Кристалл висмута в домашних условиях, Кристаллы, чья геометрия форм просто завораживает
Оптические анализаторы сигналов и импульсов. Обычные пирамиды получаются тонкие и хрупкие. Многополосные полосовые оптические фильтры. Три разных типа кристаллов соли образуются из одного и того же раствора с разницей всего в час. Для того чтобы убедиться, что белый порошок отличается от исходной английской соли только содержанием воды, вы можете растворить его в небольшом количестве воде и вырастить из него точно такие же кристаллы, как из исходной английской соли.
Анонимный пользователь 5 июня Показать оригинал Вводящая в заблуждение фотография. Victor R. Показать оригинал Хороший продавец. Angel A. Вопросы о товаре. Характеристики Название бренда Нет. Товары для ремонта Металлообработка. Количество 1. Name Bismuth crystals. Purity Lead time 24 hours except non work day. Feature high pure. Пожаловаться на товар. Продавец рекомендует. Подобрали для вас. Связанный поиск висмут металлический висмут кристалл висмут. Поддержка Календарь распродаж Китайская грамота.
Продавайте на AliExpress Аффилиатная программа Блог для продавца. О компании. Пресс-центр Вакансии AliTech Блог о жизни компании. Мы в соцсетях. Вконтакте Одноклассники YouTube Telegram.
Английская соль очень хорошо растворима в воде. Перемешивайте раствор в течение нескольких минут. Если не вся соль растворится, добавьте совсем немного воды и снова перемешивайте, пока раствор не станет прозрачным.
Кристаллы английской соли растут в виде длинных иголок, сильно отличаясь своей формой от кристаллов веществ, с которыми вы ставили опыты до сих пор — поваренной соли, сахара, буры или медного купороса. Благодаря очень высокой растворимости английской соли, даже одна капля раствора содержит достаточно вещества, чтобы можно было вырастить заметные маленькие кристалики при ее испарении. Если поместить каплю на поверхность, не впитывающую влагу, например, на стекло, поверхность капли быстро покроется кристалликами и дальнейшее испарение воды будет затруднено.
Поэтому лучше нанести каплю раствора на впитывающую поверхность, например на картон или на грубую бумагу. Особенно интересно разглядывать группку выросших маленьких кристалликов в увеличительное стекло.
Благодаря игольчатой форме, кристаллы английской соли легко привязывать к ниточке. Подвесив на ниточке затравочный кристаллик английской соли в насыщенный раствор, можно вырастить хороший крупный кристалл в форме палочки. Английская соль теряет влагу гораздо быстрее, чем любые другие кристаллы из тех, которые вы выращивали до сих пор.
Кристаллы сохраняют при дегидратации свою форму, однако их поверхность становится как бы выкрашенной тусклой белой краской. Вы можете сцарапать с поверхности белый порошок, и под ним откроется еще не потерявший воду кристалл. Для того чтобы убедиться, что белый порошок отличается от исходной английской соли только содержанием воды, вы можете растворить его в небольшом количестве воде и вырастить из него точно такие же кристаллы, как из исходной английской соли. Из всех кристаллов, содержащих воду, которые вы выращивали до сих пор, прочнее всего удерживают воду квасцы.
Однако дегидратацию всех кристаллов можно вызвать, если использовать тепло горящей спички. Поместите по одному маленькому кристаллику каждого из веществ на предметное стекло микроскопа или на кусочек алюминиевой фольги.
Поднесите снизу зажженную спичку. Скоро все кристаллики начнут выделять воду, которая будет кипеть в тепле от пламени спички. Если нагревание прекратить тогда, когда на стекле или фольге остается еще много воды, то могут вновь образоваться мелкие кристаллики исходных веществ.
Однако, если вы продолжите нагревание до тех пор, пока кипение не прекратится, т. Подобно буре, квасцам и медному купоросу, английская соль содержит в своем составе воду и может быть подвергнута дегидратации. Когда вещество очень хорошо растворимо в воде, даже капля раствора содержит много вещества. После того как вы вырастили несколько различных видов кристаллов, можно устроить их выставку.
На фотографии приведены несколько кристаллов квасцов, выращенных точно так, как описано в этой книжке. Существует много других веществ, которые можно растворить в воде. Будут ли все они образовывать кристаллы при испарении воды из раствора? Нет, кристаллы будут образовывать не все растворимые в воде вещества, но заранее определить это, не попробовав, вы не сможете.
Фиксаж, используемый при закреплении изображения на пленке после ее проявления, дает при испарении водного раствора хорошие кристаллы.
Хорошо растут кристаллы сегнетовой соли. Там же описаны некоторые интересные опыты, котрые можно проделать с кристаллами сегнетовой соли. Лед — одно из немногих веществ, которые называют иначе, после того как оно расплавится. Вода настолько широко распространена в природе и играет такую важную роль, что для различных ее состояний существуют специальные названия: лед, снег, иней, роса, дождь, пар, туман, облако Лед — одно из немногих веществ, объем которого уменьшается при плавлении.
Определенное количество воды занимает меньший объем, чем эквивалентное по массе количество льда. Другими словами можно сказать, что определенный объем льда весит меньше, чем равный объем жидкой воды. Плотность льда твердой воды ниже, чем плотность жидкой воды.
Поэтому лед плавает на поверхности воды. Если вода замерзает в сосуде, не позволяющем ей свободно расширяться, сосуд может лопнуть. Поскольку вода занимает меньший объем, чем лед, можно вызвать превращение льда в воду, приложив давление. В этом состоит одна из причин, почему лед такой скользкий, когда вы пытаетесь идти по нему или катиться на коньках.
Под давлением на поверхности льда образуется тонкая пленка воды, разделяющая давящий предмет ногу, конек и лед, и эта пленка играет роль смазки. Превращение льда в воду под действием давления и обратное превращение воды в лед при снятии нагрузки можно показать при помощи следующего эксперимента.
Поместите кубик льда на дно перевернутого стакана. Привяжите концы короткой проволочки к двум карандашам. Положите проволочку на ледяной кубик и тяните за два ее конца, как показано на рисунке. Проволочка будет двигаться вниз сквозь лед. Лед будет таять под проволокой, где к нему приложено давление, и вновь кристаллизоваться над проволочкой, т.
Один из способов вырастить кристаллы льда — поместить кастрюльку с водой в морозильную камеру обычного холодильника или, если на улице минусовая температура, вынести кастрюльку на улицу.
Примерно через два часа если температура не выше —10 С часть воды уже превратится в лед. Некоторые кристаллы будут иметь длинную тонкую форму. Возможно, они будут образовывать сростки с другими кристаллами.
Их можно попытаться осторожно отделить и рассмотреть. Хороший способ найти границу между сросшимися кристалликами — рассматривать их между скрещенных поляризаторов см. Другой способ получить кристаллы льда — капнуть каплю воды на предметное стекло микроскопа или на дно перевернутого стакана или на любую плоскую поверхность и поместить в морозильную камеру.
Рассмотрите кристаллики между скрещенными поляризаторами, используя для этого приспособление, описанное в разделе III-Г.
Если вы заморозили каплю воды на поверхности стекла, вы можете держать стекло горизонтально между поляризаторами и подсвечивать их снизу. Понаблюдайте, как будет изменяться окраска по мере того как кристаллы будут становиться тоньше при плавлении. Вращайте слайд с замороженной каплей в своей собственной плоскости между поляризаторами, как стрелки часов.
Заметьте, что в определенных положениях кристаллы темные, а в других — яркие. Та часть, которая выглядит одинаково, принадлежит одному и тому же кристаллу.
Между этой частью и той, что ведет себя иначе, проходит граница раздела — граница между кристаллитами. В образце могут оказаться кристаллики, которые остаются темными при любых положениях поляризаторов. У этой части кристаллов оптическая ось совпадает с направлением, вдоль которого вы на них смотрите см. Если у вас есть пластина льда толщиной два или три милиметра, выращенная на холоду в кастрюльке воды, вы можете наблюдать в скрещенных поляризаторах очень интересные явления.
Для того, чтобы не замочить поляризаторы, пластину льда и поляризаторы следует держать вертикально.
Найдите большую часть куска льда, которая остается темной при вращении в собственной плоскости между скрещенными поляризаторами. Держите ее как можно ближе к ближнему к вам поляризатору и поднесите этот поляризатор как можно ближе к глазам. Вы увидите черный крест на сером фоне. Если лед достаточно толстый, то вокруг креста будет видно желтое кольцо, и далее — красное. В оптической кристаллографии такие картинки называют фигурами интерференции см.
Кристаллы льда можно вырастить из расплавленного льда т. Границы между индивидуальными кристалликами в пластине льда можно обнаружить, разглядывая пластину между скрещенными поляризаторами. Поскольку плотность воды выше, чем плотность льда, можно вызвать превращение льда в воду, приложив давление.
Если температура ниже 0 C, вода вновь превратится в лед после того, как давление будет снято. Заметьте, что лед, как и любое твердое тело, может находиться при более низкой температуре, чем его температура плавления. Иногда бытует странное мнение, что лед всегда имеет температуру 0 C. В действительности, это справедливо только если замерзающий лед находится в контакте с жидкой водой. Салол продается в аптеках как лекарство от расстройства кишечника. Он нерастворим в чистой воде, но растворяется в этиловом спирте.
Салол плавится при 42 C. Поместите немного порошка салола на какую-то поверхность, которую можно будет нагревать снизу пламенем спички. Лучше всего подойдет для этой цели стеклышко, но сгодится и кусочек алюминиевой фольги. Порошка надо взять немного, примерно с горошину.
Нагревайте салол снизу пламенем спички. Держать спичку надо достаточно далеко, чтобы стеклышко не закоптилось в пламени не сгоревшей сажей. Как только салол начнет плавиться, нагревание прекращайте. Возможно, вы ожидаете, что салол снова затвердеет, как только его расплав вновь охладится до 42 C. Тем не менее, этого не произойдет. Кристаллизация салола не начнется до тех пор, пока в расплав не будет введен кристаллик-затравка.
В качестве такой затравки может служить маленькая частичка салола из порошкообразного образца, если жидкость достаточно охладилась. Если добавить к расплаву слишком много порошка, одновременно начнут расти слишком много кристаллов, и вскоре их рост будет мешать друг другу.
Тогда вы не сможете наблюдать красивую форму, которую кристаллы салола приобретают тогда, когда их росту ничто не мешает.
Совершенные кристаллы салола имеют форму ромбов бубей на игральных картах. Если вы будете наблюдать за ростом кристаллов через увеличительное стекло, вы сможете увидеть, что форма кристаллов в процессе роста не изменяется: в расплаве образуются маленькие ромбики, которые увеличиваются в размерах так, что углы между гранями остаются неизменными.
Слой за слоем к кристаллику салола добавляются новые молекулы, кристалл растет со скоростью тысяч слоев в секунду, и при этом сохраняется такой идеальный порядок, что грани остаются гладкими, ребра — прямыми, а углы между ними — постоянными. Когда рост кристаллов остановится, внимательно рассмотрите кристаллы через увеличительное стекло.
Большая часть кристаллов не будет иметь идеальную форму, поскольку при росте соседние кристаллы мешали друг другу, срастались вместе. Если вы будете поворачивать закристаллизовавшийся салол в ярком свете под разными углами, то увидите , как от их идеально плоских граней отражается свет. Грани кристалла, построенного из самых крохотных строительных кирпичиков, - самые совершенные плоские поверхности, которые вообще возможно получить — они более плоские, чем любая полированная поверхность. Салол можно многократно плавить и кристаллизовать.
Поскольку салол не липкий, не едкий, не ядовитый и не причиняет вреда одежде, стеклышко с замороженными на нем кристаллами салола можно носить в кармане. Если вы приготовите стекло, на один конец которого будет нанесено много кристаллов салола, а на другой — немного, вы можете плавить тот конец, где кристаллов много, оставив холодным другой, на котором кристаллов мало. Тогда можно брать крохотные затравки салола для последующей кристаллизации из расплава с холодного конца стекла.
Такой образец удобно носить с собой для того, чтобы показывать, как растут кристаллы, своим друзьям. Если вы приготовите тонкую пленку расплавленного салола между двумя стеклышками и будете держать стекла крепко сжатыми до тех пор, пока салол не затвердеет тем самым скрепив стеклышки вместе , вы сможете наблюдать совершенно замечательную картину.
Сначала поместите свою слойку стекло-салол-стекло между скрещенными поляризаторами см. Вращайте слойку в своей плоскости, как стрелки часов, между поляризаторами, сохраняя поляризаторы скрещенными. Если вы не будете видеть окраску кристаллов салола, значит приготовленная вами пленка салола слишком толстая. Расплавьте ее и снова охладите, сжав стеклышки друг с другом более плотно, чем в предыдуший раз.
Затем расплавьте немного салола в центре слойки. Как только начнется плавление, сразу остановите нагревание. В противном случае, весь салол расплавится и стеклышки разъединятся. Теперь снова наблюдайте за слойкой через скрещенные поляризаторы. Ее надо держать на расстоянии от горячего стекла.
Для этого используйте специальный держатель, описанный в разделе III-Г. Жидкий салол выглядит черным в скрещенных поляризаторах, а растущие из расплава кристаллы — светлыми. Понаблюдайте при помощи увеличительного стекла, как яркие кристаллы салола прорастают в черную область расплава, как беспорядочно движущиеся в жидкости молекулы салола встраиваются в строго упорядоченную, организованную структуру кристалла. Нагревание может привести к тому, что упорядоченный твердый кристалл превратится в неупорядоченную жидкость.
Жидкость похожа на воду, но в отличие от воды она не кипит при нагревании в пламени спички, и затвердевает при гораздо более высокой температуре, чем та, при которой затвердевает вода, образуя твердую воду, называемую льдом. Кристалл может сохранять совершенную форму и сверкающие грани в процессе роста, когда к нему подстраиваются тысячи слоев невидимых частиц в секунду.
Жидкий салол, подобно стеклу или воде, кажется черным, если смотреть на него сквозь скрещенные поляризаторы. Кристаллы салола, напротив, ярко светятся и, если достаточно тонкие, то окрашены. Жидкий салол не образует кристаллов не кристаллизуется, не затвердевает , если нет затравочного кристаллика, на котором мог бы начаться процесс. Металлический элемент, висмут, плавится при C. Подобно воде, он обладает редким свойством расширяться при затвердевании кристаллизации.
Вы можете попробовать достать висмут на химическом факультете университета или купить в магазине химических реактивов. Расплавьте висмут в открытой сковородке.
Когда он весь полностью расплавится, удалите сковородку от источника тепла. Когда сковорода остынет, на ее охлаждающейся внутренней поверхности начнут образовываться кристаллы висмута. Если вы не сможете их увидеть, вы сможете нащупать их у самой поверхности расплава при помощи химических щипцов. Извлеките кристаллы из горячего расплава при помощи щипцов и аккуратно стряхните с них излишек жидкости. На поверхности кристаллов висмута образуется множество маленьких ступенек. Поворачивайте кристаллы под разными углами к яркому свету, желательно, чтобы источник света был на некотором удалении.
Заметьте, что поверхность многих ступенек ярко отражает свет одновременно друг с другом. Для того, чтобы это было возможно, необходимо, чтобы поверхности всех ступенек образовывали одинаковый угол с источником света, то есть, чтобы ступеньки были параллельны друг другу.
Все ступеньки должны быть образованы из одних и тех же строительных блоков, из тех же самых, из которых строятся кристаллы висмута, расположенных параллельно друг другу. Поэтому ступеньки не могут быть разными кристалликами, они все принадлежат одному и тому же кристаллу. В соседнем кристалле другой набор ступенчатых граней будет отражать свет под несколько иным углом. Рассматривая кристаллы висмута, можно заметить радужные разводы на их поверхности, подобно тем, что наблюдаются на поверхности мыльных пузырей.
Причиной является присутствие на поверхности очень тонкой оксидной пленки, которая иногда образуется при охлаждении кристаллов висмута. Пленка настолько тонкая, что свет проходит сквозь нее к поверхности висмута и отражается обратно. Падающий и отраженный лучи света интерферируют. В результате некоторая часть волн белого света, состоящего из волн с разной длиной волны различных цветов радуги , гасится. В результате свет перестает быть белым, появляется окраска.
Поэтому поверхность кристаллов висмута может казаться окрашенной.
Таким же образом вызывает появление окраски тонкая пленка масла или бензина на поверхности воды. По этой же причине окрашиваются мыльные пузыри. Окраска, возникающая за счет интерференции волн, называется интерференционной окраской. Поверхность грани кристалла может быть ступенчатой и тем не менее оставаться поверхностью одного и того же индивидуального кристалла.
То, что все ступеньки ориентированы параллельно друг другу, свидетельствует о том, что все они принадлежат одному и тому же кристаллу. Лучи белого света, отражаясь от двух поверхностей тонкой пленки, могут интерферировать друг с другом, в результате чего возникает окраска. В природе лед иногда образуется непосредственно из газообразного состояния. В холодную сырую погоду на деревьях появляется иней.
Лед может образовываться на холодном оконном стекле из водяного пара, присутствующего в воздухе морозные узоры на окнах. Если воздух в комнате достаточно влажный, вы можете вырастить кристаллы льда из пара, находящегося снаружи от стеклянного или металлического сосуда, заполненного смесью льда со спиртом. Время от времени хорошо перемешивайте смесь в сосуде.
Выросшие кристаллы не будут иметь правильной огранки, но в ярком свете вы сможете увидеть блеск отдельных граней. Освободите сосуд от смеси и наблюдайте за таянием инея на стенках. Иней твердый лед образовался не из жидкой воды, но из газообразной. При таянии он превращается тем не менее не в газ, а в жидкость. Если дать сосуду постоять в комнате какое-то время, вода испарится, то есть снова перейдет в газообразное состояние.
Водяной пар, то есть вода в невидимом газообразном состоянии, находится в воздухе вокруг нас. Можно вызвать его кристаллизацию в виде льда на очень холодных поверхностях или конденсацию в виде жидкой воды на менее холодных поверхностях. Не следует путать это вещество, традиционно используемое для защиты от моли шерстяных вещей, с некоторыми другими веществами, которые начали применять для этой же цели в последнее время например, с пара -дихлорбензолом.
При мягком нагревании нафталина он переходит сразу в газообразное состояние сублимирует, возгоняется. Температура плавления нафталина составляет 80 C. Летучесть нафталина, т. Кристаллы нафталина удобно выращивать следующим способом. Сверху закройте банку бутылку крышкой, которая для этой банки слишком велика. Можно использовать в качестве крышки листок алюминиевой фольги или бумаги.
Нельзя плотно закрывать банку — она может лопнуть, если нагретому пару будет некуда выходить из банки. Поднесите дно банки к включенной электрической лампочке например, ваттной. Очень скоро вы увидите, что в верхней части банки начнут образовываться маленькие кристаллики. Там теплый невидимый газ нафталина охлаждается, и притяжение невидимых молекул нафталина друг к другу заставляет их образовывать упорядоченную кристаллическую структуру.
Кристаллы нафталина могут образовывать ветвистые, перистые сростки, напоминающие морозные узоры на оконном стекле. Часть кристаллов имеет форму очень тонких пластинок, дающих интерференционную окраску при отражении света от их обеих поверхностей, подобно тому, как это происходит при отражении света от масляной пленки или от стенок мыльных пузырей см.
Нафталин не растворим ни в воде, ни в спирте. Если вы хотите отмыть от него банку, можно использовать жидкость, применяемую для удаления лака с ногтей содержащую ацетон , или бензол.
Оба растворителя очень легко воспламеняются и ядовиты, поэтому работать с ними можно только в хорошо проветриваемом помещении, пользуясь бумажными салфетками, которые затем нужно уничтожить так, чтобы они не могли оказаться доступны огню.
Маленькие тонкие пластинки кристаллов нафталина очень красивы, если рассматривать их в увеличительное стекло в скрещеных поляризаторах. Окраска некоторых кристаллов в скрещенных поляризаторах объясняется не интерференцией света, отраженного от разных поверхностей кристалла. Причина ее появления в том, что внутри кристалла свет расщепляется на два луча, распространяющихся с различной скоростью. Окраска возникает именно из-за интерференции этих двух лучей.
Непосредственно из газовой фазы может кристаллизоваться не только вода, но и другие вещества. Представления о свете могут быть различными — в зависимости от явления, которое рассматривают.
Нам будет удобно представлять свет, как набор волн — возмущений, распространяющихся вперед в колебательном режиме, подобно тому, как распространяются морские волны по воде. Длина световой волны намного меньше, чем длина волны в море — расстояние между гребнями составляет около 0, мм.
В отличие от морских волн, световые волны колеблются не только вверх-вниз, но и во все стороны от направления своего распространения.
Если заставить свет проходить через какое-то препятствие, то можно ограничить его колебания только одной выделенной плоскостью. Такой свет называют плоско поляризованным, или просто - поляризованным. Препятствие, вызывающее поляризацию света, называют поляризатором. Существуют различные виды поляризаторов. Частичную поляризацию света вызывает любая гладкая неметаллическая поверхность, отражающая свет.
Поляризованный свет, отраженный от такой поверхности, колеблется параллельно поверхности и, конечно, перпендикулярно к направлению распространения света. По-видимому, самым удобным поляризатором для проведения опытов с кристаллами, описанных в этой книге, может служить поляризующая пленка. Можно использовать Поляроид Polaroid , выпускаемый уже очень давно, но есть и другие марки.
Такая пленка пропускает, в основном, свет осциллирующий в определенном направлении в плоскости пленки. Вы можете сами определить, что это за направление, если будете рассматривать сквозь пленку свет, oтраженный от гладкой неметалической поверхности, например от окрашенного подоконника.
Положение, при котором подоконник, на который вы смотрите сквозь пленку, кажется наиболее темным, соответствует тому, что колебания света, проходящего сквозь пленку, происходят в вертикальной плоскости, перпендикулярно к плоскости подоконника. Для рассматривания кристаллов сквозь скрещенные поляризаторы, удобно закрепить поляризаторы с двух сторон маленькой коробочки какой-то резинкой.
Если бы поляризаторы были идеальными, свет вообще не мог бы проходить через них, когда они скрещены. Не зная, в каком направлении поляризуют свет поляризаторы, вы все же можете найти для них скрещенное положение, подобрав угол поворота поляризаторов друг относительно друга, при котором свет проходит через оба поляризатора хуже всего самое темное положение. В этой книжке мы не будем подробно обсуждать взаимодействие кристаллов с поляризованным светом.
Заинтересованный читатель может узнать больше из книг, список которых приведен в разделе V. Далее мы перечислим некоторые конкретные опыты, которые можно выполнить с кристаллами, упоминавшимися в этой книжке.
Все кристаллы, о которых мы говорили, можно разделить на две группы, в зависимости от того, как они выглядят, если рассматривать их сквозь скрещенные поляризаторы. Кристаллы, которые кажутся темными в любой ориентации. Кристаллы, которые выглядят яркими в большинстве ориентаций.
Те кристаллы, которые выглядят яркими в большинстве ориентаций, в некоторых определенных ориентациях становятся темными. Например, иголки английской соли кажутся темными, если иголки вытянуты вдоль разрешенного направления одного из поляризаторов. Любой кристалл, который при рассматривании сквозь скрещенные поляризаторы кажется ярким, становится окрашенным, если его толщина достаточно мала.
Когда свет проходит через такой кристалл, он расщепляется на два луча, колеблющихся перпендикулярно друг к другу. Один из этих лучей распространяется через кристалл с большей скоростью, чем другой. Когда лучи выходят из кристалла и попадают на второй поляризатор, они интерферируют друг с другом, подобно тому, как интерферируют два пучка, отраженные от границ тонкой оксидной пленки на кристаллах висмута.
Хотя причина интерференции в двух случаях различна, возникающая окраска в обоих случаях называется интерференционной. Поляризаторы особенно полезны, если требуется определить, присутствует ли в каком-то твердом образце несколько кристалликов, или один единственный. На полурастаявшем кусочке льда в обычном свете можно не заметить никаких границ между кристаллами, однако рассматривая тот же лед сквозь скрещенные поляризаторы, можно увидеть, что часть льда темная в одном положении, а часть — в другом.
Ясно, что эти части принадлежат различным кристаллам. В разделе, посвященном льду, было описано появление интерференционной фигуры, черного креста на сером фоне, который иногда удается наблюдать. Увидеть такую фигуру непросто. Для этого нужен очень толстый кусок льда, с гладкими поверхностями, в котором есть участок, который кажется темным при любой ориентации льда в плоскости, параллельной плоскостям скрещеных поляризаторов.
Глаз наблюдателя должен быть как можно ближе к поверхности слюды. Поскольку слюда, в отличие от влажного льда, не повреждает поверхность поляризатора, поляризаторы можно прижать к слюде с обеих сторон. То, что кристалл кажется ярким сквозь скрещенные поляризаторы, не означает, что он вращает плоскость поляризации света.
Если можно найти такую ориентацию кристалла, в которой он станет казаться черным, то кристалл не является оптически активным. Примером оптической активности являются растворы сахара. Они вращают плоскость поляризации света.
Это означает, что направление колебаний световой волны постепенно изменяется, как бы поворачиваясь вокруг винта, по мере того, как свет проходит сквозь раствор. Если бы раствор сахара вращал плоскость поляризации света независимо от длины волны света, то было бы достаточно просто повернуть ближний поляризатор относительно дальнего на определенный угол, для того чтобы раствор стал казаться черным при новом положении поляризаторов.
Однако для каждой из волн, составляющих белый свет, в зависимости от длины волны цвета плоскость поляризации поворачивается на свой угол при прохождении через слой вещества определенной толщины. Полное затемнение можно получить, если использовать свет только одной длины волны. Такой опыт можно поставить, если использовать в каестве фильтра цветное красное, синие, желтое стеклышко или пластик.
В большинстве музеев хранятся образцы горных пород и минералов. Некоторые из них очень красивы. Минералы — это кристаллы, которые встречаются в природе в земной коре.
Посещение музея было бы хорошим началом знакомства с кристаллами, которые вы можете встретить за пределами дома и классной комнаты. Сотрудники музеев могут подсказать, куда можно отправиться в поисках кристаллов в природе. Кристаллы в горных породах обычно образуют сростки с неправильными границами, но тем не менее остаются при этом кристаллами.
Вам следует объяснить сотрудникам музея, что вас интересуют как минералы без правильной огранки, так и образцы максимально совершенной формы. Если вы живете в местности, где можно собирать минералы во время прогулок, вам может удасться найти магматические породы вулканического происхождения кристаллизовавшиеся из расплава , осадочные породы вынесенные водой , или метаморфические породы возникшие как первые два вида минералов, но затем претерпевшие изменения под действием температуры и давления.
Для магматических вулканических пород, возникших при медленном охлаждении расплава, характерны крупные кристаллические зерна, поскольку одновременно начался рост сравнительно небольшого числа кристаллов, и каждый из них успел заметно вырасти, прежде чем встретился с соседним. Эти породы формировались на большой глубине. Гигантские кристаллы могли образоваться в случаях, когда насыщенный водой расплав проникал в поверхностные породы и причиной медленной кристаллизации было большое содержание воды.
К минералам, наиболее часто встречающимся в составе таких пород, относятся кварц серый, похожий на стекло, без выраженной спайности , полевой шпат розовый, серый или белый, тусклый, со спайностью , слюда бесцветная, серая или черная, с идеальной спайностью, расщепляющаяся на тонкие пластинки , роговая обманка черная, в форме коротких стержней, мелкозернистая, незаметная спайность.
Когда расплавленная порода остывает быстро, образуются более мелкие кристаллические зерна, что затрудняет распознавание различных минералов. Наиболее часто, однако, встречаются те же самые минералы. Осадочные породы образуются тогда, когда слои различных фрагментов, переносимых ручьями и реками к морю, откладываются в осадок и затвердевают, окаменевают.
Первоначально эти фрагменты могли принадлежать тем же магматическим вулканическим породам, поэтому и среди них можно встретить уже знакомые вам минералы. Однако, например, полевой шпат и слюда легко разрушаются, когда их переносит река, причем не только механически, но и химически. Кварц тверже них, и к тому же не обладает спайностью, поэтому он лучше противостоит механическому разрушению, истиранию.
Он также более стоек химически. Поэтому кварц выживает. Это самый распространенный минерал в составе осадочных пород, песчаника и глин.
В их составе кварц мелко измельчен. Реки могут также переносить растворенные вещества. Один из наиболее распространенных минералов, осаждающихся из растворов — карбонат кальция. Когда карбонат кальция затвердевает, он обычно бывает очень мелким, светло-серого или почти белого цвета. Его называют известняком. Минерал, составляющий основу известняка, называется кальцитом. Кальцит также осаждается из воды в виде множества белых прожилок в различных породах.
Его легко распознать по совершенной спайности в трех направлениях, благодаря которой он раскалывается на маленькие кусочки правильной формы. Углы между сторонами образующихся осколков не прямые как в случае поваренной соли — осколки имеют форму ромбиков, параллелограммов.
Метаморфические породы образуются из магматических вулканических и осадочных пород под действием тепла и высокого давления, глубоко под поверхностью Земли. Иногда в их образовании принимают участие растворы различных веществ, проникающие сквозь твердые породы. В результате метаморфизма превращения известняка образуется мрамор. Кристаллы кальцита укрупняются, так как одни кристаллики растут за счет других.
В результате метаморфизма глины образуется сланец, который далее превращается в аспидный сланец - минерал, содержащий много слюды, ярко блестящей на солнце. Валуны, галька и песок. Если вам не удастся найти никаких крупных камней для исследования, соберите любые, самые мелкие, какие только удастся. Снаружи они могут казаться грязными, иногда их поверхность сильно изменена под влияние окружающей среды, дождей, снега, солнца, ветра Разломите такой камушек, чтобы открылась свежая поверхность.
Если только вы не живете на склоне вулкана, любой камушек, который вы найдете, будет кристаллическим, то есть будет состоять из множества кристаллов, пусть даже мелких и с неправильными границами. Распознать минералы в составе найденной породы, определить их названия — только часть приятной работы, связанной с их поиском и исследованием. Она не так важна, как изучение родственных взаимоотношений и взаимодействий между минералами. Вы можете определить, является ли порода магматической вулканической , осадочной или метаморфической.
Если это магматическая порода, попробуйте определить, какой минерал закристаллизовался вначале, а какие затем выросли вокруг него, заполняя оставшиеся пустоты. Лед — это кристаллическое вещество, встречающееся в природе, вырастающее без участия человека, поэтому его также можно назвать минералом. Лед, нарастающий на оконном стекле, образует перистые узоры, подобные кристаллам нафталина. Сосулька иногда целиком состоит из одного-единственного кристалла.
Рассмотрите ее между скрещенными поляризаторами! Наверное, самые красивые из всех природных кристаллов - снежинки. Если вы живете в местности, где бывает снег, выйдите на улицу с увеличительным стеклом, когда идет мелкий снег.
Каждая снежинка может представлять собой отдельный кристаллик. Крупные снежинки — это сростки многих кристаллов. Разнообразие форм снежинок всегда удивляло и восхищало тех, кто их наблюдал. По-видимому, причиной такого разнообразия является то, что рост маленьких кристалликов льда очень чувствителен к малым изменениям влажности и температуры. Японский исследователь Ukichiro Nakaya, посвятивший изучению снежинок много времени, научился по своему желанию получать в лаборатории снежинки определенной формы, изменяя влажность и температуру, при которых кристаллизуется водяной пар.
В нестабильных условиях метели или снегопада каждый кристаллик-снежинка находится в несколько различных условиях во время своего роста. Две снежинки, которые в первые несколько секунд начинают расти в одинаковых условиях, скоро оказываются разнесенными ветром на такое расстояние друг от друга, что их дальнейший рост продолжается уже в разных условиях.
В таких постоянно изменяющихся условиях кристаллизации и при столь высокой чувствительности формы кристалла к условиям его роста создаются все предпосылки для появления огромного разнообразия форм и такой завораживающей красоты. Во многих зданиях или в метрополитене полированные камни используются для украшения наружных и внутренних поверхностей стен, пола, прилавков, облицовки пола и ступеней лестниц Эти полированные поверхности представляют собой срезы кристаллов, из которых состоит порода.
На них хорошо видны границы между различными кристаллами. Обычно порода состоит больше, чем из трех различных минералов, однако иногда — лишь из одного. Так мрамор метаморфический известняк состоит почти исключительно из минерала кальцита.
В то же время, сорта мрамора, декоративные свойства которых ценятся наиболее высоко, обычно содержат включения других веществ, которые за счет своей окраски делают материал более эффектным.
Если срез полированной поверхности проходит через кристалл в направлении, близком к его плоскости спайности, кристалл может ярко отражать солнечный свет, если повернуть срез под определенным углом. Попробуйте поискать такие отражающие участки полированных поверхностей, проходя мимо облицованных стен и полированных прилавков.
Скорее всего, все те участки, которые отражают свет под одним и тем же углом т. Почти все драгоценные камни — монокристаллы. Бывают, конечно, и исключения, например, жадеит и тигровый глаз — они поликристалличны, или опал, который вообще не кристалличен. Большая часть драгоценных камней огранена со всех сторон. Свет отражается от верхних граней, а также проходит сквозь камень и отражается обратно от нижних граней.
Благодаря этому драгоценные камни так сверкают. Искусство ювелира состоит в том, чтобы создать такую огранку, чтобы данный эффект был наибольшим. Некоторые из веществ, упоминавшихся в этой книге, можно купить в аптеке, в магазине хозайственных товаров, в магазинах для садоводов. Перед тем, как начинать любые опыты, узнайте, какую опасность могут представлять вещества. Будьте осторожны! Если опыты с кристаллами, которые вы вырастили сами или нашли в составе минералов, пробудили в вас интерес и желание побольше узнать о кристаллах, этому могут помочь многочисленные книги.
Кристаллам посвящены сотни книг, и вы можете найти их в библиотеке. Новичку иногда бывает сложно ориентироваться среди слишком большого потока информации. Поэтому мы выбрали для начала всего три книжки. Одна посвящена выращиванию кристаллов, вторая — горным породам и минералам, третья — рассматриванию кристаллов через скрещенные поляризаторы. Во всех трех книжках можно узнать о симметрии внешней формы совершенных кристаллов, возникающей благодаря симметрии их упорядоченной внутренней структуры.
Каждый кристалл имеет внутренний порядок. Для многих кристаллов можно подобрать условия роста, благоприятные для того, чтобы этот внутренний порядок проявился в красивой форме кристаллов с блестящими гладкими гранями. Holden, A. Pough, Frederick H. Wood, Elizabeth A. Автор благодарит Джованку Кинк, которая просмотрела книгу в июне года и внесла в нее ряд исправлений. Болдыревой, Часть советов например, о том, где приобретать реактивы для русских читателей неприемлема.
Почти весь оригинальный текст, за редкими исключениями, тем не менее, я оставила без изменений, опустив только слишком явно несоответствующие нашей действительности советы например - привлечь аптекаря или продавцов в магазине хозяйственных товаров к подбору веществ для кристаллизации и добавив совет искать полированные поверхности в метрополитене а не в магазинчиках, как советовалось в оригинале.
Надеюсь, что читатели сами отсеют то, что для нашей жизни не подходит.
Лучше всего искать дальнейших советов в школе у учителей, а там, где есть высшие учебные заведения — у преподавателей этих заведений. На русском языке издано много популярных книг, более доступных для школьников и учителей, чем приведенный выше список. Я привожу далее некоторые из этих книг. Болдырев, Н. Ляхов, А. Чуйко, Е.
