Đặc tính vật lý của Thạch anh T docx

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (105.51 KB, 5 trang )

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, 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.
+ Thớ nứt (Cassure)
Thớ nứt của nólà conchoidalevà có mãnh.Dạng thủytinh trong và nhày. Chính
những vết nứt này tạoviệc thu phát nănglượng trongthạch anh.
+ Mậtđộ
Mậtđộ là 2,65 nghĩalà lm3tinh thể đá nặng 2 tấn 650kgtrong khi1m3 nước chỉ
nặng có1 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. Mộtnguyên tử có một lõi quanh nó treomột hay
nhiều électron giống như các hành tinh vàcó những vòng tròn xoay cách xalõi một
khoảng cách nhiều hayít.
Khi một nguyên tử, giống như loại củasilice có một lớp điệnbên ngoài khônghoàn
hão làm cho sự cân bằng điện năngthiếuổn định và nó tìmcách sanbằng sự thiếu
sót này bằngviệc kết hợp vỏ ngoài với mộtnguyêntử bổ sung khác. Do đó silicum
cần 2nguyêntử oxy để tạo sự ổn định cho nó.
Ngược lại, với sứchút của các ionscó nhữnglực đối kháng, chỉ cầnxê dịch cấutrúc
trên mộtnguyêntử để toàn khối sẽ sụp đổ theo kế hoạch sắp xếp của nguyên tử.
Lúc đó ta có mộtsự chẻ theothớ hoàn hảo chochất liệu. Các đặc tínhđặc 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 vanglên trêntoàn bộ các tần số, các màu
sắc khácnhau của cầuvòng. Lưỡng chiếc làkhoảng cách giữa các chỉ số khúcxạ
của tiachiếu mà ngườita đã hướng đến nhiều trục khác nhaucủa tinh thể.
+ Phản ứng với sức nóng
Đặc tính nàygọi là sự hòa điệu. Một tinh thể đặt trên lửa trước tiên lôi kéo cáctro

tàn, sauđó đẫy rado sự tích tụ điện trên bề mặt. Khi bị lạnh,nó trở lại trạngthái
ban đầu. Nếu ta cho nhiệt độ tăng cao, nó nổ lốp đốp nhưngkhông chảy. Ngườita
có thể thay đổimàu sắc của một tinhthể ở nhiệt độ 450 o .
Ví dụ thạch anhaméthystengả sang vàng chanh,các nguyên tử sắt trongvảy cá kết
tinh bị biến dạngdo hơi nóng tạothay đổi nhỏ ở phầncấu trúc và bướcsóng 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.
+Phảnứng vớisự va chạm
Giờ hãy xét điềugì sẽ xảy ra khi ta làm biến dạng một tinhthể hay mộtbản tinh thể
nhờ sự xoắn, cắthay va chạm. Nósẽ phát ra ánh sáng vàđiện năng. Đó là phảnứng
áp điện (từ Hy Lạppiezein:ép). Đặctính này được Pierrevà Jacques Curiephát
hiện vào năm 1880.Nó được quansát từ các tíchđiện của sự xuất hiện các dấu
hiệu đối nghịchnhau trêncác mặt đối củamột tinh thể nếuta ép cơ học.
TrongSiO2 các nguyên tử silice đã mất đi các électron ngoại biên
(périphérique)của chúng cho cácnguyêntử oxy. Cấu trúc được xếp theo mộtthứ
tự hoàn hảovà ổn địnhvề điện năng.
Tinh thể thạchanh là trungtính, trọng tâmcủa các phân tử dương và âm được
trộn lẫn.Khi ta đặt một tinhthể vào một sự va chạmhay cắt, gấp lại thì các trọng
tâmsẽ biến dạng vàbề mặtbị phân cựcmột cách khácvới một thayđổi 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 điệnnăng, thanhlá thạch anh biến dạng… Các phân tử nạp điện
âm chuyển sangcực dương và ngược lại.Tinh thể dãn nở và co lạitùy vào trục
định hướng của kiểu cắt của thanhlá (bởi vậy trong thựchành cảmxạ chúngta
khôngbao giờ sử dụng những thạch anh đã qua đunluyện nấu mà phải dùng thạch
anh thiên nhiên.
Tinh thể thạchanh do vậyđược dùng rộngrãi trong kỹ thuật điện tử để thực hiện
các cộnghưởng áp điện, các máysiêu âm, các bộ ổn áp trong các máy pháttần số vì
khi rung động tinh thể áp đặt tần số ổn địnhcủa nó ở nguồn của trường điện năng
Ai cũngbiết đồnghồ quartz.Ở đây người ta chèn một đồnghồ trên tần số ổn định

của thanhlá thạch anhchỉgiây, phúthay giờ. Người ta dùng cả silicumnguyên chất,
có đượctừ SiO2 để tạo cácvật liệubán dẫn,các transistor,các diodehay các mạch
tích phân vớitrí nhớ của chúng.
Định nghĩa chính xác Ampere bằng
một electron tại một thời điểm
Đây là một phương pháp mới để định nghĩa ampere, đơn 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 đổi điện áp xoay chiều
thành một dòng điện cực kì chính xác
 Ampere,volt và ohm là ba đại lượng cơ bản của điện học. Mặc dù các nhà
vậtlý đã phát minh ra các phương pháp hiện đại đe định nghı̃a volt và ohm một
cách vi mô (các phươngpháp đohiệu điện th Josephson và hiệu ứng Halllượng
tử), nhưngcho đen nay, những thı́ nghiệm đoampere chı́nh xác nh t v n chı̉ là lặp
lại kỹ thuật đo đã được đưa ra từ th kı̉ 19.
 Ngày nay, amperev n được định nghı̃a là cường độ dòng điệnchạy trong
hai dây d n songsongdài, cách nhau 1 met,khi lực tương tác giữa chúng có một
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 hạnch độ chı́nh xác của phép đo
 Đo dòng điện cực nhỏ
 Thay vào đó, giờ đây các nhà vật lý đangmu n định nghı̃a ampere b ng
cách tạo ramột ngu n điện cực kı̀ chı́nh xác: chı̉ giải phóng một electron tại một
thời đi m. Mặc dù trước đây,các nhà nghiên cứu đã từng c g ngtạo ramột thi t
bị như vậy đe định nghı̃a ampere, nhưng v n chưa có ai thành công, vı̀ người ta đã
chứng minh r ng công việc đo một dòng điện cực nhỏ như vậy là r tkhó.
Giờ đây, Pekola và các đong nghiệp đã giải quy t được v nđe này b ng cách
tạo ramột bóng bán d nđơn điện tử ,single-electron transistor (bài báo đã được
đăng trên NaturePhysics). Thi t bị của họ bao g mmột c đảo d n điện siêunhỏ
(asmall conducting island),được k t n i với bên ngoài thôngqua2 lớp ti p xúc

đườngh m.Electron có th xuyên h m thông qua lớp ti p xúc này, chạy dọc theo
vậtd n r i lại chuih m thông qualớp ti p xúc kia. Thi t bị cũng baog mmột
c ng điện cực (gateelectrode), dùng đe đi u chı̉nh dòng electron đi qua vật d n,
b ng cách đặtvào đó một điện áp.
 Thi t bị này được làm lạnh dưới 0,1K nh m tránh sự nhi u loạn do nhiệt,
hai đau của nó được duytrı̀ một hiệu điện th 1 chi u không đoi,trong khi điện
cực c ng được đi u khi nbởi một hiệu điện th xoaychi u. Con s chı́nh xác các
electron đi quathi t bị trongmột chu kı̀ dao động điện được xác định bởi biên độ
và giá trị trungbı̀nh hiệu dụng (meanvalue) của hiệu điệnth đặt vào c ng điện
cực.
 Dòng điện đi qua thi t bị v n là s các electron đi quađườngh m m i
chu trı̀nh nhân với điện tı́ch của m ielectron và với t n s daođộng điện của
ngu n. T n s dao động điện của ngu n và s các electron đi qua thi t bị m ichu
trı̀nh thı̀ có th xác định được, điệntı́ch của electron cũng đã được bi t trước, do
đó, có th xem thi t bị này là một ngu nđiện vô cùng chı́nh xác.
 Mặc dù các nhà nghiên cứu v n c n nâng caothêm sự chı́nh xác của thi t
bị, Pekolatin r ng bóng bán d n này là một trong nhữngứng cử viên sáng giá đe
ch tạo một "T hợp logic bơm cường độ dòng điện", nh m định nghı̃a ampere.Trả
lời Physicsworld.com, ông cho bi t v n đe này có th được giải quy t b ngcách
đặtsong song 10thi t bị nhưvậy với nhau,lúc y dòng điện sẽ có độ lớn khoảng 10
pA - đủ lớn đe có th đo đạc.

Đặc tính vật lý của Thạch anh T docx

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về