Đặc tính vật lý của Thạch anh T

Chia sẻ: Ha Quynh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

70
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thành phần: Tinh thể thạch anh bao gồm 100% SiO2 ở với ít ra là các thể nhôm vùi, lithium, brome, sắt, manganèse, calcium, titanium và arsenic, nhưng các thể vùi này ở dạng dấu vết với một tỷ lệ rất thấp và điều này không đủ sức nhuộm màu cho vật dụng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đặc tính vật lý của Thạch anh T

Đặc tính vật lý của Thạch anh Thành phần: Tinh thể thạch anh bao gồm 100% SiO2 ở với ít ra là các thể nhôm vùi, lithium, brome, sắt, mangan èse, calcium, titanium và arsenic, nhưng các thể vùi này ở dạng dấu vết với một tỷ lệ rất thấp và điều này không đủ sức nhuộm màu cho vật dụng. + Thớ nứt (Cassure) Thớ nứt của nó là conchoidale và có mãnh. Dạng thủy tinh trong và nhày. Chính những vết nứt này tạo việc thu phát năng lượng trong thạch anh. + Mật độ Mật độ là 2,65 nghĩa là lm3tinh thể đá nặng 2 tấn 650kg trong khi 1m3 nước chỉ nặng có 1 tấn. +Thể chẻ Không hoàn hão do mối liên lạc nguyên tử thuộc loại covalent. Những nguyên tử được xếp chòng cái này lên cái kia. Một nguyên tử có một lõi quanh nó treomột hay nhiều électron giống như các hành tinh và có những vòng tròn xoay cách xa lõi một khoảng cách nhiều hay ít. Khi một nguyên tử, giống như loại của silice có một lớp điện bên ngoài không hoàn hão làm cho sự cân bằng điện năngthiếu ổn định và nó tìm cách san bằng sự thiếu
sót này bằng việc kết hợp vỏ ngoài với một nguyên tử bổ sung khác. Do đó silicum cần 2 nguyên tử oxy để tạo sự ổn định cho nó. Ngược lại, với sức hút của các ions có những lực đối kháng, chỉ cầnxê dịch cấu trúc trên một nguyên tử để toàn khối sẽ sụp đổ theo kế hoạch sắp xếp của nguyên tử. Lúc đó ta có một sự chẻ theo thớ hoàn hảo cho chất liệu. Các đặc tính đặc biệt của tinh thể hiện ra với ánh sáng, điện năng, hơi nóng và sự va chạm. + Phản ứng với ánh sáng Tinh thể hấp thụ toàn thể quang phổ và vang lên trên toàn bộ các tần số, các màu sắc khác nhau của cầu vòng. Lưỡng chiếc là khoảng cách giữa các chỉ số khúc xạ của tia chiếu mà người ta đã hướng đến nhiều trục khác nhau của tinh thể. + Phản ứng với sức nóng Đặc tính này gọi là sự hòa điệu. Một tinh thể đặt trên lửa trước tiên lôi kéo các tro tàn, sau đó đẫy ra do sự tích tụ điện trên bề mặt. Khi bị lạnh, nó trở lại trạng thái ban đầu. Nếu ta cho nhiệt độ tăng cao, nó nổ lốp đốp nhưng không chảy. Người ta có thể thay đổi màu sắc của một tinh thể ở nhiệt độ 450 o . Ví dụ thạch anh améthyste ngả sang vàng chanh, các nguyên tử sắt trong vảy cá kết tinh bị biến dạng do hơi nóng tạo thay đổi nhỏ ở phần cấu trúc và bước sóng của ánh sáng bị tinh thể hấp thụ sẽ là phần màu vàng thay cho màu tím. làm cho tinh thể hiện lên màu vàng. +Phản ứng với sự va chạm Giờ hãy xét điều gì sẽ xảy ra khi ta làm biến dạng một tinh thể hay một bản tinh thể nhờ sự xoắn, cắt hay va chạm. Nó sẽ phát ra ánh sáng và điện năng. Đó là phản ứng áp điện (từ Hy Lạp piezein: ép). Đặc tính này được Pierre và Jacques Curie phát hiện vào năm 1880. Nó được quan sát từ các tích điện của sự xuất hiện các dấu hiệu đối nghịch nhau trên các mặt đối của một tinh thể nếu ta ép cơ học. Trong SiO2 các nguyên tử silice đã mất đi các électron ngoại biên (périphérique)của chúng cho các nguyên tử oxy. Cấu trúc được xếp theo một thứ tự hoàn hảo và ổn định về điện năng. Tinh thể thạch anh là trung tính, trọng tâm của các phân tử dương và âm được trộn lẫn. Khi ta đặt một tinh thể vào một sự va chạm hay cắt, gấp lại thì các trọng tâm sẽ biến dạng và bề mặt bị phân cực một cách khác với một thay đổi lớn về tiềm
thế. Đó là điều được thấy nơi một tia lửa của lò gaz. + Phản ứng vơí điện năng Dưới tác động của điện năng, thanh lá thạch anh biến dạng… Các phân tử nạp điện âm chuyển sang cực dương và ngược lại. Tinh thể dãn nở và co lại tùy vào trục định hướng của kiểu cắt của thanh lá (bởi vậy trong thực hành cảm xạ chúng ta không bao giờ sử dụng những thạch anh đã qua đun luyện nấu mà phải dùng thạch anh thiên nhiên. Tinh thể thạch anh do vậy được dùng rộng rãi trong kỹ thuật điện tử để thực hiện các cộng hưởng áp điện, các máy siêu âm, các bộ ổn áp trong các máy phát tần số vì khi rung động tinh thể áp đặt tần số ổn định của nó ở nguồn của trường điện năng.. Ai cũng biết đồng hồ quartz. Ở đây người ta chèn một đồng hồ trên tần số ổn định của thanh lá thạch anh chỉgiây, phút hay giờ. Người ta dùng cả silicum nguyên chất, có được từ SiO2 để tạo các vật liệu bán dẫn, các transistor, các diode hay các mạch tích phân với trí nhớ của chúng. Định nghĩa chính xác Ampere bằng một electron tại một thời điểm Đâ y là một phương pháp mới để định nghĩa ampere, đơ n vị chuẩn của cường độ dòng điện, một cách chính xác hơn, được xây dựng do công của các nhà vật lý ở Phần Lan và Mỹ. Nhóm nghiên cứu này, được dẫn dắt bởi Jukka Pekola thuộc trường đại học công nghệ Helsinki, đã tạo một bóng bán dẫn
đơn điện tử (Single-electron transistor) để chuyển đổ i điện áp xoay chiều thành một dòng điện cực kì chính xác Ampere, volt và ohm là ba đại lượng cơ bản của điên học. Măc dù các nhà ̣ ̣  vât lý đã phát minh ra các phương pháp hiên đại đe định nghı̃a volt và ohm môt ̣ ̣ ̣ cách vi mô (các phương pháp đo hiêu điên th Josephson và hiêu ứng Hall lượng ̣ ̣ ̣ tử) , nhưng cho đen nay, những thı́ nghiêm đo ampere chı́nh xác nh t v n chı̉ là lăp ̣ ̣ lại kỹ thuât đo đã được đư a ra từ th kı̉ 19. ̣ Ngày nay, ampere v n được định nghı̃a là cường độ dòng điên chạy trong ̣  hai dây d n song song dài, cách nhau 1 met, khi lực tương tác giữa chúng có môt ̣ giá trị xác định. Định nghı̃a này dựa trên các phép đo vı̃ mô,do đó, hı̀nh dạng hı̀nh học của các dây d n sẽ làm hạn ch độ chı́nh xác của phép đo Đo dòng điên cực nhỏ ̣  Thay vào đó, giờ đây các nhà vât lý đang mu n định nghı̃a ampere b ng ̣  cách tạo ra môt ngu n điên cực kı̀ chı́nh xác: chı̉ giải phóng môt electron tại môt ̣ ̣ ̣ ̣ thời đi m. Măc dù trước đây, các nhà nghiên cứu đã từng c g ng tạo ra môt thi t ̣ ̣ bị như vây đe định nghı̃a ampere, nhưng v n chưa có ai thành công, vı̀ người ta đã ̣ chứng minh r ng công viêc đo môt dòng điên cực nhỏ như vây là r t khó. ̣ ̣ ̣ ̣ Giờ đây, Pekola và các đo ng nghiêp đã giải quy t được v n đe này b ng cách ̣ tạo ra môt bóng bán d n đơ n điên tử ,single-electron transistor (b ài báo đã được ̣ ̣ đăng trên Nature Physics). Thi t bị của họ bao g m môt c đảo d n điên siêu nhỏ ̣ ̣ (a small conducting island), được k t n i với bên ngoài thông qua 2 lớp ti p xúc đường h m. Electron có th xuyên h m thông qua lớp ti p xúc này, chạy dọc theo vât d n r i lại chui h m thông qua lớp ti p xúc kia. Thi t bị cũng bao g m môt ̣ ̣ c ng điên cực (gate electrode), dùng đe đi u chı̉nh dòng electron đi qua vât d n, ̣ ̣ b ng cách đăt vào đó môt điên áp. ̣ ̣ ̣ Thi t bị này được làm lạnh dưới 0,1 K nh m tránh sự nhi u loạn do nhiêt, ̣  hai đau của nó được duy trı̀ môt hiêu điên th 1 chi u không đo i, trong khi điên ̣ ̣ ̣ ̣ cực c ng được đi u khi n bởi môt hiêu điên th xoay chi u. Con s chı́nh xác các ̣ ̣ ̣ electron đi qua thi t bị trong môt chu kı̀ dao đông điên được xác định bởi biên độ ̣ ̣ ̣
và giá trị trung bı̀nh hiêu dụng (mean value) của hiêu điên th đăt vào c ng điên ̣ ̣ ̣ ̣ ̣ cực. Dòng điên đi qua thi t bị v n là s các electron đi qua đường h m m i ̣  chu trı̀nh nhân với điên tı́ch của m i electron và với t n s dao đông điên của ̣ ̣ ̣ ngu n. T n s dao đông điên của ngu n và s các electron đi qua thi t bị m i chu ̣ ̣ trı̀nh thı̀ có th xác định được, điên tı́ch của electron cũng đã được bi t trước, do ̣ đó, có th xem thi t bị này là môt ngu n điên vô cùng chı́nh xác. ̣ ̣ Măc dù các nhà nghiên cứu v n c n nâng cao thêm sự chı́nh xác của thi t ̣  bị, Pekola tin r ng bóng bán d n này là một trong những ứng cử viên sáng giá đe ch tạo môt "T hợp logic bơm cường độ dòng điên", nh m định nghı̃a ampere. Trả ̣ ̣ lời Physicsworld.com, ông cho bi t v n đe này có th được giải quy t b ng cách đăt song song 10 thi t bị nhưvây với nhau, lúc y dòng điên sẽ có độ lớn khoảng 10 ̣ ̣ ̣ pA - đủ lớn đe có th đo đạc.