크리스탈에 관한 창의적인 작품. 연구 작품 "크리스탈"크리스탈의 개념

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크리스탈과 결정학
크리스탈(그리스어 krystallos - "투명 얼음"에서 유래)은 원래 알프스에서 발견된 투명한 석영(바위 크리스탈)이라고 불렸습니다. 암석 수정은 더 이상 녹지 않을 정도로 추위에 굳어진 얼음으로 오해되었습니다. 처음에는 주요 특징투명하게 결정이 보였고 이 단어는 모든 투명한 천연 고체에 적용되는 데 사용되었습니다. 나중에 그들은 광채와 투명성이 천연 물질보다 열등하지 않은 유리를 생산하기 시작했습니다. 이러한 유리로 만든 물체를 '크리스탈'이라고도 합니다. 오늘날에도 특별한 투명도를 지닌 유리를 크리스탈이라 부르며, 점술가들의 '마법의' 공을 수정구슬이라고 부릅니다. 암석 수정과 기타 많은 투명한 광물의 놀라운 특징은 매끄럽고 평평한 가장자리입니다. 17세기 말. 그들의 배열에는 일정한 대칭이 있다는 것이 주목되었습니다. 또한 일부 불투명 광물도 자연적으로 규칙적인 절단면을 갖고 있으며 절단면의 모양은 특정 광물의 특징이라는 사실도 밝혀졌습니다. 그 모양이 다음과 관련이 있을 것이라는 예감이 있었습니다. 내부 구조. 결국, 결정은 자연적으로 평평한 절단면을 갖는 모든 고체 물질이라고 불리게 되었습니다. 결정학 역사에서 주목할 만한 이정표는 1784년 프랑스 수도원장 R. Gauy가 쓴 책이었습니다. 그는 결정이 작고 동일한 입자의 올바른 배열에서 발생한다는 가설을 세웠으며 이를 "분자 블록"이라고 불렀습니다. Haüy는 그러한 "벽돌"을 쌓아서 방해석의 부드럽고 평평한 가장자리를 얻을 수 있음을 보여주었습니다. 그는 "벽돌"의 모양과 쌓는 방식의 차이를 통해 다양한 물질의 모양의 차이를 설명했습니다. Haüy 시대 이래로 결정의 규칙적인 모양은 입자의 규칙적인 내부 배열을 반영한다는 가설로 받아들여졌으나 이는 1912년 뮌헨의 M. von Laue가 X선이 회절한다는 사실을 확립하면서 확인되었습니다. 결정 내의 원자 평면. 사진 판에 떨어지는 회절 광선은 그 위에 기하학적 패턴의 어두운 점을 만듭니다. 이러한 반점의 위치와 강도를 기반으로 구조 단위의 크기를 계산하고 그 안에 있는 원자의 위치를 결정할 수 있습니다. 내부 구조를 직접 연구할 수 있는 가능성을 염두에 두고 결정학에 관련된 많은 사람들은 규칙적인 내부 구조를 가진 모든 고체 물질에 적용하기 위해 "결정"이라는 용어를 사용하기 시작했습니다. 그들은 내부 질서가 정기적인 외부 절단의 형태로 나타나기 위해서는 유리한 조건만이 필요하다고 믿었습니다. 일부 과학자들은 외부에 드러나지 않은 내부 질서가 없는 고체 물질을 "결정체"라고 부르는 것을 선호하며, "결정체"는 예전처럼 자연적인 측면을 가진 고체 물질을 의미합니다.
크리스탈 상태
기체, 액체, 고체를 구성하는 원자는 다양한 정도의 질서를 가지고 있습니다. 가스에서는 원자와 원자의 작은 그룹이 서로 결합하여 분자를 형성하며 일정하고 무작위로 움직입니다. 기체를 냉각시키면 분자가 서로 최대한 가깝게 움직이고 액체가 형성되는 온도에 도달합니다. 그러나 액체의 원자와 분자는 여전히 서로 미끄러질 수 있습니다. 물과 같은 일부 액체가 냉각되면 분자가 상대적으로 움직이지 않는 결정 상태로 동결되는 온도에 도달합니다. 액체마다 다른 이 온도를 어는점이라고 합니다. (물은 0°C에서 언다. 이 경우 물 분자는 규칙적으로 결합하여 규칙적인 모양을 이룬다.) 기하학적 도형.) 결정 상태의 물질(원자 또는 분자)의 각 입자는 전체 결정에 있는 동일한 유형의 다른 입자와 동일한 환경을 갖습니다. 즉, 매우 특정한 거리에 위치한 매우 특정한 입자로 둘러싸여 있습니다. 결정을 특징짓고 다른 고체와 구별하는 것은 바로 이러한 질서 있는 3차원 배열입니다.
결정의 형성
일반적으로 결정은 용융물, 용액, 증기의 세 가지 방식으로 형성됩니다. 용융물로부터의 결정화의 예는 물로부터 얼음이 형성되는 것입니다. 왜냐하면 물은 본질적으로 용융된 얼음에 지나지 않기 때문입니다. 용융물로부터의 결정화에는 화산암 형성 과정도 포함됩니다. 지각의 균열을 관통하거나 용암의 형태로 표면으로 밀려나오는 마그마에는 무질서한 상태의 많은 원소가 포함되어 있습니다. 마그마나 용암이 냉각되면서 서로 다른 원소의 원자와 이온이 서로 끌어당겨 서로 다른 광물의 결정을 형성합니다. 이러한 조건에서는 많은 결정핵이 나타납니다. 크기가 커지면 서로 성장하는 것을 방지하므로 매끄러운 외부 가장자리가 거의 형성되지 않습니다.

자연의 결정은 바닷물에서 떨어진 수억 톤의 소금이 예시하는 것처럼 용액에서도 형성됩니다. 이 과정은 염화나트륨 수용액을 사용하여 실험실에서 시연할 수 있습니다. 물이 천천히 증발하도록 방치하면 용액은 결국 포화되고 추가 증발로 인해 염이 방출됩니다. 양전하를 띤 나트륨 이온은 음전하를 띤 염소 이온을 끌어당겨 용액에서 방출되는 염화나트륨 결정핵을 형성합니다. 추가 증발로 인해 이전에 형성된 핵에 다른 이온이 부착되고 특징적인 내부 질서와 부드러운 외부 가장자리를 가진 결정이 점차 성장합니다.

결정은 증기나 가스로부터 직접 형성되기도 합니다. 가스가 냉각되면 전기적 인력이 원자나 분자를 결합하여 결정질 고체로 만듭니다. 이것이 눈송이가 형성되는 방식입니다. 수분을 함유한 공기는 냉각되고, 어떤 형태의 눈송이도 그 공기에서 직접 자라납니다.
결정 구조
결정은 원자나 분자로 구성된 규칙적인 3차원 격자입니다. 결정의 구조는 원자(또는 분자)의 공간적 배열입니다. 이 배열의 기하학적 구조는 패턴의 주요 요소가 여러 번 반복되는 벽지의 패턴과 유사합니다. 동일한 점은 5개의 평면에 배치될 수 있습니다. 다른 방법으로, 무한 반복이 가능합니다. 공간의 경우 동일한 점을 배열하는 방법은 14가지가 있으며 각 점의 환경이 동일해야 한다는 요구 사항을 충족합니다. 이것은 공간 격자이며, 1848년에 이러한 종류의 가능한 격자의 수가 14개라는 것을 증명한 프랑스 과학자 O. Bravais의 이름을 따서 Bravais 격자라고도 합니다(그림 1-1, 1-2).

각 격자 사이트가 결정에 적용되는 것과 동일한 원자 환경을 가져야 한다는 요구 사항은 패턴 자체의 기본 요소에 제한을 부과합니다. 반복되면 빈 노드가 남지 않고 전체 공간을 채워야 합니다. 이 요구 사항을 충족하는 특정 지점(예: 격자 주변의 원자) 주변의 물체 배열 옵션은 32개뿐인 것으로 나타났습니다. 이들은 소위 32개의 공간 그룹이다. 14개의 공간 그리드와 결합하여 230개의 공간 그리드를 제공합니다. 가능한 옵션공간 그룹이라고 불리는 공간의 객체 배열. 결정의 구조는 원자의 공간적 배열뿐만 아니라 그 종류에 의해서도 결정되기 때문에 구조의 수가 매우 많습니다. 그림에 표시된 세 가지 결정 구조. 2는 동일한 공간 그룹에 속하지만 동일하지 않습니다.

모든 결정에 공통되는 것은 14개의 공간 격자이며, 그 중 가장 작은 형태 형성 셀이 그림 1에 나와 있습니다. 1. 모든 결정의 단위 셀은 그 중 하나와 유사하지만 크기는 원자의 크기, 수 및 배열에 따라 결정됩니다. 일반적으로 평행육면체 형태의 단위 셀은 Haüy의 "벽돌"과 유사합니다. 기본 요소로, 반복하면 결정이 생성됩니다. X선 분석을 사용하면 세포 측면의 길이와 측면 사이의 각도를 매우 정확하게 확인할 수 있습니다. 단위 셀은 매우 작으며 나노미터(10-9m) 정도입니다. 염화나트륨의 입방 단위 셀의 한 변은 0.56 nm입니다. 따라서 일반 식용 소금의 작은 알갱이에는 약 백만 개의 기본 세포가 나란히 쌓여 있습니다. X선 회절법(X선 회절)을 사용하면 단위 셀의 절대 크기뿐만 아니라 공간군, 심지어 공간 내 원자 배열까지 결정하는 것이 가능합니다. 결정 구조. 전자 회절(전자학), 중성자 회절(중성자학) 및 적외선 분광학 방법도 결정 구조 연구에 중요한 역할을 했습니다.
결정의 형태
결정은 형태가 없는 입자에서는 발견되지 않는 특정한 내부 대칭성을 가지고 있습니다. 결정의 대칭성은 간섭 없이 자유롭게 성장할 수 있을 때만 외부적으로 표현됩니다. 그러나 잘 조직된 결정이라 할지라도 완벽한 모양을 갖는 경우는 거의 없으며 두 개의 결정이 정확히 똑같지는 않습니다. 결정의 모양은 여러 요인에 따라 달라지며, 그 중 하나는 단위 셀의 모양입니다. 이러한 "벽돌"이 각 측면에 평행하게 동일한 횟수만큼 반복되면 모양과 상대 치수가 단위 셀의 크기와 정확히 동일한 결정이 얻어집니다. 이에 가까운 그림은 많은 결정질 물질의 특징입니다. 그러나 모양은 온도, 압력, 순도, 농도 및 용액 이동 방향과 같은 요인의 영향을 받습니다. 따라서 동일한 물질의 결정이라도 다양한 형태를 나타낼 수 있습니다. 모양의 차이는 정확히 동일한 "벽돌"이 어떻게 놓여져 있는지에 따라 다릅니다. 단위 셀과 벽돌 간의 유사점은 매우 유용합니다(그림 3). 해당 측면이 평행하도록 벽돌을 배치하면 벽을 만들 수 있습니다 (그림 3, a). 벽의 길이, 높이 및 두께는 주어진 방향으로 놓인 벽돌 수에 의해서만 결정됩니다. 특정 순서로 벽돌을 제거하면 라이저의 벽돌 수와 계단 단차의 비율에 따라 경사가 있는 소형 계단 계단(그림 3, b, c)을 얻을 수 있습니다. 이러한 계단에 자를 놓으면 벽돌의 크기와 쌓는 방법에 따라 각도가 형성됩니다. 경사각 x와 y는 상대 길이 s와 f에 관계없이 대칭입니다 (그림 3d).

마찬가지로, 기본 셀의 특정 행이나 그룹을 엄격하게 정의된 순서에 따라 건너뛰면 결정의 모양이 달라질 수 있습니다(그림 4). 크리스탈의 비스듬한 가장자리는 벽돌로 만든 계단과 같지만 여기의 "벽돌"은 너무 작아서 크리스탈의 가장자리가 매끄러운 표면처럼 보입니다. 해당 결정면 사이의 각도는 크기에 관계없이 일정합니다. 이것은 1669년 Dane N. Steno가 수정의 예를 사용하여 확립했습니다. 따라서 그는 모양이 결정질 물질의 특징임을 보여주었습니다. 이제 결정의 모양은 단위격자의 크기와 모양에 따라 결정된다는 것이 알려져 있으며, 스테노의 입장은 같은 물질의 결정이 대응하는 면 사이의 각도가 일정하다는 법칙의 일반화된 형태를 취하고 있다.

면의 크기와 모양은 크리스탈마다 다릅니다. 그러나 모든 잘 절단된 결정에는 고유한 외부 대칭이 있습니다. 각도의 반복과 얼굴의 유사성, 의미가 동일한 것에서 드러난다. 모습, 에칭 결함 및 성장 특징. 결정의 모양이 거의 완벽하다면 대칭면의 크기와 모양도 비슷합니다. X-선 결정학이 출현하기 전에 결정학에 종사하는 사람들의 가장 중요한 임무는 결정면 사이의 각도를 측정하는 것이었습니다. 이러한 각도 측정을 바탕으로 결정면을 입체 투영법이나 노모닉 투영법으로 그리면 크기와 모양에 관계없이 면의 대칭 배열을 나타낼 수 있습니다. 이러한 투영으로부터 축 관계를 계산하고 결정을 그리는 것이 가능합니다.
대칭 요소. 32가지 유형의 점군 대칭 배열이 X-선 방법으로 결정되기 오래 전에 형태학 연구를 통해 식별되었습니다. 결정의 모양과 구조. 면의 유형과 위치, 그리고 면 사이의 각도에 따라 결정은 32개의 결정학 클래스 중 하나로 지정되었습니다. 따라서 공간군과 결정학적 분류는 동의어이며 대칭의 세 가지 주요 요소인 평면, 축, 중심이 있습니다(그림 5).

대칭면.우리에게 잘 알려진 많은 물체는 평면을 기준으로 대칭을 이루고 있습니다. 예를 들어, 의자나 테이블이 두 개의 동일한 부분으로 나누어져 있다고 상상할 수 있습니다. 마찬가지로, 대칭면은 결정을 두 부분으로 나누며, 각 부분은 다른 부분의 거울상입니다. (대칭면을 거울면이라고도 합니다.)
대칭축.대칭축은 전체 회전의 일부를 회전함으로써 물체가 그 자체와 일치하게 될 수 있는 가상의 직선입니다. 결정에는 5가지 유형의 축 대칭만 가능합니다: 1차(회전 없음과 동일), 2차(180° 반복), 3차(120° 반복), 4차(90° 반복) 및 6차( 60° 이후 반복).
대칭의 중심.크리스탈 표면의 반대편에 정신적으로 그린 직선이 동일한 점을 통과하면 크리스탈은 대칭 중심을 갖습니다. 따라서 결정의 반대편에는 동일한 면, 모서리 및 모서리가 있습니다. 결정에는 평면, 축, 대칭 중심의 조합이 32가지 가능합니다. 이러한 각 조합은 결정학적 등급을 결정합니다. 한 클래스에는 대칭이 없습니다. 1차 회전축이 하나 있다고 합니다.
결정학 시스템.그림에서. 그림 1은 다양한 모양의 7개 기본 그리드 셀을 보여줍니다. 능면체 격자와 육각형 격자는 동일한 축으로 정의됩니다. 따라서 32개의 점군 대칭을 사용하면 6개의 기본 단위 셀 모양만 존재합니다. 기본 "건물" 단위의 모양에 따라 32개의 결정학 클래스가 6개의 결정학 시스템으로 구분됩니다. 각 결정학 시스템에는 단위 셀과 결정면을 결정하는 자체 좌표계가 있습니다. 그림에서. 1은 단위 셀의 변 a, b, c이다. 수직면을 c로, 도면 평면의 수평면을 b로, 도면 평면에 수직인 수평면을 a로 표시하는 것이 관례입니다. 이 변이 놓인 직선은 기준선 역할을 하며 결정학적 축이라고 합니다. b와 c 사이의 각도는 a, a와 c-b 사이, a와 b-g 사이로 표시됩니다. 결정학 시스템의 이름, 해당 결정학 축 사이의 상대 길이 및 각도 관계는 다음과 같습니다. 삼사정계: a는 b와 같지 않으며, a는 b와 같지 않으며 g와 같지 않습니다. 단사정계: a는 b와 같지 않음, a = g = 90°, b > 90°. 사방정계: a는 b와 같지 않으며, a = b = g = 90°입니다. 정방형: a = b는 c와 같지 않습니다. a = b = g = 90°입니다. 이 시스템에서 a와 b는 동일하고 동일하므로 일반적으로 a1, a2로 표시됩니다. c는 a보다 크거나 작을 수 있습니다. 육각형: a = b는 c와 같지 않습니다. a = b = 90°, g = 120°. 육각형 결정의 단위 셀은 일반적으로 삼중으로 간주되며 세 개의 수평 축 a1, a2, a3으로 정의되며 서로 120°의 각도를 이루고 기존 수직 축 c와 90°를 이룹니다. 입방체(등각투영): a = b = c, a = b = g = 90°. 그림에서. 그림 6은 다양한 결정학 시스템에 속하는 결정이 가질 수 있는 다양한 모양을 보여줍니다.

크리스탈 모양.언뜻 보면 크리스탈의 모양을 정의하는 모든 측면이 동일해 보일 수 있지만 주의 깊게 살펴보면 미묘한 차이가 드러납니다. 여기에는 광택 차이, 성장 불규칙성, 에칭 결함 또는 밴딩이 포함될 수 있습니다. 그러나 일부 모서리는 정확히 동일한 것으로 나타났습니다. 이러한 면은 동일하고 동일하게 위치한 원자로 구성되며 다음에 해당합니다. 특정 형태크리스탈. 같은 모양의 모든 면은 대칭 요소와 동일한 관계를 갖기 때문에 서로 다른 모양의 면의 분포는 대칭을 나타냅니다. 일부 결정에는 한 가지 모양의 면만 있는 반면 다른 결정에는 여러 모양의 면이 있습니다. 그림에서. 7,a,b,c는 3개를 보여줍니다. 다양한 모양입방정계, 그리고 그림. 7,d - 이 세 가지 형태의 조합입니다.

광학 결정학
이들의 광학적 특성은 결정의 설명과 식별에 중요합니다. 빛이 투명한 결정에 닿으면 부분적으로는 반사되고 부분적으로는 결정으로 투과됩니다. 크리스탈에서 반사된 빛은 크리스탈에 빛과 색상을 부여하고, 크리스탈에 입사하는 빛은 크리스탈의 광학적 특성에 따라 결정되는 효과를 만들어냅니다.
굴절률.경사진 광선이 공기에서 결정으로 전달되면 전파 속도가 감소합니다. 입사광선이 편향되거나 굴절됩니다. 결정의 밀도가 크고 빔의 입사각(i)이 클수록 굴절각(r)도 커집니다. sin i 대 sin r의 비율은 일정한 값입니다. 이는 일반적으로 sin i/sin r = n으로 작성됩니다. 상수 n을 굴절률이라고 합니다. 이는 결정의 가장 중요한 광학적 특성이며 매우 정확하게 측정할 수 있습니다. 광학도 참조하십시오. 광학적 관점에서 모든 투명 물질은 등방성과 이방성의 두 그룹으로 나눌 수 있습니다. 등방성 물질에는 입방정계의 결정과 유리와 같은 비결정성 물질이 포함됩니다. 등방성 물질에서는 빛이 모든 방향으로 같은 속도로 이동하므로 이러한 물질의 굴절률은 동일합니다. 이방성 물질 그룹은 다른 모든 결정학 시스템의 결정으로 구성됩니다. 이 그룹의 물질에서는 한 결정학적 방향에서 다른 결정학적 방향으로 이동할 때 빛의 속도, 즉 굴절률이 지속적으로 변합니다. 빛이 이방성 결정에 들어가면 서로 직각으로 진동하고 서로 다른 속도로 이동하는 두 개의 광선으로 분할됩니다. 이 현상을 복굴절이라고 합니다. 모든 이방성 결정은 두 개의 굴절률을 특징으로 합니다. 육각형 및 사각형 결정의 경우 최대값과 최소값이 표시됩니다. "주" 굴절률. 이러한 주굴절률 중 하나는 c축에 평행하게 진동하는 광선에 해당하고, 다른 하나는 이 축에 직각으로 진동하는 광선에 해당합니다. 사방정계, 단사정계 및 삼사정계 결정에는 세 가지 주요 굴절률이 있습니다. 최대, 최소 및 중간 굴절률은 서로 수직인 세 방향으로 진동하는 광선에 의해 결정됩니다. 굴절률은 물질의 화학적 조성과 구조에 따라 달라지므로 각 결정성 고체의 특징적인 양이며 측정에 도움이 됩니다. 효과적인 방법그의 신분증. 보석상이나 보석 전문가는 간단한 굴절계를 사용하여 보석을 세팅에서 제거하지 않고도 보석의 굴절률을 측정할 수 있습니다. 광물학자는 편광 현미경을 사용하여 작은 알갱이의 굴절률과 기타 광학 특성을 측정하여 광물의 종류를 쉽게 결정할 수 있습니다.
또한보십시오귀중한 돌.
다색성.이방성 결정에서는 서로 다른 결정학적 방향으로 진동하는 빛이 서로 다르게 흡수될 수 있습니다. 다색성이라고 불리는 이 현상의 가능한 결과 중 하나는 진동 방향이 바뀔 때 결정의 색상이 변하는 것입니다. 다른 결정의 경우, 한 결정학적 방향으로 진동하는 빛은 강도 손실이 거의 없이 전파될 수 있으며 직각에서는 거의 완전히 흡수될 수 있습니다. 폴라로이드와 같은 편광 필터의 작용은 얇은 배향 결정에 의한 빛 흡수의 차이에 기초합니다.
크리스탈의 응용
천연 결정은 항상 사람들의 호기심을 불러일으켰습니다. 그 색깔과 빛, 형태는 인간의 미적 감각을 감동시켰고, 사람들은 그것들로 자신과 집을 장식했습니다. 오랫동안 미신은 수정과 연관되어 왔습니다. 부적처럼 그들은 주인을 악령으로부터 보호할 뿐만 아니라 초자연적인 힘을 부여해야 했습니다. 나중에 동일한 광물이 절단되고 연마되기 시작했을 때 보석, 출생 달에 해당하는 "행운의"부적과 "자신의 돌"에는 많은 미신이 보존되어 있습니다. 오팔을 제외한 모든 천연 보석은 결정체이며, 다이아몬드, 루비, 사파이어, 에메랄드 등 대부분이 아름답게 절단된 결정체로 발견됩니다. 크리스탈 주얼리는 신석기 시대와 마찬가지로 지금도 인기가 높습니다. 광학 법칙에 따라 과학자들은 연삭 및 연마를 통해 렌즈를 만들 수 있는 투명하고 무색이며 결함이 없는 광물을 찾고 있었습니다. 무색 석영 크리스털은 필요한 광학적, 기계적 특성을 갖고 있으며, 안경용 렌즈를 포함한 최초의 렌즈도 이 크리스털로 만들어졌습니다. 인공광학유리가 등장한 이후에도 결정의 필요성이 완전히 사라지지는 않았습니다. 자외선과 적외선을 투과하는 석영, 방해석 및 기타 투명 물질의 결정체는 여전히 광학 장치용 프리즘과 렌즈를 만드는 데 사용됩니다. 수정은 20세기의 많은 기술 혁신에서 중요한 역할을 했습니다. 일부 수정이 생성됩니다. 전하변형되었을 때. 그들의 첫 번째 중요한 응용은 석영 크리스털로 안정화된 무선 주파수 발진기의 제조였습니다. 무선 주파수 발진 회로의 전기장에서 석영판을 강제로 진동시킴으로써 수신 또는 송신 주파수를 안정화할 수 있습니다. 전자공학에 혁명을 일으킨 반도체 장치는 주로 실리콘과 게르마늄과 같은 결정질 물질로 만들어집니다. 이 경우 결정 격자에 유입되는 합금 불순물이 중요한 역할을 합니다. 반도체 다이오드는 컴퓨터와 통신 시스템에 사용되며, 트랜지스터는 무선 공학에서 진공관을 대체했으며, 우주선 외부 표면에 설치된 태양 전지판은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 반도체는 AC/DC 변환기에도 널리 사용됩니다.
또한보십시오
반도체 전자 장치;
트랜지스터. 결정은 또한 일부 메이저에서 마이크로파를 증폭하고 레이저에서 광파를 증폭하는 데 사용됩니다. 압전 특성을 지닌 수정은 라디오 수신기 및 송신기, 픽업 헤드 및 소나에 사용됩니다. 일부 결정은 광선을 변조하는 반면 다른 결정은인가된 전압의 영향을 받아 빛을 생성합니다. 크리스탈의 용도 목록은 이미 꽤 길며 지속적으로 늘어나고 있습니다.
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레이저;
양자 발생기 및 증폭기.
인공 결정.오랫동안 인간은 자연에서 발견된 돌만큼 귀중한 돌을 합성하는 것을 꿈꿔왔습니다. 20세기까지 그러한 시도는 성공하지 못했습니다. 그러나 1902년에는 특성을 지닌 루비와 사파이어를 얻는 것이 가능해졌습니다. 자연석. 이후 1940년대 후반에 에메랄드가 합성됐고, 1955년에는 제너럴일렉트릭(General Electric)사와 소련 과학원 물리연구소가 에메랄드의 생산을 보고했다. 인공 다이아몬드. 결정에 대한 많은 기술적 요구로 인해 미리 결정된 화학적, 물리적, 전기적 특성을 갖는 결정을 성장시키는 방법에 대한 연구가 자극되었습니다. 연구자들의 노력은 헛되지 않았으며, 수백 가지 물질의 큰 결정을 성장시키는 방법이 발견되었는데, 그 중 많은 물질은 자연 유사체가 없습니다. 실험실에서는 원하는 특성을 보장하기 위해 신중하게 제어되는 조건에서 결정이 성장하지만 원칙적으로 실험실 결정은 용액, 용융물 또는 증기에서 자연과 동일한 방식으로 형성됩니다. 따라서 Rochelle 염의 압전 결정은 다음과 같은 수용액에서 성장합니다. 기압. 큰 광학 석영 결정도 용액에서 성장하지만 온도는 350~450°C이고 압력은 140MPa입니다. 루비는 2050°C의 온도에서 용융된 산화알루미늄 분말로부터 대기압에서 합성됩니다. 연마제로 사용되는 탄화규소 결정은 전기로의 증기에서 얻습니다.
연마재도 참조하십시오. 고체 물리학.
문학
현대 결정학. 엠., 1979-1981

콜리어의 백과사전. - 열린사회. 2000 .

야나 솔로비요바(투르코바)
4학년 학생의 프로젝트 “알 수 없는 것은 모두 정말 흥미롭습니다! 놀라운 세계크리스탈"

안녕하세요!

저는 결정의 세계를 연구하는 데 있어 "알려지지 않은 모든 것이 매우 흥미로웠습니다!"라는 프레젠테이션을 여러분께 소개합니다.

프레젠테이션은 Daniil Turkov의 레닌그라드 지역에 있는 Aleksinsky 학교의 4학년 학생인 제 아들이 편집했습니다.

가설: 크리스탈은 보석이다.

목표:수정은 단지 보석일 뿐이라는 사실에 대한 반박을 찾아보세요.

작업:

1. 크리스탈이 무엇인지 알아보세요.

2. 우리 주변에 크리스탈이 무엇인지 알아보세요.

3. 알아보세요 흥미로운 사실크리스탈에 대해서.

4. 집에서 크리스탈을 키워보세요.

크리스탈이란 무엇입니까?

크리스탈은 자연의 놀라운 창조물입니다. 우리는 그들을 존경합니다 밝은 색상투명성, 균일하고 부드러운 가장자리, 그리고 가장 중요한 것은 올바른 형태. 크리스탈은 마치 누군가가 특별히 자르고, 광택을 내고, 칠한 것처럼 보입니다. 이 작품이 바쳐진 것은 바로 이 '기적'이다...

그리스 크리스탈로스의 크리스탈은 원래 얼음이었지만 나중에 크리스탈은 암석 크리스탈이라는 또 다른 이름을 얻었습니다.

이들은 정다면체의 자연스러운 모양을 가진 고체입니다. 이 형태는 결정 내 원자의 정렬된 배열의 결과로, 3차원 주기적인 공간 배열, 즉 결정 격자를 형성합니다.

우리 주변의 결정체는 무엇입니까?

자연에는 결정을 형성하는 수백 가지 물질이 있습니다. 물은 이들 중 가장 흔한 것 중 하나입니다. 얼어붙은 물은 얼음 결정이나 눈송이로 변합니다.

우리 주변에 있는 설탕, 소금 등 가장 일상적인 것들은 결정체입니다.

미네랄 결정은 특정 암석 형성 과정에서도 형성됩니다. 엄청난 양의 뜨겁고 녹은 물질 바위지하 깊은 곳은 실제로 광물 용액입니다. 이러한 액체 또는 용융된 암석 덩어리가 지구 표면으로 밀려나면서 냉각되기 시작합니다. 그들은 매우 천천히 냉각됩니다. 미네랄은 뜨거운 액체에서 차가운 고체 형태로 변할 때 결정으로 변합니다. 수백만 년 전, 화강암은 액체 상태의 용융된 광물 덩어리였습니다. 현재 지각에는 천천히 냉각되어 다양한 유형의 결정체를 형성하는 용융된 암석 덩어리가 있습니다.

보석도 크리스탈이다! 이들은 아름다움과 희소성이라는 두 가지 주요 "귀중함" 특성을 지닌 광물입니다. 당신은 다이아몬드, 자수정, 루비, 사파이어, 에메랄드, 토파즈 등 많은 보석의 이름을 알고 있습니다.

1. 크리스탈이 이런 식으로 스스로 재생산하고 성장한다는 사실을 알고 계셨나요? 그들은 당연히 자연의 "살아있는"생물이라고 부를 수 있습니다.

가장 큰 결정체는 2000년 멕시코 치와와 주의 나이카 광산 단지에 있는 수정 동굴에서 발견되었습니다. 그곳에서 발견된 석고 결정 중 일부는 길이가 15m, 너비가 1m에 이릅니다.

2. 미네랄 스포듀민은 미터 길이의 거대한 결정으로도 유명합니다.

3. 오스트리아 크리스탈 월드 박물관.

놀라운 크리스탈 박물관은 100주년을 기념하여 1995년에 문을 열었습니다.

스와로브스키 기념일. 박물관은 크리스탈 제품을 직접 보고, 느끼고, 듣고, 냄새를 맡을 수 있는 대화형 전시장입니다. 박물관은 전시실이 복도와 계단으로 연결된 지하 미로입니다. 입구에는 녹색 수정으로 만든 눈과 입에서 폭포가 흐르는 거인의 머리가 방문객을 맞이합니다. 전설에 따르면 이 지역에는 거인이 살았는데, 그는 수많은 보물을 조심스럽게 지키고 이제는 스와로브스키 크리스털 월드의 부를 보호하고 있습니다. 박물관에는 기네스북에 등재된 세계에서 가장 크고 작은 크리스털이 전시되어 있습니다. 가장 큰 스와로브스키 크리스탈의 직경은 40cm, 무게는 31만 캐럿입니다. 가장 작은 결정의 직경은 0.8mm에 불과하며 현미경을 통해서만 볼 수 있습니다. 이제 Swarovski Crystal Worlds는 오스트리아에서 두 번째로 인기 있는 박물관이 되었습니다.

4. 토르버나이트.

이 광물은 황홀할 정도로 아름답지만 치명적입니다. 토버나이트 수정 프리즘에는 우라늄이 포함되어 있어 인간에게 암을 유발할 수 있습니다. 또한 가열되면 이 돌은 건강에 매우 위험한 라돈 가스를 천천히 방출하기 시작합니다.

5. 웨지 클라스.

희귀한 클리노클라제 크리스탈에는 작은 비밀이 하나 있습니다. 가열하면 이 아름답고 아름다운 광물이 마늘 냄새를 풍깁니다.

6. 바나디나이트 결정이 박힌 백색 중정석.

Vanadinite는 스칸디나비아 아름다움의 여신 Vanadis를 기리기 위해 그 이름을 받았습니다. 이 광물은 납 함량이 높기 때문에 지구상에서 가장 무거운 광물 중 하나입니다. 바나디나이트 결정은 햇빛에 노출되면 어두워지는 경향이 있으므로 햇빛을 피하여 보관해야 합니다.

7. 중정석을 함유한 은빛 스티브나이트.

Stibnite는 황화안티몬이지만 은으로 구성된 것으로 보입니다. 고품질. 이러한 유사성 덕분에 어느 날 누군가가 이 재료로 고급 식기를 만들기로 결정했습니다. 그리고 이것은 매우 나쁜 생각이었습니다... 안티몬 결정은 심각한 중독을 일으키므로 피부에 닿은 후에도 비누로 철저히 씻어야합니다.

8. 칼칸타이트.

이 결정의 매혹적인 아름다움은 치명적인 위험을 숨기고 있습니다. 일단 액체 환경에 들어가면 이 광물에 포함된 구리가 빠르게 용해되기 시작하여 방해가 되는 모든 생명체를 위협합니다. 단 하나의 작은 파란색 조약돌이 모든 동식물과 함께 연못 전체를 파괴할 수 있으므로 극도로 주의해서 다루어야 합니다.

9. Kuprosklodovskite.

바늘 모양의 쿠프로스클로도프스카이트 결정은 깊이 있고 다양한 녹색 색상과 흥미로운 모양으로 시선을 사로잡습니다. 그러나 이 광물은 우라늄 매장지에서 채굴되며 방사성이 높기 때문에 생명체뿐만 아니라 다른 광물에서도 멀리 보관해야 합니다.

10. 팔라사이트 운석.

1777년 독일 과학자 팔라스는 운석 낙하 현장인 크라스노야르스크에서 발견된 희귀 금속 샘플을 쿤스트카메라 박물관에 전달했습니다. 곧 무게가 687kg에 달하는 외계 기원의 전체 블록이 상트 페테르부르크로 운송되었습니다. 이 물질을 "팔라스 철" 또는 팔라사이트라고 합니다. 지구상에서 채굴된 물질에서는 이와 유사한 물질이 발견되지 않았습니다. 전문가에 따르면, 이 운석은 감람석 결정이 많이 포함된 철-니켈 기반입니다.

11. 아픈.

작은 입방 결정 파란색– boleites – 특히 남미와 북미 국가에서 가치가 있습니다. 러시아에서는 이 희귀 광물이 아직 사용되는 것으로 확인되지 않았습니다.

12. 악어.

"크로코이트"라는 이름은 "사프란"을 의미하는 고대 그리스 단어에서 유래되었습니다. 왜냐하면 이 향신료의 결정 표면이 육안으로 눈에 띄기 때문입니다. 이 광물의 붉은 납 광석은 수집가와 감정가에게 특히 가치가 있습니다.

13. 베일도 나이트.

희귀한 베일도나이트 결정체의 색상은 포함된 구리에 기인하며, 그 빛은 높은 비율의 납에 기인합니다.

14. 창연.

인공적으로 성장한 비스무트 결정은 어두운 표면에 눈에 띄는 무지개 빛깔의 광택이 있습니다. 이 효과는 그것을 덮고 있는 산화막으로 인해 발생합니다. 그건 그렇고, 산화 비스무트는 매니큐어를 빛나게하는 수단으로 매니큐어를 만드는 데 사용됩니다. 따라서 인위적으로 성장한 크리스탈은 여성이 아름답고 단정하게 가꾸는 데도 도움이 됩니다.

15. 카콕세나이트.

내포물 역할을 하는 이 희귀 광물은 석영과 자수정에 독특한 색상과 더 높은 가치를 부여할 수 있습니다. 바늘 모양의 결정을 대표하는 카콕세나이트(cacoxenite)는 놀라울 정도로 깨지기 쉽습니다.

집에서 크리스탈을 키우세요.

다음이 필요합니다.물, 소금, 설탕, 컵, 판지, 막대기, 페인트.

결정을 만들기 위해 먼저 스틱을 물에 담근 다음 소금/설탕에 담근 다음 24시간 동안 건조합니다.

소금/설탕 결정을 만들기 위한 용액 준비. 끓는 물에 소금/설탕을 녹여 포화상태로 만든다. 식염수(파란색 수채화로 물들임) 및 설탕 시럽.

결과 용액을 안경에 붓습니다.

미리 준비된 스틱을 준비된 용액에 조심스럽게 넣습니다. 위에서 막대기로 판지를 뚫고 컵을 덮으십시오. 액체가 빨리 증발하는 것을 방지하려면 막대에 붙은 판지가 필요합니다.

우리는 결정을 성장시키기 위해 일주일 동안 조용한 곳에 공백을 남겨 둡니다.

실험 결과

설탕 결정이 잘 나왔어요!

그런데 소금에서 결정이 나오지 않았는데 왜일까요?

소금 결정이 나오지 않는 이유!

이 실험에서는 소금 결정이 나오지 않았고 페인트가 컵 바닥에 침전되었습니다. 혼자서는 문제를 해결하지 못하고 인터넷에 접속했습니다. 제가 찾은 정보는 다음과 같습니다.

“그렇습니다. 예를 들어 페인트나 이와 유사한 것으로 결정이 자라는 용액에 색을 입히면 안 됩니다. 이렇게 하면 용액 자체가 망가질 뿐이지만 여전히 결정에 색을 입히지는 않습니다! 가장 좋은 방법색깔 있는 결정을 얻으려면 올바른 색깔의 소금을 선택해야 합니다! 크리스탈 그는 정말

각 원자가 제자리에 떨어지도록 배열되어 있습니다.

그것은 결정으로 밝혀졌습니다. 칠하면 혼자서

당신의 아이디어는 실패할 것이다. 우선 당신이 그것을 다룰 것이다.

페인트를 칠하면 자랄 수 없습니다. 둘째, 만일

색소를 사용하다 순수한 형태그럼 네가 가져올게

크리스탈에 결함이 있어 아름답지 않을 수 있습니다. 안에

원칙. 많은 천연 결정에는 색깔이 있습니다

그러한 결함 덕분에, 하지만 정확히 무엇인지 알아야 합니다.

물질은 크리스탈을 방해하지 않고 색상을 지정합니다.

결정 격자 또는 충분

조화롭게 어울릴 것입니다.”

종종 매혹적이고 눈길을 끄는 기괴한 자연의 창조물은 왕의 왕관을 장식합니다. 그들 중 일부는 마법의 기적적인 힘을 가지고 있다는 믿음이 있습니다.

크리스탈에 대한 흥미로운 사실을 알려드립니다.

그리스어로 번역된 "크리스탈"이라는 단어는 "얼음"을 의미합니다.그러나 나중에 크리스탈은 암석 크리스탈이라는 또 다른 이름을 얻었습니다. 과학자들은 온도가 올라가면 암석 수정이 녹을 것이라고 가정했습니다. 그러나 이런 일은 결코 일어나지 않았습니다. 암석 크리스탈에는 또 다른 기능이 부여됩니다. 매우 부드럽고 가장자리가 편평합니다. 다른 곳에서는 이런 것을 찾을 수 없습니다.

결정에서 모든 원자는 3차원 주기 배열을 형성하는 방식으로 배열됩니다. 따라서 표면에는 결정 격자가 보입니다.

멕시코에는 두 개의 동굴에 가장 큰 수정이 존재합니다. 300m가 넘는 깊이에는 10-15m 길이의 결정이 있으며 투명한 석고인 셀레나이트로 구성되어 있습니다.

크리스탈이 이런 식으로 스스로 재생산하고 성장한다는 사실을 알고 계셨나요? 그들은 당연히 자연의 "살아있는"생물이라고 부를 수 있습니다.

결정은 다양한 형태로 형성될 수 있습니다.

그리고 그럼에도 불구하고 크리스탈의 내부 디자인은 다른 사람들의 작업에서 순환적인 패턴을 가지고 있습니다. 이것은 과학자들에 의해 입증되었습니다.

자연적으로 발생하는 일부 미네랄이 결정을 형성할 수 있다는 사실을 알고 계셨나요? 한 가지 문제가 있습니다. 돋보기를 통해서만 볼 수 있다는 것입니다.

물은 결정 형성의 가장 기본적인 "성분"입니까? 크리스탈은 일반 얼음 눈송이와 매우 유사합니다.

결정의 자연적인 형성 외에도 인공적인 결정이 있습니다. 오늘날 인공 수정을 키우는 사람들은 많은 돈을 벌고 있습니다. 결국, 사파이어나 루비와 같은 보석을 만드는 데는 “가짜” 돌이 사용됩니다. 그리고 이것은 수십억은 아니더라도 수백만입니다.

가장 크고 작은 결정의 대표자가 있습니다.그들은 오스트리아의 Crystal Worlds Museum에 보관되어 있습니다. 가장 큰 것의 무게는 62kg 이상이고 그 가치는 31만 캐럿으로 추산됩니다. 작은 버전의 크리스탈은 직경이 1cm에도 미치지 않습니다. 그들 모두는 가장 유명한 Swarovski 틈새 시장에 속하며 기네스 북에 등재되어 있습니다.

오늘날 존재하는 거의 모든 결정은 인공적으로 재배됩니다.이렇게 하면 최종 소비자가 필요로 하는 것을 정확히 얻을 수 있습니다. 크리스탈 생산은 가장 비용이 많이 드는 사업 중 하나입니다. 그리고 아름답습니다.

우리 행성의 깊숙한 곳에는 수많은 보물이 숨겨져 있습니다. 대부분의 보석과 준보석은 표면이 매끄럽고 가장자리가 뚜렷하여 일정한 대칭을 이루고 있습니다. 18세기 이래로 그러한 물체를 수정이라고 부르게 되었지만, 고대 로마인과 그리스인들은 이 용어를 암석 수정에 적용했습니다. 문자 그대로 번역하면 "crystallus"라는 단어는 "얼어붙다"를 의미합니다. 그 당시에는 그것이 압축된 얼음이라고 믿어졌습니다. 그는 암석 결정이 물보다 무겁기 때문에 물이 얼 수 없다는 것을 증명함으로써 이 신화가 틀렸음을 폭로했습니다.

크리스탈이란 무엇입니까?

결정은 원자가 일정한 순서로 배열되어 3차원 주기적인 공간 배열을 이루는 고체입니다. 외부적으로 이러한 몸체는 규칙적이고 대칭적인 여러 면을 가지고 있습니다.

"크리스탈"이라는 단어에 더 넓은 개념을 최초로 부여한 사람은 카펠러였습니다. 각도 불변성에 대한 이해와 법칙은 1669년 Niels Stensen에 의해 확립되었습니다.

현대적인 개념이 형성되었습니다. 국제연합결정학자이며 주로 날카로운 회절 모양을 갖는 몸체로 해석됩니다.

결정의 개념에는 다이아몬드와 특정 구조를 가진 기타 광물뿐만 아니라 설탕, 심지어 물을 얼리는 것도 포함됩니다.

다이아몬드

세계에서 가장 유명하고 값비싼 크리스탈. 정상적인 조건에서 이 광물은 영원히 존재할 수 있지만, 불활성 가스나 진공에 놓으면 흑연으로 변합니다.

산업용 다이아몬드 채굴은 모든 대륙에서 이루어집니다. 그들의 출신과 나이는 알 수 없었지만. 운석이 떨어지는 동안 충격 변성 과정에서 형성된 지구에 떨어진 외계 기원의 광물도 알려져 있습니다.

지구상에서 채굴되는 대부분의 다이아몬드는 노란색이거나 갈색. 그러나 녹색, 연보라색, 파란색, 심지어 검정색까지 아주 독특한 것들도 있습니다. 가장 유명한 것은 Porter Rhodes blue와 Dresden green입니다. 가장 가치있는 것은 독특한 색상, 특히 루비 레드, 체리, 블루, 골드를 가진 것입니다.

자연 환경에서 다이아몬드는 원형, 타원형, 오각형 등 다양한 형태로 나타납니다.

가장 비싼 것 중 하나는 레드 다이아몬드인데, 그 중 단 50개만이 세계에 존재합니다(완벽한 선명도). 5.11캐럿으로 가장 비싼 것은 '레드쉴드(Red Shield)'라고 불린다. 그 이름은 크리스탈의 모양에서 유래되었으며, 금세기 초에 경매에서 800만 달러에 팔렸습니다.

남옥

어떤 종류의 결정이 얼음과 매우 유사합니까? 이것은 아쿠아마린입니다. 광물은 녹주석의 일종이며 그 이름은 "해수"로 번역됩니다. 결정의 모양은 강한 유리 광택을 지닌 긴 기둥과 육각형 프리즘과 유사합니다. 광물은 매우 약해서 쉽게 부서질 수 있습니다.

보석 분야에서 아쿠아마린은 아르데코 스타일이 유행했던 20세기 초에만 인기를 얻었습니다. 이 광물은 지구 전체에 매장되어 있으며 거친 화강암에 위치한 페그마타이트에서 채굴됩니다.

가장 큰 광물은 1910년에 발견되었으며 무게는 110.5kg이었습니다.

자수정

또 어떤 종류의 크리스탈이 있나요? 자수정은 다음과 같이 분류됩니다. 준보석또는 색상에 따라 장식용입니다. 색상이 불투명하면 장식용 돌이며, 따라서 보석상은 투명한 돌을 높이 평가합니다.

보라색, 체리색, 파란색, 빨간색으로 제공됩니다. 이 쿼츠의 독특한 특징은 조명에 따라 색상이 변하는 것입니다. 퇴적암에서 발견되는 일부 자수정은 햇빛에 노출되면 색이 바래집니다.

터키 옥

어떤 종류의 크리스탈이 있나요? 청록색 또는 행복의 돌인 이 광물의 이름은 누구나 알고 있습니다. 고대부터 인기가있었습니다.

형태적으로, 광물은 결정질 밀도가 높은 덩어리의 형태로 제공됩니다. 돌에는 작은 둥근 내포물이 포함되어 있습니다. 상처에는 갈색 또는 검은색 혈관이 보입니다. 광물의 색상은 하늘색에서 희미한 녹색까지 다양합니다.

에메랄드

자연에는 어떤 다른 결정이 존재합니까? 에메랄드 - 귀중한 미네랄베릴족에 속하는 1차 보석에 속합니다. 크고(5캐럿부터) 결함이 없는 에메랄드는 다이아몬드보다 가격이 더 비쌉니다.

광물의 색상은 황록색에서 풀잎색까지 다양하며, 주요 조건은 녹색 색조가 있다는 것입니다. 남아프리카 국가에서 채굴된 돌에는 산화철 혼합물이 포함되어 있어 푸른 색조를 띠고 있습니다.

세계에서 가장 유명한 것 중 하나는 Devonshire Emerald이며 무게는 304g입니다. 그리고 러시아에서 가장 유명한 것은 무게가 400g이 조금 넘는 "Kokovinsky" 에메랄드입니다. 1833년 우랄에서 채굴되었습니다.

공작석

나열된 것 외에 세상에 어떤 다른 결정이 있습니까? 공작석은 귀중한 녹색 장식용 광물입니다. 자연의 돌의 모양은 다양합니다. 광물의 희귀 표본은 뚜렷한 결정 형태를 가지고 있으며 한 곳에서 대량으로 발견되는 경우는 거의 없습니다. 러시아에서는 거의 모든 광물 매장량이 고갈되었습니다. 오랫동안 구리를 생산하는 데 공작석 광석이 사용되었습니다.

라인스톤

크리스탈은 무슨 색인가요? 유리 같은 광택을 지닌 무색의 것도 있는데, 이 경우에는 암석 수정에 대해 이야기하고 있습니다. 무색의 다양한 석영인 순수한 이산화규소입니다. 광물의 모양은 사다리꼴 또는 프리즘형일 수 있습니다.

이 그룹에는 털이 많은, 라우토파즈, 자수정, 황수정 및 모리온과 같은 여러 품종이 포함됩니다.

광물은 보석상뿐만 아니라 무선 공학에도 사용됩니다. 큰 크기의 천연 소재는 상당히 비쌉니다. 가장 중요한 것은 암석 크리스탈과 매장에서 판매되는 크리스탈을 혼동하지 않는 것입니다. "크리스탈" 유리제품을 만들 때 유리 광택을 얻기 위해 유리에 바륨과 산화납을 첨가합니다.

악어

어떤 형태의 결정이 있습니까? 가장 독특한 것은 악어입니다. 겉으로는 말린 사프란 꽃잎과 비슷합니다. 크롬산염류의 적연광석에 속합니다.

광물은 독특한 색상과 모양을 가지고 있고 매우 희귀하기 때문에 수집 재료로 분류됩니다.

가장 희귀한 유형의 크리스탈

무중력. 약 50년 전 호주에서 발견되었습니다. 현재까지 발견된 사본은 14개에 불과합니다. 연한 노란색과 녹색에서 보라색-보라색까지 다양한 색상이 있습니다. 그린 머스그레이트 1캐럿의 가격은 6,000달러입니다.

그랜디디어라이트. 파란색이나 녹색 색조를 띠는 매우 희귀한 결정체입니다. 돌의 독특한 특징은 색상을 바꾸는 능력입니다. 현재까지 세계에서 단 20개의 광물만이 절단되었으며 따라서 그러한 제품의 가격은 $30,000/180만 루블로 매우 높습니다. 1캐럿당.

탄자나이트. 어떤 종류의 크리스탈이 있나요? 이 돌의 사진은 영화 타이타닉에서 파란색 다이아몬드로 등장한 모습을 볼 수 있습니다. 광물의 가치는 색상에 따라 달라지며 조명에 따라 달라집니다. 둘째, 현재까지 아프리카에서는 매장량이 20년 안에 고갈될 단 한 곳만 발견되었습니다.

타파이트. 매우 희귀한 크리스탈로 캐럿당 가격은 500~20,000달러(30,000~120만 루블)입니다. 오늘날 탄자니아, 스리랑카, 러시아(시베리아 동부와 카렐리아)에는 4개의 매장지가 있습니다. 돌의 색깔은 옅은 분홍색에서 라벤더까지 다양합니다.

인공 결정

아마도 가장 유명하고 값비싼 인공 원석은 Swarovski 브랜드로 판매될 것입니다. 오늘날 이 회사는 10만 개가 넘는 품목으로 대표되는 다양한 제품을 보유하고 있습니다. 이 제조업체의 크리스탈은 상감되어 있을 뿐만 아니라 보석류, 뿐만 아니라 옷장 품목, 신발 및 인테리어를 장식합니다.

스와로브스키 크리스털에는 어떤 종류가 있나요? 제조업체 라인에 따르면 대부분의 결정은 원뿔 형태로 제공되며 내부 가장자리는 돌의 밝기, 광채 및 색상을 극대화합니다. 이 회사는 가장 광범위한 색상 팔레트를 제공합니다. 거의 모든 색상이 순수한 형태로 표시되며 일부 색상은 새틴 또는 무지개 빛깔의 효과가 있습니다.

극성 측면에서 2위는 Preciosa 크리스탈(체코 공화국)입니다. 품질, 색상, 모양 면에서 스와로브스키에 뒤지지 않습니다. 그들은 가장 아름다운 보석을 만듭니다.

한국 결정은 두 면만 기계적 연삭을 받기 때문에 이전 두 결정보다 다소 열등합니다. 바닥과 상단, 나머지는 유리 주조 과정에서 형성됩니다. 색상 팔레트그다지 넓지는 않지만 주요 색상이 있습니다.

중국산 크리스탈도 시중에 판매되고 있습니다. 비싸지는 않지만 품질이 상당히 낮고 주요 재료의 투명도가 높지 않습니다.

크리스탈(그리스어 krystallos - 크리스탈, 원래 - 얼음에서 유래), 3차원 주기성을 갖는 고체. 원자(또는 분자) 구조이며 특정 형성 조건에서 자연적인 구조를 갖습니다. 정대칭 다면체의 모양

결정 구조

모양의 결정의 다양성은 매우 큽니다. 크리스탈은 다음을 가질 수 있습니다.

4개에서 수백 개의 모서리.

결정은 원자나 분자로 구성된 규칙적인 3차원 격자입니다. 결정의 구조는 원자(또는 분자)의 공간적 배열입니다.

3차원 결정 구조는 x, y, z의 세 좌표축으로 구성된 격자입니다. 결정의 단위 셀은 병진 벡터 a, b, c로 구성된 평행육면체입니다. 이러한 세포를 원시세포라고 합니다. 공간에서 기본 셀이 반복된 결과, 소위 브라베 격자(Bravais lattice)라고 불리는 공간 단순 격자가 얻어집니다.( 오귀스트 브라베- 결정학의 창시자 중 한 명인 프랑스 물리학자. 그는 결정 구조의 기하학적 이론의 기초를 놓았습니다. 그는 공간 격자의 주요 유형을 발견했습니다(1848). 브라베 격자에는 14가지 유형이 있습니다. 이러한 격자는 단위 셀의 유형이 서로 다릅니다.

결정의 형성

결정은 용융물, 용액, 증기의 세 가지 방식으로 형성됩니다. 용융물로부터의 결정화에는 화산암 형성 과정도 포함됩니다. 마그마는 지각의 균열에 침투하여 마그마나 용암이 냉각되면서 서로 다른 원소의 원자와 이온이 서로 끌어당겨 다양한 광물의 결정체를 형성합니다. 크기가 커짐에 따라 서로 성장하는 것을 방해하므로 융점 이하의 온도에서는 용액에서 결정이 잘 자라지 않으므로 이러한 방법으로 성장한 결정은 용융물에서 성장한 결정의 특징적인 결함이 없습니다. . 용액으로부터의 결정화는 용액의 온도를 변경하고, 용액의 조성을 변경하고, 화학 반응 중에 결정화를 사용하여 수행할 수 있습니다. 증기로부터 결정을 성장시키는 방법은 거대한 결정과 얇은(다결정 또는 비정질) 코팅, 위스커 및 판형 결정을 성장시키는 데 널리 사용됩니다. 특정 재배 방법은 재료에 따라 선택됩니다.

결정의 종류

이상적인 결정과 실제 결정을 분리하는 것이 필요합니다.

완벽한 크리스탈

실제로 이는 완전한 대칭을 갖고 심지어 매끄러운 가장자리까지 갖는 수학적 개체입니다.

진짜 크리스탈

격자 내부 구조의 다양한 결함, 가장자리의 왜곡 및 불규칙성 및 변형이 항상 포함됩니다.

크리스탈의 응용천연 결정은 항상 사람들의 호기심을 불러일으켰습니다. 그 색깔과 빛, 형태는 인간의 미적 감각을 감동시켰고, 사람들은 그것들로 자신과 집을 장식했습니다. 고대부터 부적과 부적은 수정으로 만들어졌습니다. 수정으로 만든 보석은 신석기 시대와 마찬가지로 지금도 인기가 있습니다. 광학 법칙에 따라 과학자들은 연삭 및 연마를 통해 렌즈를 만들 수 있는 투명하고 무색이며 결함이 없는 광물을 찾고 있었습니다. 무색 석영 크리스털은 필요한 광학적, 기계적 특성을 갖고 있으며, 안경용 렌즈를 포함한 최초의 렌즈도 이 크리스털로 만들어졌습니다. 인공광학유리가 등장한 이후에도 결정의 필요성이 완전히 사라지지는 않았습니다. 자외선과 적외선을 투과하는 석영, 방해석 및 기타 투명 물질의 결정체는 여전히 광학 장치용 프리즘과 렌즈를 만드는 데 사용됩니다. 수정은 20세기의 많은 기술 혁신에서 중요한 역할을 했습니다. 일부 결정은 변형될 때 전하를 생성합니다. 그들의 첫 번째 중요한 용도는 발전기 제조였습니다.석영 크리스털 안정화 기능을 갖춘 무선 주파수. 무선 주파수 발진 회로의 전기장에서 석영판을 강제로 진동시킴으로써 수신 또는 송신 주파수를 안정화할 수 있습니다. 반도체 장치는 주로 실리콘과 게르마늄과 같은 결정질 물질로 만들어집니다. 결정은 일부 레이저에서 마이크로파를 증폭하는 데 사용되며 레이저에서는 빛을 증폭하는 데 사용됩니다. 파도수정은 라디오 수신기 및 라디오 송신기, 픽업 헤드 및 소나에 사용됩니다. 일부 결정은 광선을 변조하는 반면 다른 결정은인가된 전압의 영향을 받아 빛을 생성합니다. 크리스탈의 용도 목록은 이미 꽤 길며 지속적으로 늘어나고 있습니다. 인공 결정.오랫동안 인간은 자연에서 발견된 돌만큼 귀중한 돌을 합성하는 것을 꿈꿔왔습니다. 20세기까지 그러한 시도는 성공하지 못했습니다. 그러나 1902년에는 천연석의 성질을 지닌 루비와 사파이어를 얻는 것이 가능해졌습니다. 이후 1940년대 후반에 에메랄드가 합성되었고, 1955년에는 제너럴 일렉트릭(General Electric)과 소련 과학원 물리연구소가 인공 다이아몬드의 생산을 보고했습니다. 결정에 대한 많은 기술적 요구로 인해 미리 결정된 화학적, 물리적, 전기적 특성을 갖는 결정을 성장시키는 방법에 대한 연구가 자극되었습니다. 연구자들의 노력은 헛되지 않았으며, 수백 가지 물질의 큰 결정을 성장시키는 방법이 발견되었는데, 그 중 많은 물질은 자연 유사체가 없습니다. 실험실에서는 원하는 특성을 보장하기 위해 신중하게 제어되는 조건에서 결정이 성장하지만 원칙적으로 실험실 결정은 용액, 용융물 또는 증기에서 자연과 동일한 방식으로 형성됩니다.