Горизонты техники для детей, 1972 №1

Команды и сигналы для отдельных буровых платформ, расположенных вдали от берега, передаются из главной наземной станции при помощи ультракоротковолновой радиосвязи или подводных кабелей. Прежде, чем система дистанционного управления была установлена на подводных буровых скважинах, она была замонтирована в Мельбурне и подвергалась тщательным эксплуатационным испытаниям в течение 30 дней.

Специалисты считают, что система дистанционного управления пригодна не только при эксплуатации подводных залежей горючего газа, она с успехом может быть использована также и для наземной добычи природного газа.

В БОРЬБЕ С ШУМОМ

Всем хорошо известно, как шум мешает в работе и отдыхе. Нередки случаи, когда чрезмерный шум вызывает тяжелые заболевания. В Англии сконструирован специальный защитный шлем, предназначенный для работников аэродромов. Шлем снабжён фильтром, пропускающим лишь звуки с частотой, соответствующей человеческой речи.

ПОДВОДНЫЕ ВЕЛОСИПЕДЫ

При сооружении портового нефтехранилища на побережье Сардинии голландские водолазы ездили на глубине 30 м на специальных велосипедах. Благодаря велосипедам, отлично сдавшим экзамен под водой, удалось сэкономить много сил и времени.

Мир в глазах физика

Помните, ребята, в одной из физических статей мы писали о том, что окружающий нас мир состоит из атомов и рассматривали под микроскопом кристалл соли, каплю воды и мыльный пузырь с воздухом? Мы познакомились с тремя состояниями вещества — кристаллическими телами, жидкостями и газами. Они отличаются разными свойствами, так как имеют неодинаковое атомное строение.

Давайте сегодня поговорим о кристаллах. Вы наверное, сразу спросите: а какие другие вещества, кроме поваренной соли, относятся К кристаллическим телам? Запомните — большинство встречающихся в природе и технике веществ имеет кристаллическую структуру.

Например, песчинка — тоже кристалл. Правда, по сравнению с поваренной солью её форма менее регулярна, но при увеличении в 100 миллионов раз мы тоже увидим упорядоченную сеть атомов кислорода (О) и кремния (Si). Все металлы (за исключением ртути), драгоценные камни (рубин, бриллиант, сапфир и т. д.), а также многие органические соединения (например, сахар) имеют кристаллическое строение.

Рассматривая под микроскопом кристалл поваренной соли (NaCl) и двуокиси кремния (SiO₂), мы сразу замечаем не только то, что они состоят из разных атомов, но и то, что атомы образуют неодинаковые пространственные решетки.

Именно кристаллическая решетка во многом обуславливает свойства различных веществ. Чтобы убедиться в этом, давайте ближе познакомимся с кристаллами углерода — наиболее распространенного в природе химического элемента. Одной из разновидностей чистого углерода является графит, а он вам хорошо известен. Я только напомню, что из графита изготовляют, между прочим, стержни карандашей и непроволочных резисторов.

Графит — очень мягкий, легкораскалываемый минерал, он хорошо поддаётся механической обработке. Какова кристаллическая решетка графита? При большом увеличении мы видим, что атомы углерода образуют что-то наподобие сотовых ячеек: отдельные плоскости, состоящие из шестиугольников, расположены рядами. Причём атомы одного ряда тесно связаны между собой, а связь между отдельными рядами — более слабая. Вот почему даже при легком нажатии кусочек графита ломается. По шкале Мооса твёрдость графита равна 1, а у алмаза — второй разновидности углерода — наивысшая твёрдость 10.

Кристаллически решети графита

Кристаллическая решетка алмаза

Семь основных групп кристаллических решеток

Чем это объясняется? Безусловно, кристаллической решеткой. В алмазе каждый атом углерода тесно связан с четырьмя соседними атомами, лежащими в вершинах правильной треугольной пирамиды (такая пирамида называется тетраэдром).

Ребята, обратите внимание на кристаллические решетки графита и алмаза, указанные ниже. Вы видите, что регулярное расположение атомов периодически повторяется в пространстве. Это значит, что если мы заглянем внутрь какого-нибудь кристалла, то в любом месте (сбоку, сверху или в центре) увидим такую же сеть атомов. Поэтому при описании строения какого-нибудь кристаллического тела можно рассматривать его наименьшую частичку, из которых как из кубиков можно построить целый большой кристалл. Физики охотно пользуются именно таким методом, а наименьшую частицу кристалла обычно называют элементарной ячейкой.

Ребята, вас, наверное, интересует, сколько существует видов кристаллических решеток. Конечно, очень много, но в зависимости от формы элементарной ячейки их объединяют в семь основных групп. Внешний вид элементарных ячеек показаны на приведенном рисунке. Вполне понятно, что в природе некоторые ячейки имеют посторонние примеси, т. е. инородные атомы, но от этого основные свойства частицы не меняются.