მყარი სხეული: განსხვავება გადახედვებს შორის

'''მყარი სხეული''', ნივთიერების ერთ–ერთიერთ-ერთი [[აგრეგატული მდგომარეობა]], რომელიც დანარჩენი აგრეგატული მდგომარეობებისაგან ([[სითხე|თხევადი]], [[აირი|აირისებრი]], [[პლაზმა|პლაზმური]]) განსხვავდება ფორმის მდგრადობითა და ატომების სითბური მოძრაობის ხასიათით (ატომები ირხევა მცირე [[ამპლიტუდა|ამპლიტუდით]] წონასწორული მდებარეობის მახლობლად). მყარი სხეული შეიძლება იყოს კრისტალური ან ამორფული. კრისტალური სხეულები ხასიათდება შორი წესრიგით ატომთა განლაგებაში, ამორფულ სხეულებში კი შორი წესრიგი არ არსებობს.

ატომური ნაწილაკების შედგენილი სისტემის ენერგიის უმცირესი მნიშვნელობა შეესაბამება ნაწილაკთა ერთნაირი ჯგუფების პერიოდულ განლაგებას, ე. ი. კრისტალურ სტრუქტურას. ამიტომ [[თერმოდინამიკა|თერმოდინამიკური]] თვალსაზრისით ამორფული მდგომარეობა არ არის წონასწორული და დროთა განმავლობაში უნდა გადავიდეს კრისტალურში. ჩვეულებრივ პირობებში ასეთი გადასვლის დრო შეიძლება იმდენად დიდი იყოს, რომ უწონასწორობა არ გამომჟღავნდეს და ამორფული სხეული პრაქტიკულად მდგრადი აღმოჩნდეს. კრისტალურ მყარ სხეულსა და [[სითხე|სითხეს]] შორის განსხვავება თვისებრივია, ამორფულ მყარ სხეულსა და [[სითხე|სითხეს]] შორის კი განსხვავება მხოლოდ რაოდენობრივია. ამორფული მყარი სხეული შეიძლება განხილულ იქნას როგორც ძალიან დიდი (პრაქტიკულად უსასრულო) [[სიბლანტე|სიბლანტის]] მქონე სითხე.

მყარი სხეულის თვისებების ახსნა შესაძლებელია მისი ატომურ–მოლეკულურიატომურ-მოლეკულური აღნაგობისა და ატომური ნაწილაკების ([[ატომი|ატომები]], [[მოლეკულა|მოლეკულები]], [[იონი|იონები]]), აგრეთვე სუბატომური ნაწილაკების ([[ელექტრონი|ელექტრონები]], ატომთა ბირთვები) მოძრაობის კანონების საფუძველზე. მყარ სხეულთა თვისებებსა და მათში ნაწილაკთა მოძრაობას სწავლობს მყარი სხეულის ფიზიკა. მყარი სხეულის ფიზიკის განვითარება მჭიდროდაა დაკავშირებული პრაქტიკის ძირითად ტექნიკურ მოთხოვნილებებთან.

== კვანტური წარმოდგენები მყარი სხეულის ფიზიკაში ==

მყარ სხეულთა თვისებების ახსნა შესაძლებელია მხოლოდ [[კვანტური მექანიკა|კვანტური მექანიკის]] საფუძველზე. კრისტალური სხეულების კვანტური თეორია საკმარისად დაწვრილებითაა დამუშავებული, ამორფული სხეულებისა კი – — შედარებით სუსტად. კვანტური აღწერის ერთ–ერთიერთ-ერთი მნიშვნელოვანი შედეგია წარმოდგენა კვაზინაწილაკების შესახებ. [[კრისტალი|კრისტალის]] [[ენერგია]] ძირითადი მდგომარეობის მახლობლად შეიძლება წარმოდგენილ იქნას როგორც ელემენტარულ აგზნებათა ჯამი – — ცალკეულ კვაზინაწილაკთა ენერგიების ჯამი. ეს საშუალებას იძლევა შემოტანილ იქნას წარმოდგენა "კვაზინაწილაკების„კვაზინაწილაკების აირის"აირის“ შესახებ და მყარი სხეულის სითბური, მაგნიტური და სხვა თვისებების შესწავლისას გამოვიყენოთ აირთა კვანტური ფიზიკური მეთოდები. მყარი სხეულის მაკროსკოპული მახასიათებლები ამ დროს გამოისახება კვაზინაწილაკების მახასიათებელი სიდიდეებით (განარბენის სიგრძე, [[სიჩქარე]], [[ეფექტური მასა]] და  ა. შ.).

მყარ სხეულს, როგორც ნაწილაკთა ძალიან დიდი რიცხვისაგან შედგენილ ფიზიკურ ობიექტს, ახასიათებს მრავალი თავისებურება, რომელთაგან შეიძლება გამოიყოს ზოგიერთი. მაგალითად:

* მყარი სხეულის სტრუქტურული ერთეულების (ატომები, მოლეკულები და იონები) ურთიერთქმედების ენერგია ნაკლებია იმ ენერგიაზე, რომელშიც საჭიროა თვით სტრუქტურული ერთეულების დასაშლელად (მოლეკულისა – — ატომად, ატომისა – — იონად და  ა. შ.), მაგრამ მეტია სითბურ ენერგიაზე (აირებში პირიქითაა). როცა სითბური მოძრაობის ენერგია სტრუქტურულ ერთეულებს შორის ურთიერთქმედების ენერგიის რიგისაა ან უფრო მეტია, ხდება სტრუქტურის გადაკეთება (ფაზური გადასვლები), რომელსაც თან ახლავს თავისუფალი ენერგიის შემცირება.

* ტემპერატურის დაწევით შესაძლებელია გარკვეული ტიპის მოძრაობის "გაყინვა"„გაყინვა“. ამიტომ სხვადასხვა ხასიათის მოძრაობა მყარ სხეულში შეიძლება მნიშვნელოვანი იყოს სხვადასხვა ტემპერატურაზე.

* მყარ სხეულში შესაძლებელია არსებობდეს სტატიკური აგზნებები (კრისტალთა დეფექტები).

* ნაწილაკთა შორის მოქმედი ძალების მრავალფეროვნების შედეგად განსაზღვრულ პირობებში მყარი სხეული შეიძლება ამჟღავნებდეს აირის, სითხის ან პლაზმის თვისებებს.

* მყარი სხეულის სხვადასხვა თვისების დროს თავს იჩენს ატომური ნაწილაკების სხვადასხვა ხასიათის მოძრაობა: ა) ატომთა ფლუქტუაციური გადაადგილება თავიანთ მიერ დაკავებული მდებარეობიდან მეზობელ, თავისუფალ მდებარეობაში ([[დიფუზია]]). ბ) ნაწილაკთა კოლექტიური მოძრაობა (კრისტალური მესრის რხევა). გ) ძალიან დაბალ ტემპერატურაზე ზოგიერთ მყარ სხეულში შესაძლებელია მოძრაობა, რომელიც კვანტურია ბუნებით, ხოლო მაკროსკოპულია თავისი მასშტაბით ([[ზეგამტარობა]], [[ზედენადობა]]).

* სხვადასხვა მოვლენა ან თვისება შეიძლება განპირობებული იყოს სხვადასხვა კვაზინაწილაკით. მაგალითად, ლითონთა მაღალ [[ელექტროგამტარობა|ელექტროგამტარობას]] განაპირობებს გამტარობის ელექტრონები, [[თბოგამტარობა|თბოგამტარობას]] – — ექსიტონები, ფერომაგნიტურ რეზონანსს – — მაგნონები და სხვ.

* ყველა მყარი სხეული ტემპერატურის აწევისას დნება (ან ქროლდება). [[დნობის ტემპერატურა]], რომელიც ახასიათებს მყარ სხეულში ატომურ ნაწილაკთა შორის ბმის ძალებს, სხვადასხვა ნივთიერებისათვის სხვადასხვაა.

* ბევრ შემთხვევაში გარკვეულ ტემპერატურაზე მყარ სხეულში ატომური ნაწილაკების ყველა [[თავისუფლების ხარისხი]] შეიძლება ორ კატეგორიად დაიყოს: ზოგიერთებისათვის KT დიდია მათი ურთიერთქმედების დამახასიათებელ ენერგიაზე. სხვა თავისუფლების ხარისხისათვის KT მცირეა ურთიერთქმედების ენერგიასთან შედარებით. თავისუფლების ხარისხები, რომელთათვისაც KT>>U შეიძლება აიწეროს "ნაწილაკთა„ნაწილაკთა აირის"აირის“ ტერმინებით. თავისუფლების ხარისხები, რომლებისთვისაც KT<<U იმყოფებიან აგზნების უდაბლეს დონეზე, რის გამოც მათი შესაბამისი მოძრაობები შეიძლება აიწეროს ერთმანეთთან სუსტად ურთიერთმოქმედი კვაზინაწილაკების შემოყვანის გზით. ამრიგად, ბევრ შემთხვევაში მყარი სხეულის თვისებები შეიძლება "დავიყვანოთ"„დავიყვანოთ“ ნაწილაკების ან კვაზინაწილაკების აირთა თვისებებზე, ამასთან, ძლიერი ურთიერთქმედება არ "ისპობა"„ისპობა“, იგი განსაზღვრავს მყარი სხეულის სტრუქტურას (მაგალითად, კრისტალურ მესერს) და ცალკეული კვაზინაწილაკის თვისებებს. კვაზინაწილაკები არსებობს არა თავისუფალ სივრცეში (როგორც ნაწილაკები რეალურ აირებში), არამედ კრისტალურ მესერში, რომლის სტრუქტურა აისახება კვაზინაწილაკების თვისებებით. მეორე გვარის ფაზური გადასვლის წერტილების მახლობლად ასეთი "დაყვანა"„დაყვანა“ შეუძლებელია, რადგან მყარი სხეულის ატომური ნაწილაკების მოძრაობა ასეთ პირობებში კორელირებულია (კვაზინაწილაკების "ენაზე"„ენაზე“ ეს იმას ნიშნავს, რომ არ შეიძლება მათი ურთიერთქმედების უგულებელყოფა).

მყარი სხეულის ატომურ–მოლეკულურიატომურ-მოლეკულური სტრუქტურის, მისი შემადგენელი ნაწილაკების მოძრაობის ხასიათის ცოდნა ხსნის დასაკვირვებელ მოვლენებს და საშუალებას გვაძლევს ვიწინასწარმეტყველოთ მყარი სხეულის ჯერ აღმოუჩენელი თვისებები, აგრეთვე მიზანდასახულად შევცვალოდ მყარი სხეულის სტრუქტურა და სხვა.

== მყარი სხეულის მექანიკური თვისებები დამოკიდებულია მის დამუშავებაზე (გამოწვა, წრთობა, ლეგირება და ა.შ.).==

მყარი სხეული ელექტრული თვისებების მიხედვით იყოფა [[დიელექტრიკი|დიელექტრიკებად]], [[ნახევრად გამტარი|ნახევრად გამტარებად]] და [[ლითონი|ლითონებად]]. მაგნიტური თვისებების მიხედვით – — [[დიამაგნეტიკი|დიამაგნეტიკებად]], [[პარამაგნეტიკი|პარამაგნეტიკებად]], [[ფერომაგნეტიკი|ფერომაგნეტიკებად]], ანტიფერომაგნეტიკებად და ფერიმაგნეტიკებად.