§ 78. Кристаллические и аморфные тела — с. 261
§ 78. Вопрос 1. Все ли кристаллические тела анизотропны?
Анизотропны все монокристаллы: их физические свойства (прочность, теплопроводность, электропроводность, оптические свойства) зависят от направления. Но большинство кристаллических тел, с которыми мы сталкиваемся (металлы, сахар, гранит), — поликристаллы, состоящие из огромного числа беспорядочно ориентированных мелких кристалликов. В объёме, намного превышающем размер кристалликов, свойства усредняются, и поликристаллическое тело ведёт себя как изотропное. Значит, анизотропен каждый кристаллик, но не всякое кристаллическое тело в целом.
§ 78. Вопрос 2. Древесина анизотропна. Является ли она кристаллическим телом?
Нет, не является. Анизотропия древесины связана не с упорядоченным (кристаллическим) расположением атомов, а с волокнистым строением: вдоль волокон прочность и теплопроводность иные, чем поперёк. В древесине нет дальнего порядка в расположении частиц, нет плоских граней и определённой температуры плавления, поэтому кристаллом её считать нельзя. Анизотропия — необходимое следствие кристаллического строения, но не его достаточный признак.
§ 78. Вопрос 3. Приведите примеры монокристаллических и поликристаллических тел, не упомянутых в тексте.
Монокристаллы: алмаз, рубин, сапфир, горный хрусталь (кварц), монокристалл кремния и германия для электроники, кристалл поваренной соли или кварца, выращенный в лаборатории. Поликристаллы: гранит, мрамор, известняк, лёд на реке, медная проволока, стальная деталь, керамика, кусок сахара-рафинада.
§ 78. Вопрос 4. Чем отличаются аморфные тела от кристаллических?
В кристаллах атомы расположены в строгом порядке, который повторяется на больших расстояниях (дальний порядок), в аморфных телах упорядочены только ближайшие соседи (ближний порядок). Кристаллы анизотропны (монокристаллы), аморфные тела изотропны. У кристаллов есть определённая температура плавления, а аморфные тела при нагревании размягчаются постепенно и такой температуры не имеют. Аморфные тела обладают текучестью (очень медленной), а кристаллы текучестью не обладают. Аморфное тело похоже на очень вязкую жидкость.
§ 78. Вопрос 5. Приведите примеры аморфных тел.
Стекло, смола, канифоль, сахарный леденец, а также янтарь, пластмассы и полимеры, воск, битум, парафин, эбонит, плавленый кварц (кремнезём), застывший мёд, сургуч.
§ 78. Вопрос 6. Возникла бы профессия стеклодува, если бы стекло было кристаллическим телом, а не аморфным?
Нет, не возникла бы. Стекло аморфно, поэтому при нагревании оно размягчается постепенно, становится всё более вязким и пластичным, и его можно долго обрабатывать — выдувать, вытягивать, придавать нужную форму. Кристаллическое тело при нагревании остаётся твёрдым вплоть до определённой температуры плавления, а затем сразу превращается в жидкость, которую выдуть невозможно. Не было бы промежуточного вязко-пластичного состояния, необходимого для работы стеклодува.