હોય.

ઘન- આ પદાર્થના એકત્રીકરણની સ્થિતિ છે, જે આકાર અને વોલ્યુમની સ્થિરતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. તેમની આંતરિક રચનાના આધારે, ઘન પદાર્થોને વિભાજિત કરવામાં આવે છે સ્ફટિકીયઅને આકારહીન.

સ્ફટિક સંસ્થાઓ

સ્ફટિકો- આ નક્કર શરીર છે, જેનાં કણો કડક ક્રમમાં ગોઠવાયેલા છે, અવકાશી સમયાંતરે પુનરાવર્તિત માળખાં બનાવે છે.

વધુ સ્પષ્ટ રીતે, કણો ચોક્કસ સંતુલન સ્થિતિની આસપાસ ઓસીલેટ થાય છે. જો તમે માનસિક રીતે તેમને સીધી રેખાઓ સાથે જોડો છો, તો તમને સ્ફટિકનું એક પ્રકારનું "હાડપિંજર" મળશે. સ્ફટિકની આ છબી કહેવામાં આવે છે સ્ફટિક જાળી.

મોટેભાગે, સ્ફટિક જાળી આયનો (સકારાત્મક અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા અણુઓ) માંથી બનાવવામાં આવે છે, જે આપેલ પદાર્થના પરમાણુનો ભાગ છે. ઉદાહરણ તરીકે, ટેબલ સોલ્ટની જાળીમાં Na+ અને Cl– આયનો હોય છે (ફિગ. 1). આવા સ્ફટિકો કહેવામાં આવે છે આયનીય.

તે સૈદ્ધાંતિક રીતે સાબિત થયું છે કે કુલ 230 વિવિધ અવકાશી સ્ફટિક રચનાઓ અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. તેમાંના મોટાભાગના (પરંતુ બધા નહીં) પ્રકૃતિમાં જોવા મળે છે અથવા કૃત્રિમ રીતે બનાવવામાં આવે છે. ફિગ માં. આકૃતિ 2 સરળ સ્ફટિક જાળીના ઉદાહરણો બતાવે છે: 1 – સરળ ક્યુબિક જાળી; 2 - ચહેરા-કેન્દ્રિત ઘન જાળી; 3 - શરીર-કેન્દ્રિત ક્યુબિક જાળી; 4 – ષટ્કોણ જાળી.

સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સ અને પોલિક્રિસ્ટલ્સ

જો સમયાંતરે પુનરાવર્તિત માળખું (સ્ફટિક જાળી) શરીરના સમગ્ર જથ્થામાં ફેલાય છે, તો પછી "સિંગલ ક્રિસ્ટલ" રચાય છે - સિંગલ ક્રિસ્ટલ. સિંગલ સ્ફટિકોમાં નિયમિત સપ્રમાણ બહુકોણનો આકાર હોય છે. પરંતુ તેઓ ભાગ્યે જ કેટલાક સેન્ટિમીટરના કદ સુધી પહોંચે છે. સિંગલ ક્રિસ્ટલના ઉદાહરણોમાં સમાવેશ થાય છે રત્ન, આઇસલેન્ડ સ્પાર (ફિગ. 3), પોખરાજ (ફિગ. 4).

પ્રકૃતિમાં, અવ્યવસ્થિત રીતે આંતરવૃદ્ધિ પામેલા એકલ સ્ફટિકો વધુ સામાન્ય છે. આવા ઘન પદાર્થો કહેવાય છે પોલીક્રિસ્ટલ્સ. પોલીક્રિસ્ટલ્સના ઉદાહરણો છે: રોક મીઠું (ફિગ. 5), ક્વાર્ટઝ (ફિગ. 6), ખાંડ, બરફ, લોખંડ, તાંબુ.

એનિસોટ્રોપી

ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચરમાં ઓર્ડર તરફ દોરી જાય છે એનિસોટ્રોપી, એટલે કે પસંદ કરેલી દિશા પર ભૌતિક ગુણધર્મોની અવલંબન. તે જુદી જુદી દિશામાં ક્રિસ્ટલ જાળીમાં કણોની ઘનતામાં તફાવત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. આકૃતિ 7 પરંપરાગત રીતે એક જ ક્રિસ્ટલના પ્લેનમાંથી એકમાં અણુઓની ગોઠવણી દર્શાવે છે. આ સપાટ જાળીના ગાંઠો દ્વારા, અલગ રીતે લક્ષી સમાંતર સીધી રેખાઓ દોરવામાં આવે છે ( 1, 2, 3, 4 ). તે જોઈ શકાય છે કે સીધી રેખાઓની એકમ લંબાઈ દીઠ સમાન સંખ્યામાં અણુઓ નથી. અને ક્રિસ્ટલના ઘણા યાંત્રિક ગુણધર્મો તેને બનાવેલા કણોની ઘનતા પર આધાર રાખે છે.

સૌ પ્રથમ, જુદી જુદી દિશામાં સ્ફટિકોની વિવિધ યાંત્રિક શક્તિ આશ્ચર્યજનક છે. ઉદાહરણ તરીકે, અભ્રકનો ટુકડો સરળતાથી એક દિશામાં પાતળા પ્લેટોમાં વિભાજિત થાય છે, પરંતુ પ્લેટોની લંબ દિશામાં તેને ફાડવું વધુ મુશ્કેલ છે. ગ્રેફાઇટ ક્રિસ્ટલ પણ સરળતાથી એક દિશામાં એક્સ્ફોલિયેટ થાય છે. જ્યારે તમે પેન્સિલથી લખો છો, ત્યારે આ ડિલેમિનેશન સતત થાય છે અને ગ્રેફાઇટના પાતળા સ્તરો કાગળ પર રહે છે. ઘણા સ્ફટિકો જુદી જુદી દિશામાં ગરમી અને વિદ્યુત પ્રવાહનું સંચાલન કરે છે. સ્ફટિકોના ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો પણ દિશા પર આધાર રાખે છે. આમ, હીરાના સ્ફટિક તેના પરના કિરણોની ઘટનાની દિશાને આધારે પ્રકાશને અલગ રીતે રીફ્રેક્ટ કરે છે.

સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સ એનિસોટ્રોપિક છે, જ્યારે પોલીક્રિસ્ટલ્સ આઇસોટ્રોપિક છે.

ગલન તાપમાન

સ્ફટિકીય ઘન પદાર્થોમાં ચોક્કસ ગલનબિંદુ હોય છે t pl, અપરિવર્તનશીલસતત દબાણ પર ગલન પ્રક્રિયા દરમિયાન (ફિગ. 8, વળાંક 1 ).

ગલનબિંદુ અને શરીરના તાપમાનને જાણીને, તમે હંમેશા નક્કી કરી શકો છો કે સ્ફટિકીય શરીર એકત્રીકરણની કઈ સ્થિતિમાં હશે: જો શરીરનું તાપમાન ગલનબિંદુ કરતા વધારે હોય, તો શરીર પ્રવાહી સ્થિતિમાં છે; જો ઓછું હોય, તો તે નક્કર સ્થિતિમાં છે.

પોલીમોર્ફિઝમ

ઘન અવસ્થામાં લગભગ તમામ પદાર્થો ભૌતિક ગુણધર્મોમાં ભિન્ન, બે અથવા વધુ સ્ફટિકીય જાતો (સુધારાઓ) માં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. આ ઘટના કહેવામાં આવે છે પોલીમોર્ફિઝમ. તેથી, કાર્બનની બે જાતો છે - હીરા અને ગ્રેફાઇટ: ગ્રેફાઇટ નરમ છે, હીરા સખત છે, ગ્રેફાઇટ એક વાહક છે, હીરા એક ડાઇલેક્ટ્રિક છે. લોખંડના 4 જાણીતા ફેરફારો, સલ્ફરના 9 ફેરફારો, વગેરે છે. દરેક ફેરફાર તાપમાન અને દબાણની ચોક્કસ શ્રેણીમાં સ્થિર છે.

આ પણ જુઓ

આકારહીન શરીર

અણુઓની ગોઠવણીમાં આકારહીન પદાર્થોનો કડક ક્રમ નથી. માત્ર નજીકના પડોશી અણુઓ અમુક ક્રમમાં સ્થિત છે. પરંતુ સમાન માળખાકીય તત્વની બધી દિશાઓમાં કોઈ કડક દિશાનિર્દેશકતા નથી, જે આકારહીન શરીરમાં સ્ફટિકોની લાક્ષણિકતા છે. આકૃતિ 9 ક્વાર્ટઝ પરમાણુઓની ગોઠવણીનું સપાટ આકૃતિ બતાવે છે - એક સ્ફટિકીય શરીર (a), અને ક્વાર્ટઝ કાચ - એક આકારહીન શરીર (b).

આકારહીન શરીરના ગુણધર્મો

બધા આકારહીન શરીર આઇસોટ્રોપિક, એટલે કે તેમના ભૌતિક ગુણધર્મો બધી દિશામાં સમાન છે. આકારહીન પદાર્થોમાં કાચ, રેઝિન, રોઝિન, સુગર કેન્ડી વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

બાહ્ય પ્રભાવ હેઠળ, આકારહીન શરીર બંને સ્થિતિસ્થાપક ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જેમ કે નક્કર શરીર, અને પ્રવાહીતા, પ્રવાહીની જેમ. આકારહીન શરીરમાં નબળી પ્રવાહીતા હોય છે. તેથી, જો ફનલ મીણના ટુકડાઓથી ભરેલી હોય, તો પછી થોડા સમય પછી (વિવિધ તાપમાન માટે અલગ) મીણના ટુકડાઓ "ઓગળી જશે". મીણ ફનલનો આકાર લેશે અને તેમાંથી "પ્રવાહ" કરવાનું શરૂ કરશે.

નીચા તાપમાને આકારહીન પદાર્થો તેમના ગુણધર્મોમાં ઘન પદાર્થો જેવા હોય છે. તેમની પાસે લગભગ કોઈ પ્રવાહીતા નથી, પરંતુ જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ તેઓ ધીમે ધીમે નરમ થાય છે અને તેમના ગુણધર્મો પ્રવાહીના ગુણધર્મોની નજીક અને નજીક આવતા જાય છે. આવું થાય છે કારણ કે જેમ જેમ તાપમાન વધે છે, અણુઓના એક સ્થાનથી બીજા સ્થાને કૂદકા ધીમે ધીમે વધુ વારંવાર બને છે. આકારહીન શરીર, સ્ફટિકીય રાશિઓથી વિપરીત, ચોક્કસ ગલનબિંદુ ધરાવતા નથી. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે આકારહીન સ્થિતિમાં પદાર્થ ધીમે ધીમે નરમ થાય છે અને પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે (ફિગ. 8, વળાંક 2). ગલનબિંદુને બદલે આપણે વાત કરવી પડશે નરમ પડતી તાપમાન શ્રેણી.

પ્રવાહી સ્ફટિકો

પ્રવાહી સ્ફટિકો- પદાર્થો કે જે એકસાથે પ્રવાહી (પ્રવાહીતા) અને સ્ફટિકો (એનિસોટ્રોપી) બંનેના ગુણધર્મો ધરાવે છે.

બંધારણમાં, તે જેલી જેવા જ પ્રવાહી છે, જેમાં વિસ્તરેલ અણુઓનો સમાવેશ થાય છે, આ પ્રવાહીના સમગ્ર જથ્થામાં ચોક્કસ રીતે ઓર્ડર કરવામાં આવે છે (ફિગ. 10).

પ્રવાહી સ્ફટિકો લગભગ પારદર્શક પદાર્થો છે જે એક સાથે સ્ફટિક અને પ્રવાહીના ગુણધર્મો દર્શાવે છે. જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે તેમની બાહ્ય સ્થિતિ ઘનમાંથી પ્રવાહી સ્ફટિકમાં બદલાઈ શકે છે અને તાપમાનમાં વધુ વધારા સાથે સંપૂર્ણપણે પ્રવાહી સ્વરૂપમાં પરિવર્તિત થઈ શકે છે.

• લિક્વિડ ક્રિસ્ટલની શોધ 1888માં ઑસ્ટ્રિયન વનસ્પતિશાસ્ત્રી એફ. રેનિટ્ઝર દ્વારા કરવામાં આવી હતી. તેણે જોયું કે કોલેસ્ટરિલ બેન્ઝોએટ અને કોલેસ્ટરિલ એસિટેટના સ્ફટિકોમાં બે ગલનબિંદુઓ છે અને તે મુજબ, બે અલગ અલગ પ્રવાહી સ્થિતિઓ છે - વાદળછાયું (145 ° સે થી 179 ° સે સુધી) અને પારદર્શક (179 ° સે ઉપર). જો કે, વૈજ્ઞાનિકોએ ધ્યાન આપ્યું ન હતું ખાસ ધ્યાનઆ પ્રવાહીના અસામાન્ય ગુણધર્મો પર. લાંબા સમય સુધી, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ અને રસાયણશાસ્ત્રીઓ પ્રવાહી સ્ફટિકોને સૈદ્ધાંતિક રીતે ઓળખતા ન હતા, કારણ કે તેમના અસ્તિત્વએ પદાર્થની ત્રણ અવસ્થાઓના સિદ્ધાંતનો નાશ કર્યો: ઘન, પ્રવાહી અને વાયુ.

લિક્વિડ ક્રિસ્ટલનો ઉપયોગ

લિક્વિડ ક્રિસ્ટલના ઉપયોગના મહત્વના ક્ષેત્રોમાંનું એક થર્મોગ્રાફી છે. પ્રવાહી સ્ફટિકીય પદાર્થની રચના પસંદ કરીને, વિવિધ તાપમાન શ્રેણીઓ અને વિવિધ ડિઝાઇન માટે સૂચકો બનાવવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, દર્દીની ત્વચા પર લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ સૂચક છુપાયેલા બળતરા અને ગાંઠનું પણ ઝડપથી નિદાન કરે છે.

લિક્વિડ ક્રિસ્ટલનો ઉપયોગ હાનિકારક રાસાયણિક સંયોજનોના વરાળ અને ગામા અને અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગને શોધવા માટે થાય છે જે માનવ સ્વાસ્થ્ય માટે જોખમી છે. લિક્વિડ ક્રિસ્ટલના આધારે પ્રેશર મીટર અને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ડિટેક્ટર બનાવવામાં આવ્યા છે.

પરંતુ પ્રવાહી સ્ફટિકીય પદાર્થોના ઉપયોગનું સૌથી આશાસ્પદ ક્ષેત્ર માહિતી ટેકનોલોજી છે. હાલમાં, કલર લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ સ્ક્રીનનો ઉપયોગ થાય છે મોબાઈલ ફોન, મોનિટર અને ટેલિવિઝન. તેમની પાસે નાની જાડાઈ, ઓછી વીજ વપરાશ છે, ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશનઅને તેજ.

આ પણ જુઓ

પોલિમર

તેમના અસામાન્ય ગુણધર્મો અનુસાર, તેઓ ઘન પદાર્થોના સમગ્ર જૂથમાંથી અલગ પડે છે: પોલિમર- એવા પદાર્થો કે જેના પરમાણુઓમાં અણુઓ (મોનોમર્સ) ના પુનરાવર્તિત જૂથોની મોટી સંખ્યામાં સમાવેશ થાય છે.

• πολύ- અને μέρος - ગ્રીકમાંથી. "ઘણા" અને "ભાગ".

ઉદાહરણ તરીકે, CH 2 જૂથનું પુનરાવર્તન કરીને પોલિમર પરમાણુ રચાય છે:

સીએચ 2 - સીએચ 2 - સીએચ 2 - સીએચ 2 -

પરમાણુમાં મોનોમર એકમોની સંખ્યા પોલિમરના સંબંધિત પરમાણુ સમૂહને નિર્ધારિત કરે છે, જે એક નિયમ તરીકે, ખૂબ મોટી છે - દસ અને હજારો અણુ સમૂહ એકમો. ઉદાહરણ તરીકે, પોલિઇથિલિનનો સાપેક્ષ સમૂહ 35,000 અમુ, રબર - 400,000 અમુ છે.

પોલિમર્સમાં અસંખ્ય કુદરતી સંયોજનો શામેલ છે: પ્રોટીન, ન્યુક્લિક એસિડ, પોલિસેકરાઇડ્સ, રબર અને અન્ય કાર્બનિક પદાર્થ. મોટી સંખ્યાપોલિમર કૃત્રિમ રીતે મેળવવામાં આવે છે. પોલિમરના નામ મોનોમરના નામ પરથી ઉપસર્ગ પોલી સાથે રચાય છે: પોલિઇથિલિન, પોલીપ્રોપીલિન, પોલિવિનાઇલ એસિટેટ, વગેરે.

માણસ લાંબા સમયથી તેના જીવનમાં કુદરતી પોલિમર સામગ્રીનો ઉપયોગ કરી રહ્યો છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચામડું, ફર, ઊન, રેશમ, કપાસનો ઉપયોગ કપડાં બનાવવા માટે થાય છે. સેલ્યુલોઝમાંથી ફિલ્મ્સ, ફાઇબર, પેઇન્ટ અને વાર્નિશ અને જાડાઈ ઉત્પન્ન થાય છે. સિનેમા અને ફોટોગ્રાફીનો વિકાસ ફક્ત પારદર્શક નાઇટ્રોસેલ્યુલોઝ ફિલ્મના આગમનને કારણે જ શક્ય બન્યો. પોલિએસ્ટર ફાઇબર પર આધારિત કાપડનું ઉત્પાદન જેને લવસન અથવા પોલિઇથિલિન ટેરેફ્થાલેટ કહેવામાં આવે છે તેમાં નિપુણતા પ્રાપ્ત થઈ છે. પોલીપ્રોપીલીન અને નાઈટ્રોન એ કૃત્રિમ તંતુઓ છે જેનો ઉપયોગ થાય છે આધુનિક માણસકપડાં અને ઔદ્યોગિક પ્રવૃત્તિઓ માટે.

ખાસ યાંત્રિક ગુણધર્મો

• સ્થિતિસ્થાપકતા - પ્રમાણમાં નાના ભાર (રબર્સ) હેઠળ ઉચ્ચ ઉલટાવી શકાય તેવા વિકૃતિઓમાંથી પસાર થવાની ક્ષમતા;
• ગ્લાસી અને સ્ફટિકીય પોલિમરની ઓછી નાજુકતા (પ્લાસ્ટિક, કાર્બનિક કાચ).

આ પણ જુઓ

સાહિત્ય

1. અક્સેનોવિચ એલ.એ. ભૌતિકશાસ્ત્ર માં ઉચ્ચ શાળા: સિદ્ધાંત. કાર્યો. પરીક્ષણો: પાઠયપુસ્તક. સામાન્ય શિક્ષણ આપતી સંસ્થાઓ માટે ભથ્થું. પર્યાવરણ, શિક્ષણ / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; એડ. કે.એસ. ફારિનો. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - pp. 184-185,186-187.
2. ઝિલ્કો વી.વી. ભૌતિકશાસ્ત્ર: પાઠયપુસ્તક. 11મા ધોરણ માટે ભથ્થું. સામાન્ય શિક્ષણ શાળા રશિયન માંથી ભાષા તાલીમ / વી.વી. ઝિલ્કો, એ.વી. લવરિનેન્કો, એલ.જી. માર્કોવિચ. - Mn.: Nar. અસ્વેટા, 2002. - પૃષ્ઠ 265-269.

પાઠ હેતુઓ:

1. પ્રાકૃતિક શરીર વિશેના જ્ઞાનનો સારાંશ અને વ્યવસ્થિતીકરણ કરો અને શરીરના ગુણધર્મો વિશે વિદ્યાર્થીઓના જ્ઞાનની રચના કરો.
2. મેમરી અને વિચારનો વિકાસ કરો.

કાર્યો:

1. કુદરતી અને કૃત્રિમ શરીર, શરીરના વિવિધ આકારો વચ્ચે તફાવત કરવાનું શીખવો.
2. ઇલેક્ટ્રોનિક ભીંગડાનો ઉપયોગ કરીને શરીરના સમૂહને માપવાનું શીખો.

સાધન:બોલ, રુબિક્સ ક્યુબ, બોક્સ, ફૂલ, ફોમ ક્યુબ, ફ્લાસ્ક, ઈલેક્ટ્રોનિક સ્કેલ, એલ્યુમિનિયમ પ્લેટ્સ, ભૌમિતિક આકૃતિઓ, ચુંબક.

વર્ગો દરમિયાન

I. સંસ્થાકીય ક્ષણ:

એ) પરસ્પર શુભેચ્છાઓ;

b) ગેરહાજરોને ચિહ્નિત કરવા;

પરિચય.

કેમ છો બધા. અગાઉના પાઠોમાં આપણે પ્રકૃતિ વિશે વાત કરી હતી અને આજે આપણે તેના વિશે વાત કરવાનું ચાલુ રાખીશું.

પ્રશ્ન: યાદ રાખો કે પ્રકૃતિ શું છે?

જવાબ: કુદરત એ આપણી આસપાસના વિશ્વની તમામ વિવિધતા છે, જે કુદરતી રીતે ઉદ્ભવ્યું છે.

માણસમાં હંમેશા એક નોંધપાત્ર ગુણવત્તા હોય છે - જિજ્ઞાસા, શીખવાની અનિવાર્ય ઇચ્છા. વિશ્વ, તેનું અન્વેષણ કરો, તેમાં બનતી ઘટનાના સારને સમજો. અને વિવિધ વૈજ્ઞાનિક પદ્ધતિઓની મદદથી તે સફળ અને સફળ થાય છે.

પ્રશ્ન: તમે પ્રકૃતિનો અભ્યાસ કરવાની કઈ પદ્ધતિઓ જાણો છો?

જવાબ: અવલોકન અને પ્રયોગ.

તમે જાણો છો કે નિરીક્ષણ અને પ્રયોગ એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે. કોઈપણ ઘટના અથવા ઘટનાના અવલોકન દરમિયાન, વ્યક્તિ શરીરમાં થતા તમામ ફેરફારોને કાળજીપૂર્વક રેકોર્ડ કરે છે, પછી ઘટના કેવી રીતે થાય છે, તેના કારણો વિશે એક પૂર્વધારણા વ્યક્ત કરે છે. પૂર્વધારણાની શુદ્ધતા પ્રાયોગિક રીતે ચકાસવામાં આવે છે. પછી તે તારણો કાઢે છે. તે જ સમયે, તે વિશિષ્ટ શબ્દો - શરતોનો ઉપયોગ કરે છે. "શબ્દ" શું છે?

શબ્દ એ એક શબ્દ અથવા શબ્દોનું સંયોજન છે જે ચોક્કસ ખ્યાલને ચોક્કસ રીતે નિયુક્ત કરે છે. (શબ્દની વ્યાખ્યા કાગળના ટુકડા પર લખેલી છે.)(પરિશિષ્ટ 1, સ્લાઇડ નંબર 2).

પ્રશ્ન: આસપાસ જુઓ અને મને કહો કે તમારી આસપાસ શું છે?

જવાબ: આપણી આસપાસ ડેસ્ક, ખુરશીઓ, પુસ્તકો, બાળકો વગેરે છે.

પ્રશ્ન: તે સાચું છે, આપણે વિવિધ પદાર્થોથી ઘેરાયેલા છીએ. વૈજ્ઞાનિકો તમામ પદાર્થોને કયો શબ્દ કહે છે?

જવાબ: શરીરો.

પ્રશ્ન: જ્યારે તમે "શરીર" શબ્દ વાંચો અથવા સાંભળો છો, ત્યારે તમે શું કલ્પના કરો છો?

જવાબ: વ્યક્તિનું શરીર, પ્રાણી.

ઓઝેગોવના શબ્દકોશમાં નીચેનો અર્થ છે: "શરીર એ વ્યક્તિ અથવા પ્રાણીનું સજીવ છે તેના બાહ્ય અને ભૌતિક સ્વરૂપો" પરંતુ આ શબ્દનો બીજો અર્થ છે.

આપણી આસપાસના તમામ પદાર્થોને શરીર કહેવામાં આવે છે.

II. નવી સામગ્રી શીખવી.

કુદરતમાં વિવિધ સંસ્થાઓની વિશાળ સંખ્યા હોય છે. આજે વર્ગમાં આપણે શરીરનો અભ્યાસ કરવાનું ચાલુ રાખીશું.

અમારા પાઠનો હેતુ- શોધો કે સંસ્થાઓ પાસે શું ગુણધર્મો છે? શરીરના ગુણધર્મો શું છે?

જવાબ: શારીરિક ગુણધર્મો એ સંકેતો છે જેના દ્વારા શરીરને એકબીજાથી અલગ પાડવામાં આવે છે.

તમે જાણો છો કે પ્રકૃતિના અસંખ્ય અને વૈવિધ્યસભર શરીરોમાં શરીર છે કુદરતી , જે કુદરત દ્વારા બનાવવામાં આવ્યા છે, અને માણસ દ્વારા બનાવવામાં આવેલા શરીર પણ છે. તેઓ કહેવાય છે કૃત્રિમ .

પ્રશ્ન: ચિત્રો જુઓ અને પ્રથમ જૂથના મૃતદેહોને નામ આપો.

જવાબ: વૃક્ષ, ઘાસ, પથ્થર, સૂર્ય, બટરફ્લાય અને અન્ય.

પ્રશ્ન: બીજા જૂથના મૃતદેહોના નામ આપો.

જવાબ: પેન્સિલ, પુસ્તક, પેન, ટેબલ, બેગ અને અન્ય.

પ્રશ્ન: ચિત્રો જુઓ અને મને કહો કે શરીર કયા બે જૂથોમાં વહેંચાયેલું છે?

જવાબ: શરીરને જીવંત અને નિર્જીવમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન: પ્રકૃતિના જીવંત અને નિર્જીવ શરીરના ઉદાહરણો આપો.

જવાબ: જીવંત: છોડ, પ્રાણીઓ. નિર્જીવ: પથ્થર, ચંદ્ર.

શરીરની પ્રથમ મિલકત જીવંત અને નિર્જીવમાં વિભાજન છે.

પાઠનો વિષય બોર્ડ પર લખાયેલ છે, પછી ચુંબકનો ઉપયોગ કરીને આપણે શરીરના ગુણધર્મો સાથે કાગળના ટુકડા જોડીએ છીએ (સ્લાઇડ નંબર 3).

ડેસ્ક પર:

ચાલો કોયડાઓ ઉકેલીને શરીરના અન્ય ગુણધર્મો શોધવાનો પ્રયાસ કરીએ (સ્લાઇડ નંબર 4).

કોયડા.

1. ચમત્કાર યુડો - વિશાળ
   પીઠ પર ફુવારો વહન કરવામાં આવે છે.
   (વ્હેલ)
2. બ્લેક ટોડલર
   તે તેની ઊંચાઈ પ્રમાણે ભાર ખેંચી શકતો નથી.
   (કીડી)

પ્રશ્ન: તમને લાગે છે કે આ કોયડાઓમાં શરીરની કઈ મિલકત વિશે વાત કરવામાં આવી છે?

જવાબ: કદ, શરીરની લંબાઈ વિશે? શરીરનું કદ શું છે?

કદ - ઑબ્જેક્ટનું કદ, અમુક ઘટનાનું પ્રમાણ (સ્લાઇડ નંબર 5).

શાસક અથવા માપન ટેપનો ઉપયોગ કરીને શરીરનું કદ જોવા મળે છે. તેથી, શરીરની બીજી મિલકત કદ છે.

ડેસ્ક પર:

હવે અન્ય કોયડાઓ સાંભળો (સ્લાઇડ નંબર 6).

1. પેનકેક જીવંત તરે છે -
   તેની પાસે પૂંછડી અને માથું છે.
   (ફ્લોન્ડર)
2. બલૂન, સોનું
   નદી પર રોકાઈ
   પાણી ઉપર ઝૂલ્યા
   અને પછી... તે જંગલની પાછળ ગાયબ થઈ ગયો!
   (સૂર્ય)

પ્રશ્ન: કોયડાઓમાં શરીરની અન્ય કઈ મિલકતનો ઉલ્લેખ છે?

જવાબ: શરીરના આકાર વિશે (સ્લાઇડ નંબર 7).

ફોર્મ (લેટ. ફોર્મા) - બાહ્ય રૂપરેખા, દેખાવ, પદાર્થની રૂપરેખા.

ટેબલ પરની વસ્તુઓ જુઓ. એક બાજુ ભૌમિતિક આકારો છે, બીજી બાજુ - શરીર. તેઓ કયા આકારના છે? (ટેબલ પર સોકર બોલ (બોલ), ગ્રેનાઈટ (કોઈ આકાર નથી), પેન્સિલ (સિલિન્ડર), ચાક બોક્સ (ક્યુબોઈડ), બુક (ક્યુબોઈડ), રુબિક્સ ક્યુબ (ક્યુબ), ત્રિકોણાકાર રૂબિકનો પિરામિડ (ટેટ્રાહેડ્રોન), ફ્લાસ્ક ( શંકુ), અખરોટ (ષટ્કોણ પ્રિઝમ), ફૂલ (કોઈ આકાર નથી)).

મહેરબાની કરીને નોંધ કરો કે કેટલાક શરીર નિયમિત ભૌમિતિક આકાર ધરાવે છે, અન્યમાં અનિયમિત આકાર હોય છે.

મિત્રો, યાદ રાખો કે નિયમિત ભૌમિતિક આકારના કયા શરીર તમે પહેલેથી જોયા છે?

(સ્લાઇડ નં. 7 પર વિવિધ આકારો ધરાવતી વસ્તુઓના ફોટોગ્રાફ્સ અથવા ડ્રોઇંગ્સ છે).

(નિયમિત અને અનિયમિત ભૌમિતિક આકારો સાથેના શરીરના ઉદાહરણો કાગળના ટુકડા પર લખેલા છે.)

ડેસ્ક પર:

હવે ટેબલ પર પડેલી વસ્તુઓને ફરી જુઓ અને મને કહો કે શરીરની બીજી કઈ મિલકતને આપણે નામ નથી આપ્યું? બોલનું વર્ણન કરો. તે કેવો છે?

જવાબ: ગોળાકાર, વાદળી અથવા આછો વાદળી (અથવા અન્ય રંગ).

શરીરની ચોથી મિલકત છે તે એક રંગ છે.

ડેસ્ક પર:

કદ, આકાર અને રંગ ઉપરાંત, શરીરની અન્ય લાક્ષણિકતાઓ પણ છે. ચાલો તેમાંથી એક વિશે વાત કરીએ. ટેબલ પર નજીકથી જુઓ. ટેબલ પર બે સમઘન છે. એક ફીણથી બનેલું છે અને બીજું પ્લાસ્ટિકનું બનેલું છે. તેઓ કદ અને આકારમાં સમાન છે, પરંતુ તેમની વચ્ચે તફાવત છે.

પ્રશ્ન: તમે કેવી રીતે વિચારો છો કે આ સમઘન એકબીજાથી અલગ છે?

જવાબ: તેઓ સમૂહમાં અલગ પડે છે.

તે સાચું છે, દરેક શરીરમાં માસ હોય છે. શું તમે જાણો છો કે દળ કયા એકમોમાં માપવામાં આવે છે? દળનું એકમ કિલોગ્રામ છે. આંતરરાષ્ટ્રીય નમૂના (પ્રમાણભૂત) કિલોગ્રામ ફ્રાન્સમાં સેવરેસ શહેરમાં સંગ્રહિત છે. આ નમૂનાની નકલો અન્ય દેશો માટે ખૂબ જ ચોકસાઈ સાથે બનાવવામાં આવી હતી. સમૂહ (કિલોગ્રામ) નો એકમ લેવામાં આવ્યો હતો પ્લેટિનમ ઇરીડિયમ વજન 39 મીમીના વ્યાસ અને ઊંચાઈવાળા સિલિન્ડરના આકારમાં. તે કાચના બે ગુંબજ હેઠળ સંગ્રહિત છે જેમાંથી હવા બહાર કાઢવામાં આવે છે. આ એલોય હવા સાથે જોડાય નહીં તેની ખાતરી કરવા માટે કરવામાં આવે છે. નહિંતર, વજનનું વજન નોંધપાત્ર રીતે વધી શકે છે.

કોઈપણ શરીરના સમૂહને માપવા માટે, ભીંગડાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે (સ્લાઇડ નંબર 8).

પ્રશ્ન: તમે કયા ભીંગડા જાણો છો?

જવાબ: મિકેનિકલ, ઇલેક્ટ્રોનિક.

સ્ક્રીન પર જુઓ (વિવિધ ભીંગડાના ફોટા).

અમારી પાસે ભીંગડા પણ છે. કેટલાક ઇલેક્ટ્રોનિક છે, અન્ય લિવર છે. તમારા ટેબલ પર ઇલેક્ટ્રોનિક ભીંગડા છે. તેઓ માત્ર 200 ગ્રામ સુધીના શરીરના સમૂહને માપી શકે છે. વાદળી સ્ટેન્ડ (બોક્સ)માં ફીણ અને એલ્યુમિનિયમ પ્લેટ હોય છે. તમારે આ પ્લેટોના સમૂહને માપવાની જરૂર પડશે. આ કરવા માટે, તમારે ભીંગડાને બૉક્સમાંથી બહાર કાઢવાની જરૂર છે, તેને ટેબલ પર મૂકો, પછી લાલ બટન દબાવો અને બે શૂન્ય દેખાય ત્યાં સુધી રાહ જુઓ. પછી એક પછી એક પ્લેટો લો અને તેમના સમૂહને માપો, કાગળના ટુકડા પર પરિણામો રેકોર્ડ કરો. ચાલો એક ધ્યેય ઘડીએ પ્રયોગશાળા કામ: ફીણ અને એલ્યુમિનિયમ પ્લેટ્સનો સમૂહ નક્કી કરો અને કયા શરીરનું વજન વધુ છે તે વિશે નિષ્કર્ષ દોરો. કાર્ય કરો, અને પછી કોષ્ટકમાં મેળવેલ ડેટા દાખલ કરો અને નિષ્કર્ષ દોરો.

આગળના પાઠમાં આપણે લીવર સ્કેલનો ઉપયોગ કરીને શરીરના સમૂહને કેવી રીતે માપવા તે શીખીશું.

તેથી, ચાલો સારાંશ આપીએ. આ પાઠમાં તમે શરીરના કયા ગુણધર્મો વિશે શીખ્યા?

જવાબ: અમે શીખ્યા કે શરીર જીવંત અને નિર્જીવ છે, કુદરતી અને કૃત્રિમ છે, વિવિધ આકાર, રંગ, કદ અને વજન ધરાવે છે.

ડેસ્ક પર:

પ્રશ્ન: મિત્રો, શું તમને લાગે છે કે આપણે શરીરના તમામ ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કર્યો છે?

આજે અમને વધુ એક મિલકત યાદ નથી. તમને શું લાગે છે કે અમે ઉલ્લેખ કર્યો નથી? શરીરની આ મિલકત હંમેશા ડૉક્ટર માટે ખૂબ જ રસ ધરાવે છે. જ્યારે આપણે બીમાર લોકો ડૉક્ટરને મળવા આવે છે, ત્યારે તે હંમેશા બીમાર વ્યક્તિના શરીરના તાપમાનમાં રસ લે છે. શું તમે જાણો છો કે માનવ શરીરનું તાપમાન સામાન્ય ગણાય છે? (36.6 ºC) તાપમાન ડિગ્રી સેલ્સિયસમાં માપવામાં આવે છે (સ્વીડિશ ખગોળશાસ્ત્રી અને ભૌતિકશાસ્ત્રી એન્ડર્સ સેલ્સિયસ પછી).

સેલ્સિયસ, તાપમાનનો સ્કેલ જેમાં 1 ડિગ્રી (1 °C) પાણીના ઉત્કલન બિંદુ અને વાતાવરણીય દબાણ પર બરફના ગલનબિંદુ વચ્ચેના તફાવતના 1/100 બરાબર છે, બરફનો ગલનબિંદુ 0 °C માનવામાં આવે છે, પાણીનો ઉત્કલન બિંદુ 100 ° સે લેવામાં આવે છે. એ. સેલ્સિયસ દ્વારા 1742માં પ્રસ્તાવિત.

કેવી રીતે માનવ શરીરઅન્ય શરીરમાં પણ તાપમાન હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, બરફના ટુકડાનું તાપમાન શું હોઈ શકે? શૂન્ય ડિગ્રી અથવા ઓછા. વ્યક્તિના શરીરનું તાપમાન માપવા માટે, પારો અથવા ઇલેક્ટ્રોનિક થર્મોમીટરનો ઉપયોગ થાય છે (સ્લાઇડ નંબર 9).

ડેસ્ક પર:

બોર્ડ પર લખેલા તમામ ગુણધર્મો વૈજ્ઞાનિક ખ્યાલ તરીકે શરીરના અભિન્ન લક્ષણો છે. હવે અમે તમારી સાથે આપી શકીએ છીએ સંપૂર્ણ વ્યાખ્યાશરીર (સ્લાઇડ નંબર 10).

શરીર - પ્રકૃતિનો પદાર્થ અથવા માનવસર્જિત વિશ્વ કે જેનો ચોક્કસ આકાર, રંગ, સમૂહ, કદ, તાપમાન હોય છે.

વિજ્ઞાનમાં, "ભૌતિક શરીર" નો ખ્યાલ વધુ વખત ઉપયોગમાં લેવાય છે.

III. સામગ્રી ફિક્સિંગ

1. ડિડેક્ટિક રમત"ધ્યાન - ભૌતિક શરીર!".

શિક્ષક શરીર અને ઘટનાને દર્શાવતા વિવિધ શબ્દો ઉચ્ચાર કરે છે. શરીરનું નામ સાંભળીને છોકરાઓએ તાળી પાડવાની જરૂર છે.

શબ્દો: સૂર્યાસ્ત, મેઘધનુષ્ય, વરસાદ, વૃક્ષવિસ્ફોટ, પુસ્તક, રીંછ, શાસક,સૂર્યોદય, ઘડિયાળ, કપડા,ગર્જના દડો,વીજળી, સૂર્ય,ધરતીકંપ, દેડકા

2. સાહિત્યિક લખાણ "વેસિલી ધ બ્યુટીફુલ" સાથે કામ કરવું .

બાળકોનું કાર્ય વસિલી બિલાડીના ચિહ્નોને ઓળખવાનું છે ભૌતિક શરીર(કાગળના ટુકડા પર લખાયેલ ટેક્સ્ટ).

બિલાડી વસિલી (તેના સંબંધીઓ અને મિત્રો માટે ફક્ત વાસ્યાન્યા) ખૂબ જ સારી રીતે પોષાયેલી હતી અને Cheops ના પિરામિડ જેવો આકાર, જો બેઠા હોય, અને મધ પીપળો,જો ઊભા હોય. તેના નાકની ટોચથી તેની પૂંછડીની ટોચ સુધી હતી 92 સે.મી. તેની પટ્ટાવાળી પીઠ સહેલાઈથી ફેરવાઈ ગઈ નારંગી-પીળો પેટ.

વેસિલી પ્રેમાળ, દર્દી, પ્રેમાળ, સ્વચ્છ અને મૂડને કેવી રીતે ઉત્થાન અને માલિકની સુખાકારીમાં સુધારો કરવો તે જાણતી હતી. તે એ હકીકત માટે પણ પ્રખ્યાત હતો કે તેણે માત્ર એક જ વાર ઉંદર પકડ્યો હતો. પરંતુ જ્યારે વજન તેને પસાર થયું 7 કિલો માટે,તેની શિકારની વૃત્તિ કાયમ માટે સૂઈ ગઈ, અને તેના માટે તેના માલિકના હાથમાં નિદ્રા લેવા કરતાં વધુ સારી કોઈ પ્રવૃત્તિ ન હતી. આવી હૂંફ તમારા હાથમાં સૂતી બિલાડીમાંથી નીકળે છે અને આવી કોમળતા જન્મે છે. તે કારણ કે સામાન્ય બિલાડી તાપમાન +38-39.5 °C.

IV. પાઠ માટે ગ્રેડિંગ.

V. હોમવર્ક સોંપણી.§ 11 (આલ્બમ શીટ પર વિવિધ આકારો અને કદના શરીર દોરો અથવા શરીર વિશે કોયડાઓ સાથે આવો, કાગળના ટુકડાઓનો ઉપયોગ કરીને વર્કબુક ભરો.)