Qarshi davlat universiteti fizika-matematika fakulteti

, . (23)

(23) dan ko‘rinadiki, elastiklik koeffitsiyenti son jihatdan bir birlik kuchlanish ta’sirida uzunlikning nisbiy uzayishiga teng. Yung moduli son jihatdan birga teng bo‘lgan nisbiy uzayishni hosil qiladigan kuchlanishga teng.

Har qanday qattiq jism faqat ma’lum chegaragacha Guk qonuniga bo‘ysunadigan deformatsiyalarni bera oladi.

Elastik deformatsiyada tashqi kuchning ta’siri to‘xtashi bilan deformatsiya butunlay yo‘qoladi, ya’ni jism dastlabki o‘lchamlariga (dastlabki shakliga) qaytadi. Ammo kuchlanish elastiklik chegarasi deb ataluvchi qiymatdan ortiq bo‘lganda, boshqa tur deformatsiya – plastik deformatsiya vujudga keladi, bu deformatsiya kuchning ta’siri to‘xtagandan so‘ng ham butunlay yo‘qolib ketmaydi.

Katta plastik deformatsiyalanuvchi jismlar plastik jismlar deyiladi. Masalan, rux, qo‘rg‘oshin, temir plastik jismlardir. Plastiklik deformatsiyasi kichik bo‘lgan yoki mutlaqo plastik deformatsiyalanmaydigan jismlar mo‘rt jismlar deyiladi. Mo‘rt jismlarga, masalan, cho‘yan, toblangan po‘lat, chini misol bo‘la oladi. Biroq shuni qayd qilish kerakki, jismlarni plastik jismlarga va mo‘rt jismlarga ajratish nisbiy harakterga egadir: Ayni bir jismning o‘zi yuqori temperatura va asta-sekin qilinayotgan deformatsiyada plastik bo‘lsa, past temperatura va tez deformatsiyalanishda mo‘rt bo‘lishi mumkin.

Keyingi vaqtlarda texnikada organik amorf moddalar keng tarqaldi, ularning ayrim molekulalari ximiyaviy bog‘lanishlar tufayli bir-biri bilan uzun zanjirlar hosil qilib birlashishi (polimerlanishi) mumkin. Ba’zi hollarda bunday zanjirlar ko‘p minglab alohida molekulalardan iborat bo‘ladi. Bunday moddalar polimerlar deyiladi.

Polimerlarning tipik vakili plastmassalardir. Yuksak elastiklik va mustahkamlik polimerlarning juda muhim xossasi hisoblanadi.

Hozirgi vaqtda tabiiy va sun’iy organik birikmalardan oldindan istalgan turli-tuman xossali polimerlar yaratilmoqda.

Yuqori texnologiyalarning rivojlanishi xususiyatlarini, turli xil fizik jarayonlarni boshqarish uchun mumkin bo‘lgan yangi materiallar va moddalarni olish bilan bog‘liqdir. Ulardan biri suyuq kristallar bo‘lib, u XIX asrning oxirida Avstriya fizigi F.Reynitser tomonidan kashf etilgan bo‘lsa ham uzoq vaqt o‘rganilmadi. Suyuq kristallarga bo‘lgan qiziqish uning qo‘llanilish sohasining kengayganligidan keyin paydo bo‘ldi. Bir-biriga nisbatan muayyan tartibda joylashuvini saqlovchi anizotrop shakldagi molekulalardan tuzilgan suyuqlik suyuq kristallar deyiladi. Suyuq kristallar molekulalarida harakterli o‘qlarni aniq ajratib olish mumkin: bunday molekulada atomlar tanlangan chiziqlar bo‘ylab (molekulalar – sterjenlar) joylashadi yoki tanlangan tekisliklarda (molekulalar – disklar) yotadi. Suyuq kristallda, qattiq kristalldagi singari, maxsus yo‘nalish bo‘ladi, bu yo‘nalish bo‘ylab molekulalarning uzun yoki molekulalar tekisliklari oriyentirlanadi. Bunda suyuq kristall haqiqatan, suyuq, xuddi suvdek suyuq bo‘lishi mumkin, ya’ni molekulalarning massalar markazlari to‘g‘ri (kristallik) panjarani hosil qilmaydi, balki fazoda tartibsiz joylashadi va unda erkin harakatlanishi mumkin.

Suyuq kristalldagi maxsus yo‘nalishlarni, qattiq kristallardagi singari, optik o‘qlar deyiladi, chunki ularning mavjudligi bilan bu materiallarning ajoyib optik xossalari nurning ikkilamchi sinishi, yorug‘likning qutblanish tekisligining burilishi va h.k. bog‘langandir. Optik o‘qlari qattiq mahkamlangan qattiq kristallardan farqli o‘laroq, suyuq kristallarda optik o‘qlarning yo‘nalishini turli ta’sirlar, jumladan, elektr maydon yordamida oson o‘zgartirish mumkin. Suyuq kristallarning optik xossalarini boshqarish uchun juda kichik kuchlanishlar (1V ga yaqin) yetarlidir. Buning sababi shuki, ularning barcha molekulalari o‘zaro bog‘langan va birday oriyentirlangan, hamma molekulalar o‘z yo‘nalishini o‘zgartirish uchun ulardan bittasini burish kifoya.

Bunday elektrooptik effektlar tufayli suyuq kristallar Amaliy ahamiyat kasb etadi. Bunday kristallarning yupqa (mikrometrning yuzdan bir ulushiga teng qalinlikdagi) qatlamlari elektron soatlar, kalkulyatorlar, televizion priyomniklarning ekranlarini tayyorlashda ishlatiladi. Ba’zi moddalar suyuq kristall holatida o‘zaro aralashish xususiyatiga ega bo‘lib, bunday aralashishdan turli strukturali va xossali suyuq kristallar paydo bo‘ladi.

Keyingi yillarda inson organizmi hayotiy faoliyatining ba’zi mexanizmlarida suyuq kristallarning roli aniqlangan. Bu esa ularni tibbiyotda tashhis qo‘yishda qo‘llash imkonini beradi.
Qattiq jismlar ma’lum shaklga va hajmga ega bo‘lishlari bilan harakterlanadi. Qattiq jismlar bir-biridan ichki tuzilishi jihatidan batamom farq qiluvchi kristall va amorf jismlar ko‘rinishida uchraydi. Lekin hozirgi zamon fizikasida qattiq jism deganda kristall jismlar nazarda tutiladi, amorf jismlar o‘ta qovushqoq suyuqlik sifatida qaraladi.

Qattiq jismlar asosan kristall holatda bo‘ladi. Kristall jismlarda atom yoki molekulalar bir-biriga nisbatan ma’lum bir tartibli vaziyat egallab joylashadi. Buning oqibatida kristallning tashqi ko‘rinishi ma’lum geometrik shaklga ega bo‘ladi.

Agar kristall tarkib topgan zarralarni bir-biriga to‘g‘ri chiziq bilan tutashtirsak, fazoviy yoki kristall panjara deb ataladigan panjara hosil bo‘ladi. Kristallning ayrim zarralari panjarani hosil qilgan chiziqlarning kesishgan nuqtalarida – panjara tugunlarida joylashgan bo‘ladi. Bu zarralar musbat va manfiy ionlar, netral atom va molekulalar bo‘lishi mumkin. Masalan, osh tuzi kristall panjaralarining tugunlarida musbat natriy () va manfiy () ionlari (1-rasm), metall kristallar ( va hakozo) ning panjara tugunlarida metall atomlarining musbat ionlari, olmos, germaniy, kremniy kabi kristallarning panjara tugunlarida neytral atomlar joylashgan bo‘ladi.

1-rasm.
Kristall panjaralarning shakllari turli-tuman bo‘lishi mumkin, lekin ixtiyoriy bo‘lmaydi. Panjarani hosil qilgan elementar yacheykalar bir-biriga zich, hech qanday oraliqsiz joylashishi kerak, bu panjara potensial energiyasining minimum bo‘lishiga to‘g‘ri keladi. Masalan, kubchalar shaklidagi yoki olti yoqli prizmalar shaklidagi yacheykalarni talab qilingandek joylashtirish mumkin (2- a va b- rasm), biroq besh yoqli prizmalar shaklidagi yacheykalarni bunday joylashtirib bo‘lmaydi (2 v –rasm).

a) b) v)

2-rasm.
1890 yilda Ye.S.Fyodorov kristall panjaralarning yacheykalari zich joylashtirish mumkin bo‘lgan barcha shakllarini nazariy hisoblab chiqdi va tabiatda faqat 230 xil kristall panjaralar bo‘lishi mumkin ekanligini aniqladi, bu kristall panjaralar 32 simmetrik sinfni hosil qilar ekan. Kristallarni rentgen nurlari yordamida tekshirishga doir olib borilgan tajribalar kristallar simmetrik joylashib kristall panjaralar hosil qilgan zarralar (atomlar, molekulalar yoki ionlar) dan iborat ekanligini tasdiqladi. Shu bilan birga, ko‘p miqdorli tabiiy va sun’iy kristallarni rentgen strukturaviy tahlil qilish natijasida tabiatda kristall panjaralarning faqat 230 turli ko‘rinishi bor ekanligi aniqlandi, bu Ye.S.Fyodorovning nazariy hisoblariga to‘la muvofiq keladi.