Շաբաթ , Նոյեմբեր 18 2017
Գլխավոր / ԳԻՏԱԿԱՆ ՀՈԴՎԱԾՆԵՐ / ՔՎԱԶԻԲՅՈՒՐԵՂԱՅԻՆ ՆՅՈՒԹԵՐ

ՔՎԱԶԻԲՅՈՒՐԵՂԱՅԻՆ ՆՅՈՒԹԵՐ

Բնության մեջ գտնվող նյութերը հանդիպում են երեք ագրեգատային վիճակներում. գազային, հեղուկ և պինդ: Պինդ վիճակում գտնվող նյութերը բաժանվում են երկու խմբի`բյուրեղական և ոչ բյուրեղական (ամորֆ): Պինդ նյութի բյուրեղական վիճակին հատուկ է հեռավոր կարգը, որին համապատասխանում կառուցվածքային մասնիկների այնպիսի փոխադարձ դասավորվածություն, որը կրկնվում է անսահման մեծ հեռավորությունների վրա: Կարգավորված կառուցվածքի պատճառով բյուրեղական նյութերը սովորաբար ունենում են որոշակի նիստավորված տեսք: Ամորֆ նյութերին հատուկ է մասնիկների փոխադարձ դասավորվածության մոտակա կարգը: Բյուրեղներն իրենցից ներկայացնում են բազմանիստեր, որոնք օժտված են որոշակի սիմետրիայով:
1982 թվականին ուսումնասիրելով ալյումինի`մանգանի հետ համաձուլվածքը, որի նմուշը ենթարկելով հատուկ մեթոդով արագ սառեցնելիս, ցրում էր էլեկտրոնների փունջը այնպես, որ ֆոտոթիթեղի վրա առաջանում էր վառ արտահայտված 5-րդ կարգի սիմետրիայով օժտված դիֆրակցիոն պատկերը (Նկ. 1, իկոսաէդրի սիմետրիա): Դիֆրակցիոն պատկերի վրա մաքսիմումների առաջացումը վկայում է ատոմական ցանցի հեռավոր կարգի մասին, որը բնութագրական է բյուրեղներին, դա նշանակում, որ նմուշի տարբեր տեղամասերում ատոմները միևնույն ձևով են անդրադարձնում էլեկտրոնների փունջը:

Նկ.1 Քվազիբյուրեղների համար ստացված դիֆրակցիոն պատկերը

Սակայն դիտարկվող պատկերի սիմետրիան հակասում էր դասական բյուրեղագիտության հիմնարար պատկերացումներին: Այդպիսի սիմետրիան ֆիզիկորեն անհնար է ցանկացած բյուրեղային նյութերի համար:

Հետագա ուսումնասիրությունները ցույց տվեցին, որ նոր նյութում իրացվում են նոր տիպի կարգեր, ոչ բյուրեղային, ոչ ամորֆ: Ամորֆ նյութերի համար բնորոշ է մոտակա ատոմական կարգի առկայությունը` բյուրեղական կարգ մի քանի միջատոմային հեռավորությունների սահմաններում: Դրա համար տվյալ նյութը կոչվեց քվազիբյուրեղային: Որոշ ժամանակ անց հայտնաբերվեցին ուրիշ մետաղական համաձուլվածքներ` հեռավոր կարգերով, բայց բյուրեղների համար արգելված 7 ,8, 12-րդ և այլ կարգերի սիմետրիայի առանցքներով: Սրանով պայմանավորված ընդարձակվեց “քվազիբյուրեղներ” հասկացությունը: Ներկայումս քվազիբյուրեղների անվան տակ հասկանում են հեռավոր կարգերով պինդ մետաղական համաձուլվածքները (նկ.2), որոնց դիֆրակցիոն պատկերի գագաթները տեղաբաշխված են ոչ բյուրեղագիտական սիմետրիաներով:

Նկ.2 Հատուկ պայմաններում ստացված քվազիբյուրեղ

Քվազիբյուրեղների կառուցվածքը հիմնված է ուրիշ երկրաչափական մարմնի` իկոսաէդրի վրա: Իկոսաէդրը 12 գագաթ, 30 կող և 20 նիստ ունեցող բազմանիստ է և յուրաքանչյուր նիստ իրենից ներկայացնում է հավասարակողմ եռանկյունի (նկ.3):

Նկ.3 Իկոսաէդրի երկրաչափական կառուցվածքը

Իկոսաէդրը ունի 5-րդ կարգի սիմետրիայի առանցք`նրա յուրաքանչյուր գագաթում միանում են 5 կողեր: Իկոսաէդրի երկրաչափությունը կարևոր տեղ է գրավում մաթեմատիկական անալիզի բազմաթիվ բնագավառներում, որոնցից են 5-րդ աստիճանի հավասարումների լուծման խնդիրը, խմբերի տեսությունը, քաոսի տեսությունը:

Քվազիբյուրեղների ֆիզիկական հատկությունները

Քվազիբյուրեղները որպես կանոն մետաղական համաձուլվածքներ են: Սակայն քվազիբյուրեղների ֆիզիկական հատկությունները տարբերվում են մյուս մետաղական համակարգերի հատկություններից: Մետաղների էլեկտրադիմադրությունը մեծանում է ջերմաստիճանի, խառնուրդների կոնցենտրացիայի, կառուցվածքային դեֆեկտների մեծացումից: Քվազիբյուրեղները մեկուսիչներ և կիսահաղորդիչներ չեն, բայց ի տարբերություն մետաղների դրանց էլեկտրադիմադրությունը ցածր ջերմաստիճաններում անոմալորեն մեծ է, նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացումից և աճում կառուցվածքային կարգի մեծացումով: Մյուս առանձնահատկությունը դա տեսակարար ջերմունակության` ջերմասիճանից գծային կախվածությունն է: Մետաղների հետ համեմատած այն նվազեցված է: Բայց մատնանշում է ազատ լիցքերի կրողների առկայությունը: Դիէլեկտրիկների մոտ ջերմունակության մեջ նման ներդրում չկա: Պրակտիկորեն բոլոր քվազիբյուրեղային համաձուլվածքները դիամագնետիկ են: Բացառություն են կազմում մարգանի հիման վրա ստացված համաձուլվածքները, որոնք հանդիսանում են պարամագնետիկներ: Պինդ մարմնի տեսությունը պարզաբանում է նորմալ մետաղների և դրանց համաձուլվածքների էլեկտրոնային հատկությունները: Սակայն տեսությունը դեռ ի վիճակի չէ պարզաբանելու, թե ինչու քվազիպարբերականությունը հանդիսանում է հատկությունների սպեցիֆիկ դրսևորման աղբյուր: Այս հարցի պատասխանի համար անհրաժեշտ է մեծ փորձարարական, տեսական ինֆորմացիա քվազիբյուրեղների կառուցվածքի վերաբերյալ: Հետաքրքիր են դրանց պլաստիկ և առաձգական հատկությունները: Քվազիբյուրեղները առաձգական հատկություններով առավել մոտ են ամորֆ մետաղներին: Ներկայումս հայտնաբերվել են 200-ից ավելի քվազիբյուրեղային համաձուլվածքներ, որոնց հատկությունները ակտիվորեն ուսումնասիրվում են: Այդ նյութերը դեռ չեն գտել պրակտիկ կիրառություն, բայց դրանց ուսումնասիրումը ընդարձակում է մեր պատկերացումները նյութի կառույցի վերաբերյալ: Դրանց հատկությունների պարզաբանումը դեռևս մնում է հանելուկ, որը մեզ առաջադրել է բնությունը:

Հեղինակ՝

Դիտեք նաև

Քիմիան օգնության է շտապում տնային տնտեսուհիներին: Ազատվում ենք յոդի հետքերից

Ինչպե՞ս հագուստը մաքրել յոդի հետքերից Յոդի հետքերը հագուստից կարելի է հեռացնել անուշադրի սպիրտով: Այլ մեթոդ. ...

Մեկ մեկնաբանություն

  1. Շատ հետաքրքիր և օգտակար հաղորդում է: Ներկայումս արդեն ակնհայտ է, որ գիտության մեջ կտրուկ առաջընթաց հիմնականում հնարավոր է դասական տարբերակմամբ գիտական տարբեր ոլորտների շփման սահմաններում` կենսաֆիզիկայում, ֆիզիկական կենսաքիմիայում, բիոնիկայում, կենսատեխնոլոգիայում և այլն: Կարծես թե նույն պատկերն է նաև էապես նոր հատկություններով նյութերի պարագայում: Պարզվում է, որ այն նյութերը, որոնց դասական պատկերացումներով հնարավոր չէ միանշանակ վերագրել նյութերի այս կամ այն տիպին, ցուցաբերում են այնպիսի հատկություններ, որոնց գոյության մասին ոչ վաղ անցյալում հնարավոր էլ չէր ենթադրել: Այդպիսի նյութեր են, օրինակ , նանոդիսպերս նյութերը, հեղուկ բյուրեղները, քվազիբյուրեղային նյութերը և այլն:
    Կարծում եմ Անին չի նեղանա, եթե դիտողության կարգով նշեմ, որ հաղորդումը շատ կշահեր, եթե այն նախապես ենթարկվեր համապատասխան խմբագրման:

Պատասխանել

Ձեր էլ. փոստի հասցեն չի հրապարակվելու: Պարտադիր դաշտերը նշված են *-ով

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.