Принцип Кюри и Принцип Неймана в кристаллофизике.

Принцип Неймана: Группа симметрии каждого физического свойства кристалла включает в себя элементы макроскопической симметрии кристалла.

Принцип Кюри: ( диссиметрии суперпозиции)

При воздействий нескольких нескольких явлений разной природы со своей симметрией сохраняются только общие элементы симметрии.

43. Оптические свойства кристаллов.

 

* Оптические постоянные минералов.

*Показатель преломления n

* Коэффициент поглащения k

* коэффициент отражения R

* отражательная способность

* R=(n-1)2+k2/(n+1)2+k2

* дисперсия оптических показателей

* Минералы кубической сингонии оптически изотропны

* Минералы средних и низких сингонии оптически анизотропны

Двуприломляющие – разлагают свет на две волны с различными значениями n.

Двуприломления в кристаллах средних и низших сингонии не происходит вдоль оптических осей.

Кристаллы средних сингонии оптически одноосны; низших сингонии – двуосны.

Оптическая индикатриса.

· Индикатриса- поверхность, построенная на величинах показателей преломления, отложенных в направлении электромагнитных колебаний световых волн.

· В общем случае- это эллипсоид с тремя различными осями.

· Оптическая индикатриса кубических кристаллов имеет форму шара.

Оптическая индикатриса кристаллов средних сингоний.

Форма- эллипсоид вращения, обладает одним единственным направлением – оптической осью, совмещенным с осью вращения эллипсоида. Оптическая ось совпадает с осью симметрии высшего порядка.

Оптическая индикатриса кристаллов низших сингонии.

Трехосный эллипсоид с тремя неравными взаимно перпендикулярными осями, которые по величине отвечают трем разным показателям преломления – ng, nm, np. Трехосный эллипсоид обладает двумя круговыми сечениями.

Перпендикулярно каждому круговому сечению проходит оптическая ось.

Оптическая активность

Способность кристаллов вращать плоскость поляризации. Энантиаморфные кристаллы.

44. Спектроскопические свойства кристаллов.

* Цвет, блеск, люминисцентное свечение.

* Взаимодействие квантов света с электронами внешних электронных оболочек. Переход электронов в возбужденное состояние и обратно.

* Цвет – свойство тела вызывать у человека определенное зрительное ощущения. Это сложное психо-физическое явление.

* Международная количественная колориметрическая система определения цвета.

* Прозрачность зависит от типа химической связи- согласно зонной теории основная полоса поглащения соответствует электронным переходам из валентной зоны в зону проводимости.

45. Механические свойства - твердость, спайность, излом; связь их с кристаллическим строением.

Излом определяется поверхностью, по которой раскалывается минерал. Она может напоминать ребристую поверхность раковины - раковистый излом, может иметь неопределенно-неровный характер - неровный излом. В мелкозернистых агрегатах определить излом отдельных минеральных зерен не удается; в этом случае полезно описать излом агрегата - зернистый, занозистый или игольчатый, землистый.

Спайность - способность кристаллических минералов раскалываться по ровным поверхностям - плоскостям спайности, соответствующим направлениям наименьшего сцепления частиц в кристаллической структуре минерала. В зависимости от того, насколько легко образуются сколы по плоскостям и насколько они выдержаны, выделяют различные степени спайности: весьма совершенная - минерал легко расщепляется на тонкие пластинки, совершенная - минерал при ударе раскалывается по плоскостям спайности, средняя спайность - при ударе минерал раскалывается как по плоскостям, так и по неровному излому; несовершенная спайность - на фоне неровного излома лишь изредка образуются сколы по плоскостям; весьма несовершенная спайность - всегда образуется неровный или раковистый излом. Макроскопически две последние степени различить, обычно не удается. Спайность может быть выражена в одном, двух, трех, реже четырех и шести направлениях. Если спайность выражена в нескольких направлениях, необходимо определить взаимное расположение плоскостей спайности, оценивая приблизительно угол, образуемый ими.

Твердость - способность противостоять внешнему механическому воздействию - важное свойство минералов. Обычно в минералогии определяется относительная твердость путем царапанья эталонными минералами поверхности исследуемого минерала: более твердый минерал оставляет на менее твердом царапину. В принятую " шкалу твердости" входят десять минералов, расположенных в порядке увеличения твердости: первый минерал - тальк обладает самой низкой твердостью, принятой за единицу (1), последний- алмаз имеет самую высокую твердость, принятую за десять (10). Для определения твердости минералов можно пользоваться некоторыми распространенными предметами, твердость которых близка к твердости минералов - эталонов. Так, твердостью 1 обладает графит мягкого карандаша; около 2-2, 5 - ноготь; 4 - железный гвоздь; 5 - стекло; 5, 5-6 - стальной нож, игла. Более твердые минералы встречаются редко.

Для каждого минерала характерна более или менее постоянная плотность. Для минералов, в состав которых входят тяжелые металлы, высокая плотность является существенным диагностическим признаком.

46. Плотность минералов.

Плотность минералов выражается в г/см³. Достаточно часто используется другой показатель удельный вес, безразмерная величина, указывающая отношение плотности минерала к плотности воды. Численно он равен плотности.

Самый плотный минерал самородный иридий, имеющий плотность 22, 8 г/см³, а самый лёгкий нефть, имеющая плотность 0, 8 г/см³.Большинство минералов имеет плотность от 2 до 5 г/см³. Поскольку в поле мы не можем измерить точно массу и объем минерала, плотность является диагностическим признаком только для очень плотных минералов. Так, например, барит (тяжёлый шпат) безошибочно определяется как более увесистый, чем другие светлые минералы. Ильменит и галенит также могут определяться по высокой плотности. Опал может быть определен как более легкий, чем большинство минералов.

47. Магнитные, электрические свойства минералов.

Явление магнетизма можно рассматривать как результат вращательного движения частиц с электрической энергией. Магнитный момент отдельного атома образуется от взаимодействия магнитных моментов атомного ядра и магнитных моментов электронов - орбитального и спинового. При этом основное значение имеют магнитные моменты, создаваемые электронами, которые значительно превышают моменты, создаваемые ядром. Парамагнетиками, и их магнитная восприимчивость в значительной степени зависит от температуры. У ферромагнитных веществ структура элементов аналогична структуре парамагнетиков. Но в отличие от парамагнетиков у них между отдельными атомами существуют силы, противодействующие их дезориентации от теплового движения. Благодаря этим силам элементарные магнитики ориентируются параллельно друг другу, и их магнитный момент в 1015 раз больше магнитного момента отдельного атома. Такие вещества называются ферромагнетиками.В зависимости от удельной магнитной восприимчивости минералы условно делятся на три основные группы:

1. ) сильномагнитные или ферромагнитные минералы с удельной магнитной восприимчивостью

2. ) слабомагнитные или парамагнитные минералы с удельной магнитной восприимчивостью

3. ) немагнитные или диамагнитные минералы с удельной магнитной восприимчивостью.

В большинстве своем минералы являются плохими проводниками электричества исключение сост самородные металлы- золото медь серебро и другие сульфиды некоторые оксиды, графит.Ряд минералов обладает одновременно электронной и ионной проводимостью электричества. Таковы в первую очередь марказит, пирит, халькопирит, борнит, сфалерит и другие сульфиды металлов.На использование электрических свойств минералов основаны различные методы электроразведки месторождений полезных ископаемых- методы сопротивления, естественного электрического поля, заряженного тела, вызванной поляризации и др.

48. Физические свойства, связанные с энантиоморфизмом (вращательные) и отсутствием центра симметрии (пиро- и пьезоэлектричество).

Энантиоморфизм (от греч. enantios - противоположный и morphe - форма) -свойство некоторых кристаллов существовать в модификациях, являющихсязеркальными отражениями друг друга (правая и левая модификации).Энантиоморфизм возможен в кристаллах, не имеющих центра симметрии, плоскостей и зеркальных осей симметрии. Пример - кварц.

Пьезоэлектричество — способность веществ при изменении формы продуцировать электрическую силу. Пьезоэлементы — кристаллы, обладающие свойством при сжатии продуцировать электрический заряд (прямой пьезоэффект) и обратным свойством под действием электрического напряжения изменять форму: сжиматься/расширяться, скручиваться, сгибаться (обратный пьезоэффект). Пьезоэлектричество открыто братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880—1881 гг^.

⇐ Предыдущая1234

Поделиться: