§ 8.2. Кристаллическая решетка

Правильность внешней формы твердых (кристаллических) тел обусловлена тем, что частицы (атомы, молекулы), из которых эти тела состоят, расположены относительно друг друга в определенном порядке, на строго определенных расстояниях друг от друга (см. гл. 2).

Вследствие теплового движения расстояния между частицами несколько меняются, так как они совершают колебания около определенных точек — положений равновесия частиц. Именно эти точки (они называются узлами) и расположены в определенном порядке.

В § 2.6 было введено понятие о кристаллической решетке как о пространственной решетке, которая получается, если узлы соединить прямыми линиями.

В пространственной решетке можно выделить наименьший фрагмент, повторением которого можно образовать всю решетку. Этот наименьший фрагмент называется элементарной ячейкой решетки. Так, элементарной ячейкой пространственной решетки кристалла криптона является куб (рис. 8.8). Длина ребра элементарной ячейки называется периодом кристаллической решетки. (Длины ребер элементарной ячейки могут быть различными по разным направлениям.) В монокристалле криптона такая ячейка повторяется много раз с неизменной ориентацией. На этом основании говорят, что в кристалле наблюдается дальний порядок в расположении атомов или других частиц (ионов, молекул и т. п.), из которых построен кристалл. Образно это можно себе представить так.

Рис. 8.8

Человек, уменьшенный до размеров атома, нашел бы, что путешествие в кристалле весьма однообразно. Перепрыгивая с атома на атом в каком-либо определенном направлении, он совершал бы прыжки одинаковой длины; расположение атомов справа и слева, над ним и под ним оставалось бы одним и тем же. Изменяя направление своего движения, человек быстро установил бы различие воспринимаемых картин. Он обнаружил бы, что расстояние между атомами изменилось, изменилось и их положение. Однако и новая картина повторялась бы до тех пор, пока он вновь не сменил бы направление перемещения.