Твердые тела физические свойства

Аморфными называются тела, физические свойства которых одинаковы по всем направлениям. Примерами аморфных тел могут служить куски затвердевшей смолы, янтарь, изделия из стекла. Аморфные тела являются изотропными телами. Изотропность физических свойств аморфных тел объясняется беспорядочностью расположения составляющих их атомов и молекул. Твердые тела, в которых атомы или молекулы расположены упорядоченно и образуют периодически повторяющуюся внутреннюю структуру, называются кристаллами. [c.88]

Масштабный фактор (или иначе называемый масштабный эффект) тесно связан с физической природой прочности и разрушения твердых тел. Механические свойства сплава, особенно при знакопеременных или повторяющихся нагружениях, зависят от абсолютных размеров испытываемых образцов и конструкций даже в случае полного соблюдения подобия их геометрической формы и условий испытания [48, 61, 88, 144]. Предел выносливости гладких образцов понижается с увеличением их размеров, что оценивается коэффициентом влияния абсолютных размеров сечения. Для материалов с неоднородной структурой (литые стали, чугуны) влияние размеров образца на выносливость более резко выражено, чем для металлов с однородной структурой. Наиболее значительно снижается усталостная прочность с ростом размеров образца [48, 88] в случае неоднородного распределения напряжений по сечению образца (при изгибе). Форма поперечного сечения образца, определяющая объем металла, находящегося под действием максимальных напряжений, существенно влияет на выносливость образца. При плоском изгибе влияние на предел выносливости размеров прямоугольных образцов больше, чем цилиндрических. При однородном распределении напряжений по сечению гладких образцов (переменное растяжение — сжатие) масштабный эффект практически не проявляется. Характерно, что при наличии концентраторов напряжения масштабный эффект наблюдается при всех, без исключения, видах напряженного состояния. Чем более прочна сталь, тем сильнее проявляется масштабный эффект. [c.21]

Материаловедение — наука, которая, базируясь на основных положениях физики твердого тела, физической химии и электрохимии, исследует и направленно использует взаимосвязь структуры и свойств для улучшения свойств применяемых материалов или для создания новых материалов с заданными свойствами. Главное в ней— это научно обоснованное предсказание поведения применяемых в технике материалов. [c.11]

Работы, представленные в сборнике, выполнены на кафедре электроники твердого тела физического факультета ЛГУ. Они охватывают вопросы авто-и фотоэлектронной эмиссии, дифракции медленных электронов, электронной оптики и т, д. Рассматриваются также оптические и магнитные свойства твердых тел и некоторые вопросы теории. [c.128]

Последнее двадцатилетие ознаменовалось большими успехами в изучении распространения ударных волн в твердых телах и свойств конденсированного вещества при высоких давлениях. Были развиты методы получения ударных волн в твердых телах с давлениями в миллионы атмосфер и методы исследования динамических и физических свойств вещества при таких сверхвысоких давлениях. Эти достижения открыли новую страницу в физике твердого тела. [c.209]

Как влияют дефекты кристаллической решетки па физические свойства твердого тела (оптические свойства или явления переноса, например) [c.67]

В термодинамике фазой называется всякая однородная система, т. е. тело, физические свойства которого во всех точках одинаковы. Таковы, например, газ в сосуде или кусок монокристалла. Монокристаллы, отличающиеся кристаллической модификацией,— разные фазы. Если система (газ, жидкость) находится в ноле внешних сил, например в постоянном поле тяжести, то физические свойства ее, например плотность, будут различны на разной высоте. Мы можем разделить ее на очень тонкие горизонтальные слои, каждый из которых можно считать однородным и рассматривать как фазу. Фаза может состоять из нескольких компонентов (смесь газов, растворы, жидкие или твердые). [c.115]

Рассмотрим нагрев какого-либо однородного и изотропного тела (в дальнейшем будем рассматривать только такие тела). Изотропным называют тело, обладающее одинаковыми физическими свойствами по всем направлениям. При нагреве такого тела температура его в различных точках изменяется во времени и теплота распространяется от мест с более высокой температурой к местам с более низкой температурой. Из этого следует, что в общем случае процесс передачи теплоты теплопроводностью в твердом тел,е сопровождается изменением температуры как в пространстве, так и во времени, т. е. [c.347]

Так как энергия деформации материала в условиях весьма больших скоростей нагружения оказывается сравнительно малой, то свойства материала как твердого тела имеют в данном случае второстепенное значение. На первый план выступают законы движения легко деформируемой (почти жидкой) среды, и особую роль приобретают вопросы физического состояния и физических свойств ма-]ериала в новых условиях. Таким образом, задачи, связанные с весьма большими скоростями нагружения, выходят за рамки сопротивления материалов и оказываются в сфере вопросов физики. [c.74]

По своему строению термодинамические системы могут быть гомогенными, т. е. однородными, если нет границ раздела между отдельными их частями (газовые смеси, растворы), или гетерогенными, в которых существуют границы раздела между отдельными частями системы — фазами, отличающимися друг от друга или химическим составом, или физическими свойствами, обусловленными строением (твердое тело — жидкость — пар и т. д.). [c.251]

В книге сделана попытка обобщить и систематизировать литературные данные, а также связать физические свойства материалов, в частности степень черноты, со структурными параметрами твердого тела и с методами получения покрытий. Проведена классификация структур тугоплавких неметаллических соединений и разработана инженерная схема расчета-оценки степени черноты. Полученные [c.3]

Задача о том, можно или нельзя в каждом конкретном случае ввести такое соотношение эквивалентности для систем векторов, не может быть решена формально, исходя из свойств этих систем векторов как математических объектов. Установление соотношения эквивалентности — новое аксиоматическое предположение, а вопрос о законности любого предположения такого рода каждый раз решается, исходя из физической сущности объектов, математической моделью которых являются рассматриваемые системы векторов. Например, интуитивно ясно, что при изучении движения (а не внутреннего состояния) твердого тела к совокупности сил, действующих на это тело, можно добавлять (или от нее можно отбрасывать) две силы, равные по величине н действующие вдоль одной и той же прямой в противоположные стороны. Поэтому множество векторов, изображающих систему сил, действующих на твердое тело, образует систему скользящих векторов. Легко видеть, однако, что совокупность сил взаимного притяжения, приложенных к двум разным телам, не составляет системы СКОЛЬЗЯЩИХ векторов, так как хотя силы взаимного притяжения всегда образуют векторный нуль, их отбросить нельзя, поскольку движение тел зависит, в частности, и от этих сил. [c.346]

Поясним сказанное следующим примером. Пусть положение всех частиц тела относительно каких-либо других тел не изменяется со временем. Про такое тело говорят, что оно находится в относительном покое по отношению к этим телам. Относительный покой, рассматриваемый в связи с силами, называют относительным равновесием, или, коротко, равновесием. Пусть к абсолютно твердому телу, находящемуся в покое, приложили две равные силы, действующие по одной прямой, но в противоположные стороны. Совершенно очевидно, что такие две силы не смогут нарушить равновесия абсолютно твердого тела. Этот закон мы принимаем как аксиому. Но если вместо абсолютно твердого тела мы подвергнем действию двух таких сил какое-либо реальное физическое тело, например, будем растягивать какую-нибудь пружину, то в зависимости от жесткости этой пружины и величины действующих сил мы получим более или менее значительную деформацию пружины или даже разрыв ее. Таким образом, отказавшись от понятия абсолютно твердого тела, мы не смогли бы установить общего закона о равновесии тела под действием двух сил. Установив же в теоретической механике этот общий закон на основании свойств абсолютно твердого тела, мы сможем в каждом отдельном случае применять его к реальным физическим телам, что составляет предмет других отраслей механики. [c.9]

Так как физические свойства среды в эксперименте определяются для определенной массы частицы, то кинетику и динамику деформируемого твердого тела удобнее излагать в лагранжевых координатах. Необходимые соотношения для использования, часто более удобного, метода Эйлера можно получить из метода Лагранжа как предельные. [c.31]

Совершенно ясно, что понятие об абсолютно твердом теле является результатом предельного абстрагирования от свойств реальных физических тел. При движении реальных твердых тел их форма и размеры могут изменяться в результате влияния различных внешних воздействий. Но в ряде случаев эти изменения формы и размеров (деформации) настолько незначительны, что для их выявления необходимо применение специальной аппаратуры. Понятно, что в первом приближении при изучении механических движений такими деформациями твердых тел можно пренебрегать и рассматривать реальные тела как абсолютно твердые. Следующее приближение определяется, например, методами сопротивления материалов. [c.18]

Теоретическая механика является той частью общей механики, которая изучает движения материальных точек, их дискретных систем и абсолютно твердых тел. Ясно, что факты, найденные в теоретической механике, отражают наиболее общие закономерности механических движений, так как при их установлении приходится почти полностью абстрагироваться от конкретной физической природы реальных тел, рассматривая лишь их главные механические свойства. Законы, установленные в теоретической механике, как и другие законы естествознания, объективно отражают реально существующую действительность. На основе законов, установленных в теоретической механике, изучается механика деформируемых тел теория упругости, теория пластичности, гидродинамики, динамика газов. Следовательно, теоретическая механика является фундаментом общей механики. Отчасти из-за исторических [c.18]

Отметим некоторые основные свойства внутренних сил. Внутренние силы, являющиеся силами взаимодействия, можно рассматривать как систему действий и противодействий между точками системы. Следовательно, каждой внутренней силе можно поставить в соответствие вторую внутреннюю силу, имеющую с первой силой общую линию действия, равную первой по величине и направленную противоположно первой силе. Однако не следует на основании этого полагать, что к внутренним силам можно применить аксиому об абсолютно твердом теле, и, таким образом, утверждать, что внутренние силы уравновешиваются. Как показывает даже само название, аксиому об абсолютно твердом теле можно применять лишь тогда, когда рассматриваются силы, приложенные к одному телу. Следовательно, можно полагать, что внутренние силы уравновешиваются или образуют нулевую систему лишь тогда, когда они приложены к абсолютно твердому телу, иначе такое утверждение может привести к грубым ошибкам. Например, между Солнцем и Землей действуют внутренние силы взаимного притяжения, но одна из них приложена к Земле, а вторая — к Солнцу равновесие таких сил лишено всякого физического смысла. Мы еще раз возвратимся к свойствам внутренних сил в следующем параграфе. [c.241]

К настоящему времени накоплено множество данных по проявлению золотого сечения в физических и биологических системах. Установлены ранее неизвестные связи золотого сечения со свойствами различных объектов, проявляющихся в физических свойствах воды, громкости и частоты звука, спектре видимого света, физико-механических свойствах твердых тел, физиологических функциях организма и т.п. [53-56]. [c.74]

Изотропия - независимость свойств физических объектов от направления. Характерна для жидкостей, газов и аморфных состояний твердых тел [c.149]

Предметом изучения кинематики служат те же модели материальных тел, что и принятые в статике. Это — материальная точка и система материальных точек, сплошная среда и ее частный вид — абсолютно твердое тело, но, конечно, в той степени абстракции от физических свойств, которая присуща геометрическим образам кинематики, о чем уже была речь выше. [c.144]

При взаимодействии атомов одного сорта с атомами другого сорта характер химической связи определяется их способностью захватывать или отдавать валентный электрон. Эта способность характеризуется так называемой электроотрицательностью атомов X. По существу, электроотрицательность — это параметр, выражающий тенденцию атома притягивать к себе электроны в конкретном твердом теле. Электроотрицательность — относительная мера взаимодействия атомов, она не является строго физической величиной, поскольку она не постоянна и зависит от природы другого атома, с которым химически связан данный атом. Один и тот же атом в химической связи иногда одновременно может выступать и как электроположительный, и как электроотрицательный. Электроотрицательность очень слабо зависит от типа связи и от конкретных особенностей кристаллической структуры, что делает ее некоторым объективным параметром атомов, который полезен при обсуждении свойств твердых тел. [c.57]

Итак, предел прочности твердых тел еще далек, и нужна огромная и кропотливая работа для его достижения. Эта работа, в частности, касается развития количественной теории дислокаций, требует окончательной разгадки механизма образования усов , изучения влияния малых примесей на процессы деформации и разрушения. Злободневной проблемой является проблема получения материалов особой чистоты, поскольку большинство физических свойств твердых тел (не только механических) определяется присутствующими в них примесями. [c.140]

Выше было показано, что ограничение кристалла поверхностью приводит к появлению в запрещенной зоне локализованных состоя-Еий. Эти поверхностные уровни, так же как уровни примесей и дефектов, могут оказывать существенное влияние на физические свойства твердых тел. Это влияние может оказываться в следующих явлениях. [c.261]

Оптические свойства твердых тел, или, точнее говоря, физические процессы, протекающие в кристаллах при их взаимодействии с электромагнитным излучением в оптическом диапазоне длин волн, весьма разнообразны. Взаимодействия света с твердым телом можно разделить на два типа взаимодействие с сохранением [c.303]

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМОРФНЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ [c.353]

Многим из тех, кто будет использовать настоящую книгу в качестве учебного пособия, предстоит, по-видимому, работать в области физики твердого тела. Для одних это будет наука о прочности или коррозионной стойкости твердых тел, для других — о природе проводимости или магнитных явлениях в твердых телах и т. п. Однако в какой бы области ни работали специалисты, они должны понимать, что все разделы физики твердого тела имеют общую основу — нерелятивистскую квантовую механику многих частиц. На этой основе можно осмыслить свойства твердых тел и физические явления, возникающие в них под действием тех или иных факторов. [c.375]

В разделах, посвященных физико-механическим свойствам твердых тел и пленок, дано целостное изложение теории деформационных и прочностных свойств не только кристаллических и поли-кристаллических тел, но и стекол, полимеров и композиционных материалов, получивших широкое применение в РЭА и ЭВА. В них освещена также физика процессов образования тонких пленок, природа адгезии, физика процессов, контролирующих механическую стабильность и надежность пленок и адгезионных соединений. Вообще все разделы книги построены по схеме физическая природа тех или иных свойств твердых тел — физические принципы работы яриборов, использующих эти свойства, — области применения и [c.3]

Основные виды связи влаги с м а т е р и а -л о м. При рассмотрении законов перемещения теплоты и влаги в коллоидных капилляриопористых телах, влажных материалах необходимо учитывать формы связи влаги с твердым скелетом тела, так как с изменением хара тера этой связи меняются физические свойства вещества и энергия связи влаги с материалом, а это важно при выборе метода (способа) удаления влаги из материала. [c.502]

При работе над учебником принималось во внимание, что студенты изучили курс Сопротивление материалов . Исходная точка зрения автора состояла в том, что сопротивление материалов — это введение в механику деформируемого твердого тела (МДТТ), основными разделами которой является теория упругости и пластичности, или, другими словами, — это первое знакомство с методами расчета на прочность и деформируемость типовых простейших элементов конструкций, встречающихся проектировщику на каждом шагу в его практической работе. Для современной механики твердого тела характерны расширение ее физических основ, более полный учет всех свойств реальных материалов. При расчете современных конструкций представление [c.3]

Приведенное выше определение механики, которую далее мы называем общей , может показаться недостаточно четким. Поэтому прежде всего следует установить место теоретической механики среди различных частей общей механики. Для этого мы остановимся на предварительном рассмотрении некоторых понятий, положенных в основу теоретической механики. К ним принадлежат понятия о материальной точке, системе материальных точек и абсолютно твердом теле. При этом до известной степени будут охарактеризованы физические свойства материальных тел, которые принимаются во внимание при изучении eopeтичe кoй механики сверх свойств, упомянутых выше. [c.17]

Из всего возможного многообразия физических свойств тел для нас пока достаточно остановиться па простейшем — дефор--чируемости тела. Все физические тела под влиянием приложенных сил из.меияют свою фор.му, причем величина деформации зависит от различных условий материала тела, формы его, величины и направлений приложенных сил. Некоторые тела, например жидкости и газы, легко деформируются твердые тела (например, металлы, дерево и др.), наоборот, обычно получают незначительные. деформации. [c.13]

Как известно из общего курса физики, материальные тела обладают сложной молекулярной структурой, причем молекулы среды совершают тепловые движения хаотичные в газах, более или менее упорядоченные в жидкостях и аморфных телах и колебательные в кристаллических решетках твердых тел. Эти внутренние движения определяют физические свойства тел, которые в модели сплошной среды задаются наперед основными феноменологическими закономерностями (например, законы Бойля — Мариотта, Клапейрона — в газах, законы вязкости — в ньютоновских и неиыотоповских жидкостях, закон Гука — в твердых телах). [c.103]

Со времен Галилея известно, однако, что именно этим свойством отличается поле тяготения, в котором все массы приобретают одинаковые ускорения. Масса в поле тяготения является количественной характеристикой силы, с которой тело притягивается к другим телам ( тяжелая масса). С другой стороны, при движении тела под действием других сил, отличных от сил тяготения, масса является количественной характеристикой инертности тел, т. е. их способности замедлять процесс изменения собственной скорости ( инертная масса). Понятия инертной и тяжелой масс, казалось бы, не имеют между собой ничего общего, поскольку первое из них относится к движению в любых нолях, а второе — только в гравитационных полях. Тем более примечательными оказались эксперименты Р. Этвеша (1848—1919), показавшего (с достаточно большой точностью), что обе массы пропорциональны друг другу, и, следовательно, выбором единиц их можно сделать просто равными. Этот результат, первоначально казавшийся случайным, Эйнштейн воспринял как фундаментальный физический принцип, давший возможность сделать вывод о локальной эквивалентности полей сил инерции и тяготения и тем самым установить принцип эквивалентности инертной и тяжелой масс ). Следующее простое рассуждение, принадлежащее Эйнштейну, иллюстрирует эту мысль. Предположим, что в кабине лифта свободно падает твердое тело. Если кабина лифта покоится относительно Земли, то тело будет двигаться в локально однородном поле тяжести с постоянным ускорением g. Пусть теперь одновременно с телом свободно падает и кабина лифта. При одинаковых начальных условиях для кабины и тела последнее будет находиться в покое относительно кабины. В ускоренной (неинерциальной) системе отсчета, связанной с кабиной, на тело наряду с силой тяжести бу,дет действовать равная и противополоокная ей по направлению сила инерции, и под действием этих двух сил тело будет находиться в равновесии ( невесомость ). [c.474]

Физика твердого тела представляет собой один из важнейших разделов современной науки. Благодаря успехам физики твердого тела стали возможны огромные достижения квантовой электрони ки, полупроводниковой техники, достижения в области создания материалов с уникальными физическими свойствами, определяющие в значительной степени важнейшие направления научно-технического прогресса. Неудивительно поэтому, что примерно половина всех физиков мира — исследователей и инженеров — занимаются теми или иными вопросами физики твердого тела. Большой вклад в развитие физики твердого тела внесли советские ученые Я. И. Френкель, Л. Д. Ландау, Б. Л. Гинзбург, А. В. Шубников, Н. В. Белов, Н. Н. Боголюбов и многие другие. [c.8]

Твердые тела — это вещества, которые обладают некоторой жесткостью по отношению к сдвигу. Структура таких веществ обычно является кристаллической. Кристаллы характеризуются правильным расположением атомов. В них существует строгая повторяемость одних и тех же элементов структуры (атомы, группы атомов, молекулы). Кроме кристаллических веществ в природе имеются также аморфные твердые тела, в которых отсутствует характерный для кристаллов дальний порядок. В то, же время в них наблюдается определенная упорядоченность в расположении атомо , характеризуемая так называемым ближним порядком. Различие в структуре этих двух групп твердых тел приводит к различию в их физических свойствах. [c.8]

Уровень достижений в области получения твердых материалов с улучшенными свойствами сейчас высок. Однако эти достижения были бы невозможны без научно обоснованного подхода к проблеме улучшения механических свойств. Возможности для такого подхода появились с развитием физических методов исследования твердых тел и прежде всего структурных рентгеновского, электро-нографпческого, нейтронографического и электронно-микроскопи-ческого. Стало ясно, что. большинство свойств твердых тел зависит от особенностей их атомной структуры. Крупным шагом в развитии физической теории прочности твердых тел явились теория несовершенств и, в первую очередь, теория дислокаций. Оказалось, что механическая прочность твердых тел зависит, главным образом, от дислокаций и что небольшие нарушения в расположении атомов кристаллической решетки приводят к резкому изменению такого структурно чувствительного свойства, как сопротивление пластической деформации. [c.115]

Приведенный выше далеко не полный обзор свойств аморфных твердых тел свидетельствует о том, что некристаллические вещества образуют класс материалов с большим разнообразием физических свойств. Их относительно слабая чувствительность к посторонним примесям позволяет использовать для изготовления аморфных твердых тел более простые и дешевые методы, чем в случае выраш,ивания.монокристаллов. Все это, вместе взятое, дает основание утверждать, что применение некристаллических твердых тел будет еще более широким. [c.369]

Работы Кренига и Клаузиуса не позволяли вычислить входящий в (ЗЗ) квадрат скорости молекул v . Бернулли, Кренит и Клаузиус полагали скорость всех молекул одинаковой и равной некоей постоянной величине. Но молекулы газа сталкиваются, обмениваются энергией и, следовательно, имеют самые различные скорости. Вместо невыполнимой задачи расчета скорости отдельных молекул Максвелл в 1860 г. указал на принципиально иной путь расчета средних величин, характеризующих состояние газа. Он предложил распределить все молекулы по группам в соответствии с их скоростью и дал метод расчета числа молекул в таких группах. Максвелл использует механическую модель газа, состоящего из большого числа твердых и совершенно упругих шаров, действующих друг на друга только во время столкновений. Если свойства подобной системы тел соответствуют свойствам газов,— отмечаег он,— то этим будет создана важная физическая аналогия, которая может привести к более правильному познанию свойств материи . (Большинство цитат этого параграфа, за особо оговариваемыми исключениями, взяты из [49, 50].) [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...