Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Базовые понятия, определения и приемы расчетов показателей качества материалов и изделий. Учебное пособие
.pdf
101
4. Что называется трансляционной (элементарной) ячейкой?
5. Сколько атомов приходится на элементарную ячейку в ПК,
ОЦК и ГЦК решетках?
6. Как записываются координаты узла кристаллической решетки,
кристаллографического направления, плоскости?
7. Какие разделы современной кристаллографии вам известны?
Чем они занимаются?
8. С какими науками кристаллография граничит особенно близко?
9. Что такое грань, ребро и вершина?
10. Почему правильных многогранников всего пять?
11. Перечислите все возможные варианты плоского орнамента из
одинаковых правильных многоугольников.
12. Сформулируйте соотношение Эйлера для многогранников.
13. Почему в выпуклом многограннике сумма углов при
вершине всегда меньше
14. Что такое симметрия, операция симметрии, элемент
симметрии и класс симметрии?
15. Чем различаются операции симметрии первого и второго
рода? Перечислите их.
16. Что такое порядок оси и элементарный угол поворота?
17. Сформулируйте основной закон геометрической
кристаллографии.
18. Почему в кристаллах встречаются поворотные оси строго
определенных порядков?
19. Что такое знак Фюзо?
20. Каков порядок записи элементов симметрии в символике
Браве?
21. Как определить наличие в фигуре центра инверсии?
22. Чем отличаются эквивалентные и неэквивалентные элементы
симметрии?
23.Чем полная запись класса по Браве отличается от
сокращенной записи?
24. Что положено в основу разделения классов симметрии на
категории? Перечислите их.
25. Что положено в основу разделения классов симметрии на
сингонии? Перечислите их.
26. Почему классы с одной осью третьего и шестого порядков
объединены в одну сингонию?
?
102
27. Какой греческой буквой принято обозначать угол
моноклинности?
28. Как ориентируются координатные оси при построении
проекции класса?
29. Сколько всего классов симметрии низшей категории,
имеющих центр инверсии? К каким сингониям относятся эти классы?
30. Почему в ромбической сингонии сокращенная и полная
запись элементов симметрии классов различаются?
31. Дайте определение простой формы.
32. Чем открытая простая форма отличается от закрытой?
33. Что такое комбинационный многогранник?
34. Перечислите открытые простые формы в низшей категории.
35. Какая форма встречается в наибольшем числе классов
низшей категории?
36. Перечислите формы, которые встречаются только в одном
классе низшей категории.
37. Как действует зеркально-поворотная ось симметрии?
38. Как действует инверсионная ось симметрии.
39. Какими простыми элементами симметрии можно заменить
действие инверсионной оси шестого и третьего порядка?
40. Какими простыми элементами симметрии можно заменить
действие зеркально-поворотной оси первого и второго порядка?
41. Почему из всех сложных осей графический символ имеет
только ось четвертого порядка?
42. Определить число атомов в элементарной ячейке железа,
кристаллизующегося в кубической системе.
43. ОЦК решетка состоит из атомов одного аорта, имеющих
радиусы . Пусть атомы, расположенные по диагонали куба, касаются
друг друга. Определить плотность упаковки этой структуры.
44. Определить радиус атомов, которые могут быть размещены в
октаэдрических пустотах при плотной упаковке равновеликих шаров
радиусом .
45. Определить координационные числа для решеток: простой
кубической, ОЦК, ГЦК, типа алмаза.
46. Найти индексы Миллера плоскости, проходящей через
узловые точки кристаллической решетки с координатами Å, Å, 30 Å,
если параметры решетки: Å, Å, Å.
103
47. Построить кристаллическую плоскость (в простой
кубической решетке с постоянной ), которой соответствуют индексы
Миллера (
типа.
48. Показать, что кристаллическая решетка может иметь оси
поворота лишь первого, второго, третьего, четвертого и шестого
порядков.
49. Доказать, что в кубическом кристалле любое направление
перпендикулярно к плоскости с индексами Миллера
50. С помощью непосредственного построения убедиться, что
решетка, обратная ГЦК, является ОЦК решеткой.
51. Определить, какой вид имеет обратная решетка для: простой
кубической, гранецентрированной, объемно центрированной,
гексагональной решеток и решетки типа алмаза.
52. Выразить объемы элементарных ячеек через радиусы
равновеликих шаров (атомов), образующих плотные упаковки для
ОЦК, ГЦК и гексагональной решеток.
53. Показать, что отношение
структуры с плотной упаковкой равно .
54. Найти плотность упаковки для ОЦК структуры, состоящей из
атомов одного сорта, имеющих радиус .
55. Вычислить объем элементарной ячейки, если ее параметры и
углы триклинности имеют следующие значения: Å,
Å, Å, , ,
56. Получить формулы для вычисления объемов элементарных
ячеек: а) моноклинной; б) гексагональной; в) ромбоэдрической систем.
57. Выразить углы между векторами обратной решетки через
углы прямой решетки.
58. Найти векторы обратной решетки через углы прямой
решетки, если Å,
59. В триклинной решетке кристалла параметры и углы
триклинности элементарной ячейки следующие: Å, Å,
Å, , ,
расстояние между плоскостями (
60. Получить формулы для вычисления межплоскостных
расстояний кристаллов систем: а) ромбической; б) гексагональной; в)
тетрагональной; г) кубической.
), и найти расстояние между плоскостями этого
.
для идеальной гексагональной
.
.
. Определить
).
104
61. Определить угол между плоскостями (
в ромбическом кристалле с параметрами: Å, Å,
Å.
62. Определить угол между прямой, проходящей через начало
координат и точку с координатами
и плоскостью (
моноклинной решетке с параметрами: Å, Å,
Å,
.
63. Вычислить угол между двумя направлениями (
(
) в ромбической решетке с параметрами: Å,
Å, Å.
64. Показать для случая простой кубической решетки, что
формула Вульфа-Брэгга является следствием условий Лауэ.
65. При съемке дебаеграммы серебра при температурах и
0C дифракционная линия наблюдается при углах и
соответственно. Вычислить коэффициент термического расширения
серебра.
66. Оценить энергию нейтронов, с помощью которых можно
исследовать магнитную структуру твердых тел. Каким способом
можно получить монохроматический пучок нейтронов такой энергии
из исследовательского атомного реактора?
67. Методом дифракции излучения необходимо определить
кристаллическую структуру тонкой (около Å) пленки вещества,
напыленного на кристаллическую подложку. Какой пучок
предпочтительней использовать для этой цели: рентгеновский,
нейтронный или электронный? Обосновать сделанный выбор.
68. Какое максимальное число линий может появиться на
рентгенограмме от простой кубической решетки с постоянной
Å, если исследование ведется на кобальтовом излучении с длиной
волны
см?
69. Появятся ли на рентгенограмме линии при отражении от
плоскостей (
) и (
) ГЦК решетки?
70. Две поворотные оси пересеклись под углом
получилось в результате?
71. Две плоскости пересеклись под углом
результате?
72. Наблюдается ось шестого порядка и плоскость, в которой
лежит эта ось. Что получится в результате их взаимодействия?
) и (
. Что получится в
) и
. Что
) в
)
105
73. Встретились центр инверсии и поворотная ось второго
порядка. Что получится?
74. Сколько всего классов симметрии относится к средней
категории?
75. Почему не совсем обоснованно называть тригональную
подсингонию сингонией?
76. Сколько классов симметрии относится к тригональной
подсингонии, а сколько к собственно гексагональной?
77. Назовите наиболее известные тетрагональные и
гексагональные кристаллы.
78. Чем частная и простая форма отличается от общей формы?
79. В каких классах средней категории все кристаллы являются
комбинационными многогранниками?
80. Перечислите открытые простые формы средней категории.
81. Какая форма встречается в наибольшем числе классов
средней категории?
82. Перечислите формы, которые встречаются только в одном
классе средней категории.
83. Какая простая форма тетрагональной сингонии имеет
наибольшее число граней?
84. Какая простая форма гексагональной сингонии имеет
наибольшее число граней?
85. Как формируется символ Шёнфлиса?
86. Что обозначают буквы , , в символе Шёнфлиса?
87. В чем преимущества символики Шёнфлиса перед
символикой Браве?
88. Что такое облик и габитус кристалла? Перечислите
известные вам облики.
89. Какая характеристика (облик или габитус) является более
подробной?
90. Могут ли кристаллы одного облика иметь различный
габитус?
91. Какой класс симметрии возникнет, если к операциям
симметрии класса добавить центр инверсии?
92. Какой класс симметрии возникнет, если к операциям
симметрии класса добавить центр инверсии?
93. Сколько всего кубических классов симметрии?
94. Какова доля кубических минералов среди всех изученных?
106
95. Назовите наиболее широко известные минералы,
относящиеся к кубической сингонии.
96. В чем причины резкого преобладания среди минералов
кристаллов низших и средних сингоний?
97. Какие простые формы встречаются во всех классах
кубической сингонии? в одном классе кубической сингонии?
98. Сколько всего различных простых форм встречаются в
кубических кристаллах?
99. Какое максимально возможное число граней может
принадлежать одной простой форме в кристаллическом
многограннике?
100. Сколько различных по названию простых форм может быть
найдено в любом кубическом классе симметрии? Почему?
101. Каковы преимущества международной символики перед
символикой Шёнфлиса и Браве?
102. Какие направления фиксируются на первом, втором и
третьем месте в различных категориях?
103. Почему в ромбобипирамидальном классе опускают запись
осей второго порядка?
104. Какие элементы симметрии принято фиксировать на второй
позиции в гексагональных классах?
105. Каким образом в международном символе кубических
классов фиксируется наличие центра инверсии?
106. Какие простые формы являются уникальными для каждого
класса икосаэдрической симметрии?
107. Существуют ли простые формы, которые можно встретить и
в икосаэдрических, и в кубических классах?
108. Как называется простая форма класса , нормаль к которой
совпадает с выходом оси второго порядка (третьего, пятого)?
109. Какое максимально возможное число граней может
принадлежать к одной простой форме в икосаэдрическом
многограннике?
110. Сколько различных по названию простых форм может быть
найдено в любом икосаэдрическом классе симметрии? Почему?
111. В чем различия кубического и икосаэдрического
пентагондодекаэдра? Можно ли считать их одной простой формой?
112. Приведите примеры объектов икосаэдрической симметрии.
107
113. Сколько всего предельных групп? Сколько групп с
симметрией
114. Почему живые организмы предпочитают оси
некристаллографических порядков?
115. Какие предельные группы имеют правые и левые
разновидности?
116. Сформулируйте принцип Неймана.
117. Сколько осей симметрии у шара? Какого они порядка?
118. Сколько осей симметрии у покоящегося конуса? Есть ли у
него плоскости? Если да, то сколько их?
119. Есть ли центр у группы ∞, у группы ∞
120. Сформулируйте принцип суперпозиции Кюри.
121. Сформулируйте правило Кюри-Вульфа.
122. Что такое онтогения?
123. Что такое типоморфные признаки? Какие типоморфные
признаки вы можете перечислить?
124. Приведите примеры сферолитов, дендритов и скелетных
форм роста.
125. Чем система сферических координат, принятая в
кристаллографии, отличается от географических координат?
126. Что такое дифракция?
127. Что является дифракционной решеткой для рентгеновских
лучей? Почему?
128. В чем заключается физический смысл уравнения Вульфа-
Брегга?
129. В чем заключается различие индексов атомной
кристаллографической плоскости и индексов интерференции?
130. Чем обусловлена анизотропия свойств кристаллов?
131. Каким образом указывается ориентация узловых плоскостей
в кристаллах?
132. Какие дефекты называют дислокациями?
133. На какие свойства кристаллов влияют дефекты?
134. Что называется плотностью дислокаций?
135. Что такое точечные дефекты по Шоттки и Френкелю? Каков
механизм их образования?
136. Чем определяется температурная зависимость концентрации
точечных дефектов?
137. Объясните, почему должна наблюдаться корреляция между
ν
?
?
108
температурой плавления и энергией дефектообразования.
138. Как влияют примеси на электропроводность ионных
кристаллов?
139. Элементы точечной симметрии кристаллов.
140. Элементы симметрии внутреннего строения кристаллов.
Простые и сложные решетки.
141. Обозначение плоскостей и направлений в кристаллах.
142. Характеристики структурных элементов кристалла.
143. Типы связей в кристаллических структурах.
144. Политипия и изоморфизм.
145. Полиморфизм. Фазовые переходы.
146. Единый подход к кристаллам разных типов связи.
147. Образование металлов и диэлектриков в схеме зонной
теории.
148. Образование полупроводников в схеме зонной теории.
Примесные полупроводники.
149. Основные понятия и определения тензорного анализа.
150. Основные принципы симметрии в кристаллофизике
(принцип Неймана, принцип Кюри).
151. Предельные группы симметрии (группы Кюри).
152. Антисимметрия.
153. Скалярные физические свойства.
154. Теплоемкость кристалла. Зависимость теплоемкости от
температуры.
155. Пироэлектрический эффект как векторное физическое
свойство кристалла.
156. Диэлектрические свойства как свойства, описываемые
тензором второго ранга.
157. Магнитные свойства кристаллов. Физическая природа
диамагнетизма и парамагнетизма.
158. Магнитные свойства кристаллов. Ферромагнетики,
ферримагнетики и антиферромагнетики.
159. Механические напряжения в кристаллах.
160. Механическая деформация кристаллов.
161. Тепловое расширение кристаллов.
162. Пьезоэлектрический эффект как тензорное свойство
кристалла.
163. Упругие свойства кристаллов.
109
164. Двойное лучепреломление и поляризация света в
кристаллах.
165. Оптическая индикатриса.
166. Оптические свойства кристаллов и их применение.
167. Электрооптический и пьезооптический эффекты.
168. Общая классификация дефектов.
169. Дефекты по Шоттки. Температурная зависимость
концентрации дефектов.
170. Дефекты по Френкелю. Температурная зависимость
концентрации дефектов.
171. Беспорядок в кристалле, обусловленный нарушениями
стехиометрии. Температурная зависимость концентрации дефектов
нестехиометрии.
172. Беспорядок в кристалле, обусловленный посторонними
примесями. Неизбежность присутствия примесей в кристалле.
173. Метод квазихимической аналогии.
174. Общие закономерности дефектообразования в
элементарном кристалле, содержащем одну примесь.
175. Примеси в бинарных кристаллах.
176. Взаимодействие дефектов в кристалле. Ассоциаты.
177. Факторы, обуславливающие явления переноса. Хаотический
и направленный перенос.
178. Механизмы диффузии в кристаллах.
179. Хаотическая самодиффузия. Коэффициент хаотической
самодиффузии.
180. Влияние температуры, нарушений стехиометрии и примесей
на коэффициент хаотической самодиффузии.
181. Направленная диффузия. I и II законы Фика.
182. Гетеродиффузия. Эффекты Френкеля и Киркендаля.
183. Электрическая проводимость кристалла.
184. Электрохимический перенос. Электрохимический
потенциал.
185. Особенности и стадии протекания твердофазных реакций.
186. Формальное уравнение кинетики твердофазных реакций.
187. Влияние точечных дефектов нестехиометрии на кинетику
твердофазных реакций.
188. Влияние примесей на кинетику твердофазных реакций.
110
Перечислите типы точечных дефектов. Являются ли синонимами
следующие понятия: междоузельный атом (ион) и дефект Френкеля?
189. Назовите причины образования точечных дефектов в
кристаллах.
190. Что такое эффективный заряд точечного дефекта? Влияет ли
температура на величину эффективного заряда?
191. Назовите методы измерения концентрации точечных
дефектов.
192. Как зависит от температуры концентрация точечных
дефектов? Запишите соответствующие выражения для металла,
бинарного ионного кристалла.
193. Могут ли существовать в природе бездефектные кристаллы?
194. Можно ли в кристалле превысить равновесную
концентрацию точечных дефектов? Если можно, то предложите
способы создания неравновесных точечных дефектов.
195. Приведите примеры соединений, разупорядоченных: а) по
Шоттки; б) по Френкелю.
196. Сравните возможность образования дефектов по Френкелю
в металлах, молекулярных кристаллах, ионных соединениях.
197. Какова по порядку величины максимальная концентрация
тепловых точечных дефектов в кристалле?
198. Могут ли в кристалле существовать только катионные
вакансии? Если да, то при каких условиях?
199. Какие дефекты возникают в кристалле при замещении
катиона в узле на , ? Аниона в узле на ,
200. Какую максимальную концентрацию: а) точечных дефектов;
б) дислокаций можно создать в кристалле?
201. Объясните противоречие между известным из школьного
курса химии законом кратных отношений Дальтона и наличием в
природе нестехиометрических соединений.
202. Как влияет состав газовой атмосферы над твёрдым телом на
концентрацию в нём дефектов?
203. Какие дефекты могут образовываться в кристалле оксида
металла при удалении из него кислорода?
204. Какие дефекты могут образовываться в кристалле оксида
металла, если в нём обнаружен избыток кислорода?
205. Как можно регулировать число дефектов, обусловленных
нестехиометричностью состава?
?
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]