Penggunaan praktis. Menggunakan Kristal

Langganan
Bergabunglah dengan komunitas “koon.ru”!
Berhubungan dengan:

Penerapan kristal dalam ilmu pengetahuan dan teknologi Penerapan kristal dalam ilmu pengetahuan dan teknologi sangat banyak dan beragam sehingga sulit untuk dicantumkan.

Berlian Mineral alami yang paling keras dan langka, berlian. Saat ini, berlian pada dasarnya adalah batu pekerja, bukan batu hiasan.

Karena kekerasannya yang luar biasa, berlian memainkan peran besar dalam teknologi. Gergaji berlian digunakan untuk memotong batu. Gergaji berlian adalah piringan baja berputar berukuran besar (berdiameter hingga 2 meter), yang pada tepinya dibuat potongan atau takik. Bubuk berlian halus yang dicampur dengan semacam bahan perekat digosokkan pada potongan tersebut. Disk seperti itu, berputar dengan kecepatan tinggi, dengan cepat melihat batu apa pun.

Berlian sangat penting saat mengebor batu dan operasi penambangan. Ujung intan dimasukkan ke dalam alat pengukir, mesin pemisah, alat uji kekerasan, dan bor untuk batu dan logam. Bubuk berlian digunakan untuk menggiling dan memoles batu keras, baja keras, paduan keras dan super keras. Berlian itu sendiri hanya bisa dipotong, dipoles dan diukir dengan berlian. Suku cadang mesin yang paling penting dalam produksi otomotif dan pesawat terbang diproses dengan pemotong dan bor berlian.

Ruby dan safir termasuk yang terindah dan termahal batu mulia. Semua batu ini memiliki kualitas lain, lebih sederhana, namun bermanfaat. Ruby merah darah dan safir biru adalah saudara kandung, umumnya merupakan mineral korundum yang sama, aluminium oksida A 12 O 3. Perbedaan warna muncul karena pengotor yang sangat kecil dalam aluminium oksida: penambahan sedikit kromium mengubah korundum tidak berwarna menjadi darah rubi merah, titanium oksida menjadi safir. Ada korundum warna lain. Mereka juga memiliki saudara yang sederhana dan tidak mencolok: ampelas korundum halus berwarna coklat, buram, yang digunakan untuk membersihkan logam dari mana amplas dibuat. Korundum, dengan segala ragamnya, adalah salah satu batu terkeras di dunia, paling keras setelah intan.

Seluruh industri jam tangan menggunakan batu rubi buatan. Di pabrik semikonduktor, sirkuit terbaik digambar dengan jarum rubi. Dalam industri tekstil dan kimia, pemandu benang rubi mengambil benang dari serat buatan, nilon, dan nilon.

Sinar laser yang kuat dengan kekuatan yang sangat besar. Mudah terbakar lembaran logam, mengelas kabel logam, terbakar pipa logam, mengebor lubang terbaik pada paduan keras dan berlian. Fungsi-fungsi ini dilakukan oleh laser padat, yang menggunakan ruby, garnet, dan neodite. Dalam operasi mata, laser neodyne dan laser ruby ​​​​paling sering digunakan. Dalam sistem jarak pendek berbasis darat, laser injeksi galium arsenida sering digunakan.

Flint, amethyst, jasper, opal, chalcedony adalah jenis kuarsa. Butiran kecil kuarsa membentuk pasir.

Dan jenis kuarsa yang paling indah dan paling menakjubkan adalah berlian buatan, yaitu kristal kuarsa transparan. Oleh karena itu, lensa, prisma, dan bagian lain dari instrumen optik terbuat dari kuarsa transparan. Sifat listrik kuarsa sangat menakjubkan. Jika Anda mengompres atau meregangkan kristal kuarsa, muatan listrik akan muncul di tepinya. Ini adalah efek piezoelektrik pada kristal.

Saat ini, tidak hanya kuarsa yang digunakan sebagai piezoelektrik, tetapi juga banyak lainnya, terutama zat yang disintesis secara artifisial: garam sintetis, barium titanat, kalium dan amonium dihidrogen fosfat (KDA dan ADR) dan banyak lainnya. Kristal piezoelektrik banyak digunakan untuk mereproduksi, merekam, dan mengirimkan suara.

Ada juga metode piezoelektrik untuk mengukur tekanan darah di pembuluh darah manusia dan tekanan sari buah di batang dan batang tanaman. Pelat piezoelektrik digunakan untuk mengukur, misalnya, tekanan dalam laras senjata artileri ketika ditembakkan, tekanan pada saat ledakan bom, dan tekanan sesaat dalam silinder mesin selama ledakan gas panas di dalamnya.

Industri elektro-optik merupakan industri kristal yang tidak mempunyai pusat simetri. Industri ini sangat besar dan beragam; pabriknya menumbuhkan dan memproses ratusan jenis kristal untuk digunakan dalam bidang optik, akustik, elektronik radio, dan teknologi laser.

Bahan polikristalin Polaroid juga telah menemukan kegunaannya dalam teknologi. Polaroid adalah film transparan tipis, yang seluruhnya diisi dengan kristal kecil berbentuk jarum transparan dari suatu zat yang melakukan birefringing dan mempolarisasi cahaya. Semua kristal sejajar satu sama lain, sehingga semuanya mempolarisasi cahaya yang melewati film secara merata. Film polaroid digunakan dalam kacamata polaroid. Polaroid menghilangkan silau cahaya yang dipantulkan, sehingga semua cahaya lainnya dapat melewatinya. Mereka sangat diperlukan bagi penjelajah kutub yang terus-menerus harus melihat pantulan yang mempesona sinar matahari dari balik padang salju yang sedingin es.

Kacamata polaroid akan membantu mencegah terjadinya tabrakan dengan mobil yang melaju, yang sering terjadi karena lampu mobil yang melaju membutakan pengemudi dan tidak dapat melihat mobil tersebut. Jika kaca depan mobil dan kaca lampu depan mobil terbuat dari Polaroid, dan kedua bidang roid tersebut diputar sehingga sumbu optiknya bergeser, maka kaca depan tidak akan membiarkan cahaya lampu depan mobil yang melaju masuk, dan akan “memadamkannya”.

Kristal-kristal itu dimainkan peran penting Dalam berbagai inovasi teknis abad ke-20 Beberapa kristal menghasilkan muatan listrik ketika berubah bentuk. Aplikasi signifikan pertama mereka adalah pembuatan osilator frekuensi radio yang distabilkan oleh kristal kuarsa. Dengan menyebabkan pelat kuarsa bergetar Medan listrik rangkaian osilasi frekuensi radio, dengan demikian Anda dapat menstabilkan frekuensi penerima atau transmisi.

Perangkat semikonduktor, yang merevolusi elektronik, terbuat dari bahan kristal, terutama silikon dan germanium. Dalam hal ini, pengotor paduan yang dimasukkan ke dalam kisi kristal memainkan peran penting. Dioda semikonduktor digunakan dalam komputer dan sistem komunikasi, transistor telah menggantikan tabung vakum dalam teknik radio, dan panel surya, dipasang permukaan luar ruang angkasa pesawat terbang, ubah energi matahari ke listrik. Semikonduktor juga banyak digunakan dalam konverter arus bolak-balik menjadi permanen.

Kristal juga digunakan di beberapa maser untuk memperkuat gelombang mikro dan laser untuk memperkuat gelombang cahaya. Kristal dengan sifat piezoelektrik digunakan pada penerima dan pemancar radio, pada kepala pickup dan sonar. Beberapa kristal memodulasi berkas cahaya, sementara yang lain menghasilkan cahaya di bawah pengaruh tegangan yang diberikan. Daftar kegunaan kristal sudah cukup panjang dan terus bertambah.

Penerapan kristal dalam ilmu pengetahuan dan teknologi sangat banyak dan beragam sehingga sulit untuk dicantumkan. Oleh karena itu, kami akan membatasi diri pada beberapa contoh saja.

Mineral alami yang paling keras dan langka adalah intan.

Karena kekerasannya yang luar biasa, berlian memainkan peran besar dalam teknologi. Gergaji berlian digunakan untuk memotong batu. Berlian sangat penting saat mengebor batu dan operasi penambangan.

Ujung intan dimasukkan ke dalam alat pengukir, mesin pemisah, alat uji kekerasan, dan bor untuk batu dan logam.

Bubuk berlian digunakan untuk menggiling dan memoles batu keras, baja keras, paduan keras dan super keras. Berlian itu sendiri hanya bisa dipotong, dipoles dan diukir dengan berlian. Suku cadang mesin yang paling penting dalam produksi otomotif dan pesawat terbang diproses dengan pemotong dan bor berlian.

Ruby dan safir termasuk batu mulia terindah dan termahal. Semua batu ini memiliki kualitas lain, lebih sederhana, namun bermanfaat.

Seluruh industri jam tangan menggunakan batu rubi buatan. Di pabrik semikonduktor, sirkuit terbaik digambar dengan jarum rubi. Dalam industri tekstil dan kimia, pemandu benang rubi mengambil benang dari serat buatan, nilon, dan nilon.

Kehidupan baru rubi adalah laser atau, sebagaimana disebut dalam sains, generator kuantum optik (OQG). Pada tahun 1960 Laser rubi pertama telah dibuat. Ternyata kristal ruby ​​​​memperkuat cahayanya.Untuk laser ruby, diameter titik cahaya terkecil kira-kira 0,7 mikron. Dengan cara ini, kepadatan radiasi yang sangat tinggi dapat tercipta. Artinya, konsentrasikan energi semaksimal mungkin. Sinar laser yang kuat dengan kekuatan yang sangat besar. Ia dengan mudah membakar lembaran logam, mengelas kabel logam, membakar pipa logam, dan mengebor lubang tertipis pada paduan keras dan berlian. Fungsi-fungsi ini dilakukan oleh laser padat menggunakan ruby, garnet dan neodite. Dalam operasi mata, laser neodyne dan laser ruby ​​​​paling sering digunakan. Sistem jarak pendek berbasis darat sering kali menggunakan laser injeksi galium arsenida. Kristal laser baru juga muncul: fluorit, garnet, galium arsenida, dll.

Safir bersifat transparan, jadi pelat untuk instrumen optik dibuat darinya.

Sebagian besar kristal safir digunakan untuk industri semikonduktor.

Flint, amethyst, jasper, opal, chalcedony adalah jenis kuarsa. Oleh karena itu, lensa, prisma, dan bagian lain dari instrumen optik terbuat dari kuarsa transparan. Kaca kuarsa memiliki kualitas sebagai berikut:

Keseragaman tinggi dan transmitansi yang baik dalam rentang ultraviolet, cahaya tampak dan inframerah dekat;

Tidak ada fluoresensi;

Koefisien muai panas yang rendah;

Ketahanan tinggi terhadap kerusakan mekanis dan guncangan termal;

Gelembung rendah.

Sifat listrik kuarsa sangat menakjubkan. Jika Anda mengompres atau meregangkan kristal kuarsa, muatan listrik akan muncul di tepinya. Ini adalah efek piezoelektrik pada kristal.

Saat ini, tidak hanya kuarsa yang digunakan sebagai piezoelektrik, tetapi juga banyak zat lain, terutama zat yang disintesis secara artifisial: garam biru, barium titanat, kalium dan amonium dihidrogen fosfat (KDP dan ADP) dan banyak lainnya.

Kristal piezoelektrik banyak digunakan untuk mereproduksi, merekam, dan mengirimkan suara.

Ada juga metode piezoelektrik untuk mengukur tekanan darah di pembuluh darah manusia dan tekanan cairan di batang dan batang tanaman.Pelat piezoelektrik mengukur, misalnya, tekanan dalam laras senjata artileri ketika ditembakkan, tekanan saat ini ledakan bom, tekanan seketika di dalam silinder mesin ketika gas panas meledak di dalamnya.

Bahan polikristalin Polaroid juga telah menemukan kegunaannya dalam teknologi.

Polaroid adalah film transparan tipis yang diisi penuh dengan kristal kecil berbentuk jarum transparan dari suatu zat yang melakukan birefringing dan mempolarisasi cahaya. Semua kristal sejajar satu sama lain, sehingga semuanya mempolarisasi cahaya yang melewati film secara merata.

Film polaroid digunakan dalam kacamata polaroid. Polaroid menghilangkan silau cahaya yang dipantulkan, sehingga semua cahaya lainnya dapat melewatinya. Mereka sangat diperlukan bagi penjelajah kutub, yang terus-menerus harus melihat pantulan sinar matahari yang mempesona dari padang salju yang sedingin es.

Kristal cair

Kristal cair adalah zat yang secara bersamaan memiliki sifat cair (fluiditas) dan kristal (anisotropi). Dilihat dari strukturnya, kristal cair adalah cairan seperti jeli, terdiri dari molekul-molekul memanjang, tersusun dengan cara tertentu di seluruh volume cairan tersebut. Sifat paling khas dari LC adalah kemampuannya untuk mengubah orientasi molekul di bawah pengaruh medan listrik yang terbuka peluang yang luas untuk penggunaannya dalam industri. Berdasarkan jenisnya, kristal cair biasanya dibagi menjadi dua kelompok besar: nematik dan smetik. Pada gilirannya, nematika dibagi menjadi kristal cair nematik dan kolesterik.

Salah satu bidang penting penggunaan kristal cair adalah termografi. Dengan memilih komposisi zat kristal cair, indikator dibuat untuk rentang suhu yang berbeda dan untuk desain yang berbeda. Misalnya, kristal cair dalam bentuk film diterapkan pada transistor, sirkuit terpadu, dan papan sirkuit tercetak dari sirkuit elektronik. Elemen yang rusak - sangat panas atau dingin, tidak berfungsi - segera terlihat dengan bintik-bintik warna cerah. Dokter telah mendapat peluang baru: indikator kristal cair pada kulit pasien dengan cepat mendiagnosis peradangan tersembunyi dan bahkan tumor.

Kristal cair digunakan untuk mendeteksi uap berbahaya senyawa kimia dan radiasi gamma dan ultraviolet yang berbahaya bagi kesehatan manusia. Pengukur tekanan dan detektor ultrasonik telah dibuat berdasarkan kristal cair. Namun bidang penerapan zat kristal cair yang paling menjanjikan adalah teknologi informasi. Hanya beberapa tahun telah berlalu dari indikator pertama, yang akrab bagi semua orang mulai dari jam tangan digital, hingga televisi berwarna dengan layar LCD seukuran kartu pos. Televisi semacam ini memberikan gambaran yang sangat Kualitas tinggi, mengonsumsi lebih sedikit energi.

Pengoperasian panel LCD apa pun didasarkan pada prinsip mengubah transparansi (lebih tepatnya, mengubah polarisasi cahaya yang ditransmisikan) kristal cair di bawah pengaruh arus listrik. Dalam matriks TFT, lapisan kristal cair dikendalikan oleh matriks sakelar analog transistor mikroskopis, satu sakelar untuk setiap piksel gambar, yang memungkinkan tercapainya kecepatan tinggi dalam menghidupkan dan mematikan titik serta meningkatkan kontras gambar. Karena kristal cair itu sendiri tidak memiliki warna, panel warna berisi tiga lapisan kristal cair (atau struktur mosaik satu lapis khusus) dengan filter cahaya yang sesuai untuk setiap komponen warna (merah, hijau, biru). Kristal cair tidak dapat bersinar sendiri, jadi untuk memberikan tampilan bercahaya seperti biasanya pada layar, lampu datar khusus dipasang di belakang panel LCD, menerangi layar dari sisi belakang. Hasilnya, pengguna merasa matriksnya “bersinar”, seperti layar CRT biasa.

Jenis etsa: kering (plasma) dan cair (dalam etsa cair, asam HF). Keuntungan etsa kering: kemampuan untuk mengontrol anisotropi, kemampuan untuk mengontrol selektivitas, ketergantungan etsa yang lemah pada adhesi masker pelindung ke substrat, tidak memerlukan operasi pencucian dan pengeringan berikutnya, lebih ekonomis daripada etsa dalam reagen cair. Kekurangan: kerusakan permukaan bahan akibat pemboman ion, elektron dan foton. Etsa kering dibagi menjadi:

Karakteristik utama etsa kering: anisotropi– perbandingan laju pengetsaan bahan kerja yang normal terhadap permukaan pelat dengan laju pengetsaan lateralnya; selektivitas– rasio tingkat pengetsaan berbagai bahan (misalnya, pekerja dan masker) dalam kondisi yang sama.

etsa ion– suatu proses di mana lapisan permukaan material dihilangkan hanya dengan penyemprotan fisik. Sputtering dilakukan oleh ion gas energik yang tidak bereaksi kimia dengan bahan yang sedang diproses (biasanya ion gas inert). Jika bahan yang sedang diproses ditempatkan pada elektroda atau dudukan yang bersentuhan dengan plasma pelepasan, maka pengetsaan dalam kondisi seperti itu disebut ion-plasma. Jika bahan ditempatkan dalam zona pemrosesan vakum, terpisah dari area plasma, maka pengetsaan disebut pengetsaan berkas ion.

DI DALAM kimia plasma Dalam pengetsaan, lapisan permukaan bahan dihilangkan hanya sebagai akibat dari reaksi kimia antara partikel yang aktif secara kimia dan atom dari bahan yang tergores. Jika bahan yang sedang diproses berada di daerah pelepasan plasma, maka disebut etsa plasma. Dalam hal ini, reaksi etsa kimia pada permukaan material akan diaktifkan melalui bombardir elektron dan ion berenergi rendah, serta bombardir foton. Jika bahan terletak di zona pemrosesan vakum, biasanya disebut zona reaksi dan terpisah dari wilayah plasma, maka pengetsaan dilakukan dengan partikel aktif secara kimia tanpa aktivasi oleh pemboman elektron dan ion, dan dalam beberapa kasus, tanpa adanya paparan. ke foton. Lukisan ini disebut radikal.

Plasma digunakan dalam tiga proses utama: untuk mengetsa bahan, untuk menyemprotkan film tipis (bahan lain) ke permukaan bahan, dan untuk doping (menanamkan) partikel lain di dalam bahan.

Penerapan modern teknologi plasma. Proses utama dalam teknologi fotolitografi (pengetsaan logam, pengabuan plasma, penghilangan sampah plasma (resistensi penghilangan))! Juga digunakan dalam teknologi penciptaan: NEMS, MEMS, mikroelektronika, nanoelektronik, giroskop, akselerometer, etsa polimer, struktur mikro polimer, struktur mikro keramik, teknologi etsa dalam (dengan rasio aspek tinggi: rasio antara ukuran elemen karakteristik dan kedalaman etsa) .

Hidup di bumi yang tersusun dari batuan kristal, tentu saja kita tidak bisa lepas dari masalah kristalinitas: kita berjalan di atas kristal, membangun dengan kristal, mengolah kristal di pabrik, menanamnya di laboratorium, menggunakannya secara luas dalam teknologi dan sains, makan kristal, dan menerima pengobatan mereka... Ilmu kristalografi mempelajari macam-macam kristal. Dia secara komprehensif mengkaji zat kristal, mempelajari sifat dan strukturnya. Pada zaman kuno, kristal dianggap langka. Memang penemuan kristal homogen berukuran besar di alam merupakan fenomena langka. Namun, zat kristal halus cukup umum ditemukan. Misalnya, hampir semua batuan: granit, batupasir, batugamping berbentuk kristal. Seiring dengan kemajuan metode penelitian, zat yang sebelumnya dianggap amorf berubah menjadi kristal. Sekarang kita tahu bahkan beberapa bagian tubuh berbentuk kristal, misalnya kornea mata, vitamin, selubung melin saraf adalah kristal. Jangka panjang pencarian dan penemuan, mulai dari mengukur bentuk luar kristal secara mendalam, hingga kehalusan struktur atomnya belum selesai. Namun kini para peneliti telah mempelajari strukturnya dengan cukup baik dan belajar mengendalikan sifat-sifat kristal.

Kristal itu indah, bisa dikatakan semacam keajaiban, mereka menarik perhatian Anda; Mereka mengatakan “seorang pria berjiwa kristal” tentang seseorang yang memiliki jiwa murni. Kristal artinya bersinar dengan cahaya, seperti berlian... Dan jika kita berbicara tentang kristal dengan sikap filosofis, maka kita dapat mengatakan bahwa ini adalah bahan yang merupakan penghubung antara benda hidup dan benda mati. Kristal dapat terbentuk, menua, dan runtuh. Sebuah kristal, ketika tumbuh pada benih (pada embrio), mewarisi cacat dari embrio ini. Secara umum, kita dapat memberikan banyak contoh yang membuat seseorang berada dalam suasana filosofis seperti itu, meskipun tentu saja ada banyak kejahatan di sini... Misalnya, di televisi kita sekarang dapat mendengar tentang hubungan langsung antara derajat keteraturan air molekul dan kata-kata, dengan musik, dan air berubah tergantung pada pikiran, pada status kesehatan pengamat. Saya tidak menganggapnya serius. Faktanya, ada banyak perdukunan dan spekulasi seputar sains. Namun doa dimediasi, bertindak melalui Roh Kudus dan tidak perlu dicampuradukkan pendekatan ilmiah dan hal-hal rohani.

Namun jika kita berbicara cukup serius, sekarang mungkin mustahil untuk menyebutkan satu disiplin ilmu, tidak ada satu bidang ilmu pengetahuan dan teknologi yang dapat hidup tanpa kristal. Ketika saya bekerja, para dokter mendatangi saya dan menunjukkan batu ginjal pasien kepada saya: mereka tertarik pada lingkungan di mana pembentukan kristal terjadi. Dan kami mengunjungi banyak apoteker, karena tablet adalah kristal terkompresi. Penyerapan dan pembubaran tablet bergantung pada tepi mana mikrokristal tersebut ditutupi. Vitamin, selubung mielin saraf, protein, dan virus semuanya berbentuk kristal. Dan konsultasi kami memberikan kepuasan yang luar biasa, menjawab pertanyaan yang muncul...

Kristal memiliki sifat ajaib, ia melakukan berbagai fungsi. Sifat-sifat ini melekat pada strukturnya, yang memiliki struktur kisi tiga dimensi.

Contoh penggunaan kristal adalah kristal kuarsa yang digunakan pada handset telepon. Jika pelat kuarsa dipengaruhi secara mekanis, muatan listrik akan muncul di dalamnya dalam arah yang sesuai. Di dalam tabung mikrofon, kuarsa mengubah getaran mekanis udara yang disebabkan oleh speaker menjadi getaran listrik. Getaran listrik di ponsel pelanggan Anda, mereka diubah menjadi getaran, dan, karenanya, dia mendengar ucapan.

Menjadi kisi, kristal memiliki segi dan setiap wajah, seperti kepribadian, adalah unik. Jika sebuah wajah tersusun rapat dalam kisi-kisi dengan partikel material (atom atau molekul), maka itu adalah wajah yang pertumbuhannya sangat lambat. Misalnya saja berlian. Wajahnya berbentuk segi delapan, sangat padat dengan atom karbon, dan karenanya berbeda dalam kecemerlangan dan kekuatannya.

Kristalografi bukanlah ilmu baru. M.V. Lomonosov berdiri pada asal-usulnya. Namun menumbuhkan kristal buatan adalah masalah yang belakangan. Buku populer Shubnikov "The Formation of Crystals" diterbitkan pada tahun 1947. Praktik ilmiah ini tumbuh dari mineralogi, ilmu tentang kristal dan padatan amorf. Pertumbuhan kristal menjadi mungkin berkat studi data mineralogi pembentukan kristal dalam kondisi alami. Dengan mempelajari sifat kristal, mereka menentukan komposisi pertumbuhannya dan kondisi pertumbuhannya. Dan sekarang proses ini ditiru, memperoleh kristal dengan sifat tertentu. Ahli kimia dan fisikawan mengambil bagian dalam produksi kristal. Jika yang pertama mengembangkan teknologi pertumbuhan, maka yang terakhir menentukan sifat-sifatnya. Bisakah kristal buatan dibedakan dari kristal alami? Inilah pertanyaannya. Misalnya, berlian buatan masih kalah dengan berlian alami dalam hal kualitas, termasuk kecemerlangannya. Berlian buatan tidak menimbulkan kegembiraan dalam perhiasan, tetapi cukup cocok untuk digunakan dalam teknologi, dan dalam hal ini berlian setara dengan berlian alami. Sekali lagi, para petani yang kurang ajar (yang disebut ahli kimia yang menanam kristal buatan) telah belajar menumbuhkan jarum kristal terbaik dengan kekuatan yang sangat tinggi. Hal ini dicapai dengan memanipulasi kimia lingkungan, suhu, tekanan, dan efek lainnya kondisi tambahan. Dan ini sudah merupakan keseluruhan seni, kreativitas, keterampilan - ilmu eksakta tidak akan membantu di sini, mereka bekerja dengan buruk di bidang ini. Mendiang akademisi Nikolai Vasilyevich Belov mengatakan bahwa seni menumbuhkan kristal adalah milik seorang spesialis yang memiliki kepekaan yang tajam terhadap kristal.

Mengirimkan karya bagus Anda ke basis pengetahuan itu sederhana. Gunakan formulir di bawah ini

Kerja bagus ke situs">

Pelajar, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

Diposting pada http://www.allbest.ru/

Riset

KRISTAL DAN APLIKASINYA

Penulis karya: Krivosheev Evgeniy

siswa kelas 7 “B” MBOUSOSH No.1

Zavitinsk, Wilayah Amur

Kepala pekerjaan: Konchenko N.S.

guru fisika MBOUSOSH No.1

Zavitinsk, Wilayah Amur

Zavitinsk

2013

  • Perkenalan
  • 1. Kristal. Sifat, struktur dan bentuknya
  • 2. Kristal cair
  • 3. Penerapan LCD
  • 4. Penerapan kristal dalam ilmu pengetahuan dan teknologi
  • 5. Bagian praktis
  • Kesimpulan
  • Bibliografi
  • Perkenalan
  • Relevansi pekerjaan:
  • Karena kristal banyak digunakan dalam ilmu pengetahuan dan teknologi, sulit untuk menyebutkan cabang produksi yang tidak menggunakan kristal. Oleh karena itu, mengetahui dan memahami sifat-sifat kristal sangatlah penting bagi setiap orang.
  • Tujuan penelitian: Menumbuhkan kristal dari larutan di rumah, belajar aplikasi praktis kristal dalam ilmu pengetahuan dan teknologi.
  • Tugas:
  • 1. Kajian teori kristal.
  • 2. Kajian materi tentang penumbuhan kristal pada kondisi normal dan kondisi laboratorium.
  • 3.Pengamatan pembentukan kristal.
  • 4.Deskripsi observasi.
  • 5. Kajian penerapan kristal dalam kehidupan modern.

1. Kristal. Sifat, struktur dan bentuknya

Kata "kristal" berasal dari bahasa Yunani " krustalos", yaitu," es ". Padatan yang atom atau molekulnya membentuk struktur periodik yang teratur (kisi kristal).

Pembentukan kristal.

Kristal terbentuk melalui tiga cara: dari lelehan, dari larutan, dan dari uap. Contoh kristalisasi dari lelehan adalah pembentukan es dari air. laboratorium pertumbuhan cairan kristal

Di dunia sekitar kita, kita sering dapat mengamati pembentukan kristal langsung dari lingkungan gas, dari larutan, dan dari lelehan. Pada malam yang sangat dingin dan tenang di bawah langit cerah, di bawah cahaya terang bulan atau lentera, terkadang kita melihat serpihan es yang turun perlahan berkilauan dengan percikan api. Ini adalah kristal es berbentuk piring yang terbentuk tepat di sebelah kita dari udara lembab dan dingin.

Struktur padatan tergantung pada kondisi terjadinya peralihan dari cair ke padat. Jika transisi seperti itu terjadi dengan sangat cepat, misalnya, dengan pendinginan cairan yang tajam, maka partikel-partikel tersebut tidak punya waktu untuk berbaris dalam struktur yang benar dan benda kristal halus terbentuk. Ketika cairan didinginkan secara perlahan, diperoleh kristal yang besar dan berbentuk teratur. Dalam beberapa kasus, agar suatu zat dapat mengkristal, ia harus dijaga pada suhu tertentu suhu yang berbeda. Tekanan eksternal juga mempengaruhi pertumbuhan kristal. Selain itu, sebagian besar kristal yang pernah terpotong sempurna di masa lalu berhasil kehilangannya karena pengaruh air, angin, dan gesekan dengan benda padat lainnya. Jadi, banyak butiran bulat transparan yang ditemukan di pasir pantai merupakan kristal kuarsa yang kehilangan tepinya akibat gesekan yang berkepanjangan satu sama lain.

Struktur kristal

Variasi bentuk kristal sangat besar.

Kristal dapat memiliki empat hingga beberapa ratus segi. Tetapi pada saat yang sama, mereka memiliki sifat yang luar biasa - apapun ukuran, bentuk dan jumlah permukaan kristal yang sama, semua permukaan datar berpotongan satu sama lain pada sudut tertentu. Sudut antara sisi-sisi yang bersesuaian selalu sama. Bentuknya dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti suhu, tekanan, frekuensi, konsentrasi dan arah pergerakan larutan. Oleh karena itu, kristal dari zat yang sama dapat menunjukkan berbagai macam bentuk.

Kristal garam batu, misalnya, dapat berbentuk kubus, paralelepiped, prisma, atau benda yang lebih besar. bentuk yang kompleks, tapi wajah mereka selalu berpotongan tegak lurus. Permukaan kuarsa berbentuk seperti segi enam tidak beraturan, tetapi sudut antar permukaannya selalu sama - 120°.

Hukum keteguhan sudut, ditemukan pada tahun 1669 oleh orang Denmark Nicholas Steno, adalah hukum yang paling penting ilmu kristal - kristalografi.

Mengukur sudut antara permukaan kristal sangat penting secara praktis, karena dari hasil pengukuran ini dalam banyak kasus sifat mineral dapat ditentukan dengan andal.

Alat paling sederhana untuk mengukur sudut kristal adalah goniometer terapan.

Jenis kristal

Selain itu, perbedaan dibuat antara kristal tunggal dan polikristal.

Kristal tunggal adalah monolit dengan kisi kristal tunggal yang tidak terganggu. Kristal tunggal alami berukuran besar sangat jarang ditemukan.

Kristal tunggal termasuk kuarsa, berlian, rubi dan banyak batu berharga lainnya.

Kebanyakan padatan kristal bersifat polikristalin, yaitu terdiri dari banyak kristal kecil, terkadang hanya terlihat pada perbesaran tinggi.

Semua logam adalah polikristal.

2. Kristal cair

Kristal cair - Ini kondisi khusus zat perantara antara wujud cair dan padat. Dalam zat cair, molekul dapat berputar bebas dan bergerak ke segala arah. Dalam kristal cair terdapat beberapa derajat keteraturan geometri dalam susunan molekulnya, namun kebebasan bergerak juga diperbolehkan.

Konsistensi kristal cair bisa berbeda - dari cairan yang mudah mengalir hingga seperti pasta. Kristal cair memiliki sifat optik yang tidak biasa, yang digunakan dalam teknologi.Kristal cair terbentuk dari molekul yang memiliki sifat berbeda bentuk geometris. seperti warna, transparansi, dll. Banyak aplikasi kristal cair didasarkan pada semua ini.

3. Penerapan LCD

Susunan molekul dalam kristal cair berubah di bawah pengaruh faktor-faktor seperti suhu, tekanan, listrik dan Medan magnet; Perubahan susunan molekul menyebabkan perubahan sifat optik, seperti warna, transparansi dan kemampuan memutar bidang polarisasi cahaya yang ditransmisikan. Banyak aplikasi kristal cair didasarkan pada semua ini. Misalnya, ketergantungan warna pada suhu digunakan untuk diagnosa medis. Dengan mengoleskan bahan kristal cair tertentu ke tubuh pasien, dokter dapat dengan mudah mengidentifikasi jaringan yang sakit melalui perubahan warna di tempat jaringan tersebut menghasilkan peningkatan jumlah panas. Ketergantungan warna pada suhu juga memungkinkan Anda mengontrol kualitas produk tanpa merusaknya. Jika produk logam Panaskan cacat dalam akan mengubah distribusi suhu di permukaan. Cacat ini diidentifikasi dengan perubahan warna bahan kristal cair yang diaplikasikan pada permukaan.

Lapisan tipis kristal cair yang diapit di antara gelas atau lembaran plastik telah banyak digunakan sebagai alat indikator. Kristal cair banyak digunakan di bidang manufaktur jam tangan dan kalkulator kecil. Televisi layar datar dengan layar kristal cair tipis sedang dibuat.

4. Penerapan kristal dalam ilmu pengetahuan dan teknologi

Saat ini, kristal memiliki aplikasi yang sangat luas dalam sains, teknologi, dan kedokteran.

Gergaji berlian digunakan untuk memotong batu. Gergaji berlian adalah piringan baja berputar berukuran besar (berdiameter hingga 2 meter), yang pada tepinya dibuat potongan atau takik. Bubuk intan halus yang dicampur dengan bahan perekat digosokkan pada potongan ini. Disk seperti itu, yang berputar dengan kecepatan tinggi, dengan cepat menggergaji batu apa pun.

Berlian sangat penting saat mengebor batu dan operasi penambangan. Ujung intan dimasukkan ke dalam alat pengukir, mesin pemisah, alat uji kekerasan, dan bor untuk batu dan logam. Bubuk berlian digunakan untuk menggiling dan memoles batu keras, baja keras, paduan keras dan super keras. Berlian itu sendiri hanya bisa dipotong, dipoles dan diukir dengan berlian itu sendiri. Suku cadang mesin yang paling penting dalam produksi otomotif dan pesawat terbang diproses dengan pemotong dan bor berlian.

Korundum dapat digunakan untuk mengebor, menggiling, memoles, mengasah batu dan logam. Terbuat dari korundum dan ampelas roda gerinda dan batu asahan, bubuk gerinda dan pasta. Di pabrik semikonduktor, sirkuit terbaik digambar dengan jarum rubi.

Garnet juga digunakan dalam industri abrasif. Bubuk gerinda, roda gerinda, dan kulit terbuat dari garnet. Mereka terkadang menggantikan ruby ​​​​dalam pembuatan instrumen.

Lensa, prisma, dan bagian lain dari instrumen optik terbuat dari kuarsa transparan. “Matahari gunung” buatan adalah alat yang banyak digunakan dalam pengobatan. Saat dihidupkan, perangkat ini memancarkan sinar ultraviolet, sinar ini menyembuhkan. Lampu pada perangkat ini terbuat dari kaca kuarsa. lampu kuarsa digunakan tidak hanya dalam pengobatan, tetapi juga dalam kimia organik, mineralogi, membantu membedakan merek palsu, uang kertas dari yang asli. Kristal batuan murni dan bebas cacat digunakan dalam pembuatan prisma, spektograf, dan pelat polarisasi.

Fluorit digunakan untuk membuat lensa teleskop dan mikroskop, untuk membuat prisma spektograf dan instrumen optik lainnya.

5. Bagian praktis

Kristal Tumbuh tembaga sulfat.

Tembaga sulfat adalah tembaga sulfat pentahidrat, karena kristal besarnya menyerupai kaca berwarna biru. Tembaga sulfat digunakan dalam pertanian untuk pengendalian hama dan penyakit tanaman, dalam industri pada saat produksi serat buatan, pewarna organik, cat mineral, bahan kimia arsenik.

Cara menanam di rumah:

1) Pertama, siapkan larutan vitriol pekat. Setelah itu, panaskan sedikit campuran untuk memastikan garam larut sempurna. Untuk melakukan ini, masukkan gelas ke dalam panci berisi air hangat.

2) Tuang larutan pekat yang dihasilkan ke dalam toples atau gelas kimia; Kami juga akan menggantungkan "benih" kristal pada seutas benang - kristal kecil dari garam yang sama - sehingga terendam dalam larutan. Di atas “benih” inilah pameran koleksi kristal Anda di masa depan akan tumbuh.

3) Tempatkan bejana yang berisi larutan bentuk terbuka ke tempat yang hangat. Ketika kristal tumbuh cukup besar, keluarkan dari larutan, keringkan dengan kain lembut atau serbet kertas, potong benang dan tutupi tepi kristal dengan pernis tidak berwarna untuk melindunginya dari “pelapukan” di udara.

Pengamatan proses pertumbuhan kristal tembaga sulfat.

Pertama-tama, kami menuangkan larutan tembaga sulfat ke dalam gelas kimia dan mengikat benih ke seutas benang. Dan mereka menjatuhkan kristal itu ke dalam gelas. Keesokan harinya kami memiliki polikristal yang cukup besar, panjangnya sekitar 2 sentimeter. Kristal itu sendiri sangat tidak rata, dengan kolom-kolom kecil. Kristalisasi tidak berlanjut, tidak peduli berapa lama kami menunggu.

Namun kami tidak berhenti di situ dan membuat dua kristal tembaga sulfat lagi. Kami hanya mengambil benih dari kolom kristal yang gagal. Dalam satu larutan suhunya terus berubah, sedangkan dalam gelas lainnya suhunya konstan. Setelah beberapa hari, kami mendapatkan dua kristal tunggal tembaga sulfat yang lengkap. Ternyata tepinya halus, benar-benar simetris. Jadi saya sadar bahwa untuk membuat kristal halus, bijinya juga harus halus dan simetris.

Mengamati proses pertumbuhan kristal dalam larutan garam di bawah mikroskop.

Meneliti kristal di bawah mikroskop sangatlah menarik, karena semakin “muda” suatu kristal, semakin teratur bentuknya. Mempelajari kristal di bawah mikroskop tidak memerlukan banyak waktu dan sumber daya: hanya diperlukan beberapa gram garam untuk menyiapkan larutan, dan kristal tidak memerlukan banyak waktu untuk tumbuh.

Beberapa tetes larutan jenuh berbagai garam diteteskan pada kaca objek mikroskop. Gelas tersebut dipanaskan sedikit dengan lampu spiritus dan diletakkan di atas panggung mikroskop. Dengan menggerakkan slide dan menyesuaikan perbesaran, kami mencapai posisi sedemikian rupa sehingga tetesan memenuhi seluruh bidang pandang mikroskop. Setelah waktu yang singkat (sekitar 1 menit), kristalisasi dimulai di tepi tetesan, yang lebih cepat kering. Kristal kecil yang dihasilkan membentuk kerak buram terus menerus di tepi tetesan, yang tampak gelap dalam cahaya yang ditransmisikan. Secara bertahap, dari massa kristal ini, ujung-ujung kristal individu mulai muncul, diarahkan ke tetesan, yang, semakin besar, membentuk berbagai bentuk. Seringkali, pusat kristalisasi baru di ruang bebas di dalam tetesan, biasanya, tidak muncul secara spontan. Setelah beberapa waktu, seluruh bidang pandang dipenuhi kristal, dan kristalisasi hampir selesai.

Kesimpulan

Jadi, kristal adalah salah satu ciptaan alam yang paling indah dan misterius. Kita hidup di dunia yang terdiri dari kristal, kita membangun dengan kristal, memprosesnya, memakannya, menyembuhkannya... Ilmu kristalografi berkaitan dengan studi tentang keragaman kristal. Dia secara komprehensif mengkaji zat kristal, mempelajari sifat dan strukturnya. Pada zaman kuno, kristal dianggap langka. Memang penemuan kristal homogen berukuran besar di alam merupakan fenomena langka. Namun, zat kristal halus cukup umum ditemukan. Misalnya, hampir semua batuan: granit, batupasir, batugamping berbentuk kristal. Bahkan beberapa bagian tubuh berbentuk kristal, misalnya kornea mata, vitamin, dan selubung saraf. Perjalanan panjang pencarian dan penemuan, mulai dari mengukur bentuk luar kristal hingga ke seluk-beluk struktur atomnya, belum selesai. Namun kini para peneliti telah mempelajari strukturnya dengan cukup baik dan belajar mengendalikan sifat-sifat kristal.

Sebagai hasil dari pekerjaan yang dilakukan, saya dapat menarik kesimpulan berikut:

1. Kristal adalah materi padat. Dia punya suatu bentuk tertentu dan sejumlah tepi tertentu.

2. Ada kristal warna yang berbeda, tetapi sebagian besar transparan.

3. Kristal sama sekali bukan barang langka di museum. Kristal mengelilingi kita di mana-mana. Padatan yang kita gunakan untuk membangun rumah dan membuat mesin, zat yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari - hampir semuanya milik kristal. Pasir dan granit, garam dan gula, berlian dan zamrud, tembaga dan besi - semua ini adalah benda kristal.

4. Yang paling berharga di antara kristal adalah permata.

5. Saya menumbuhkan kristal di rumah dari larutan tembaga sulfat jenuh.

Dengan demikian, maksud dan tujuan yang saya uraikan di awal pekerjaan saya telah tercapai. Sebagai hasil dari pekerjaan saya, saya secara eksperimental menemukan bukti asumsi yang dibuat oleh ahli kristalografi Inggris Frank tentang pertumbuhan kristal secara bertahap.

Pekerjaan yang dilakukan sangat menarik dan menghibur. Saya juga ingin menumbuhkan kristal dari zat lain, karena banyak sekali di sekitar kita...

Diposting di Allbest.ru

...

Dokumen serupa

    Kristal padat: struktur, pertumbuhan, sifat. "Kehadiran keteraturan" dalam orientasi spasial molekul sebagai sifat kristal cair. Cahaya terpolarisasi linier. Kristal nematik, smetik, dan kolesterik. Konsep umum tentang feroelektrik.

    tugas kursus, ditambahkan 17/11/2012

    Contoh penggunaan kristal tunggal. Tujuh sistem kristal: triklinik, monoklinik, belah ketupat, tetragonal, belah ketupat, heksagonal, dan kubik. Bentuk sederhana kristal. Memperoleh larutan lewat jenuh dan menumbuhkan kristal.

    presentasi, ditambahkan 04/09/2012

    Sejarah penemuan kristal cair, ciri-ciri struktur molekulnya, struktur. Klasifikasi dan jenis kristal cair, sifat-sifatnya, penilaian kelebihan dan kekurangan penggunaan praktis. Metode pengendalian kristal cair.

    tugas kursus, ditambahkan 05/08/2012

    karakteristik umum fenomena permukaan dalam kristal cair. Pertimbangan fitur khas kristal cair smectic, berbagai tingkat keteraturannya. Studi tentang anisotropi sifat fisik mesofasa, derajat keteraturan.

    abstrak, ditambahkan 10/10/2015

    Keadaan materi kristal cair (mesomorfik). Pembentukan fase baru. Jenis kristal cair: smematic, nematic dan cholesteric. Kristal cair termotropik dan lyotropik. Karya D. Forlander, yang berkontribusi pada sintesis senyawa.

    presentasi, ditambahkan 27/12/2010

    Sejarah penemuan kristal cair. Klasifikasi mereka, struktur molekul dan struktur. Kristal cair termotropik: tipe smectic, nematic dan cholesteric. Kristal cair lyotropik. Anisotropi sifat fisik. Cara mengontrol kristal cair.

    abstrak, ditambahkan 27/05/2010

    Konsep struktur materi dan faktor utama yang mempengaruhi pembentukannya. Karakteristik utama zat amorf dan kristal, jenis kisi kristal. Pengaruh jenis ikatan terhadap struktur dan sifat kristal. Inti dari isomorfisme dan polimorfisme.

    tes, ditambahkan 26/10/2010

    Fisik dan karakteristik fisikokimia ferit. Struktur spinel normal dan terbalik. Ikhtisar metode sintering dan pengepresan panas. Kristal magnetik dengan struktur heksagonal. Penerapan ferit dalam elektronik radio dan teknologi komputer.

    tugas kursus, ditambahkan 12/12/2016

    Epitaksi adalah pertumbuhan berorientasi satu kristal pada permukaan kristal lain (substrat). Studi tentang bentuk kristal NaCl yang terbentuk selama sublimasi dari larutan berair; korespondensi struktural pasangan epitaksi sepanjang wajah yang bertambah dan baris individu.

    tugas kursus, ditambahkan 04/04/2011

    Kajian tentang konsep, jenis dan cara pembentukan kristal – padatan yang atom-atomnya tersusun teratur, membentuk susunan ruang periodik tiga dimensi – kisi kristal. Pembentukan kristal dari lelehan, larutan, uap.

Penerapan kristal dalam ilmu pengetahuan dan teknologi

Penerapan kristal dalam ilmu pengetahuan dan teknologi sangat banyak dan beragam sehingga sulit untuk dicantumkan. Oleh karena itu, kami akan membatasi diri pada beberapa contoh saja.

Mineral alami yang paling keras dan langka adalah intan. Saat ini, berlian pada dasarnya adalah batu kerja, bukan batu hiasan.

Karena kekerasannya yang luar biasa, berlian memainkan peran besar dalam teknologi. Gergaji berlian digunakan untuk memotong batu. Gergaji berlian adalah piringan baja berputar berukuran besar (berdiameter hingga 2 meter), yang pada tepinya dibuat potongan atau takik. Bubuk intan halus yang dicampur dengan bahan perekat digosokkan pada potongan ini. Disk seperti itu, yang berputar dengan kecepatan tinggi, dengan cepat menggergaji batu apa pun.

Berlian sangat penting saat mengebor batu dan operasi penambangan.

Ujung intan dimasukkan ke dalam alat pengukir, mesin pemisah, alat uji kekerasan, dan bor untuk batu dan logam.

Bubuk berlian digunakan untuk menggiling dan memoles batu keras, baja keras, paduan keras dan super keras. Berlian itu sendiri hanya bisa dipotong, dipoles dan diukir dengan berlian. Suku cadang mesin yang paling penting dalam produksi otomotif dan pesawat terbang diproses dengan pemotong dan bor berlian.

Ruby dan safir termasuk batu mulia terindah dan termahal. Semua batu ini memiliki kualitas lain, lebih sederhana, namun bermanfaat. Ruby merah darah dan safir biru-biru adalah saudara kandung, umumnya mineral yang sama - korundum, aluminium oksida A12O3. Perbedaan warna muncul karena pengotor yang sangat kecil dalam aluminium oksida: sedikit penambahan kromium mengubah korundum tidak berwarna menjadi rubi berwarna merah darah, titanium oksida menjadi safir. Ada korundum warna lain. Mereka juga memiliki saudara yang sangat sederhana dan tidak mencolok: korundum coklat, buram, halus - ampelas, yang digunakan untuk membersihkan logam, dari mana amplas dibuat. Korundum dengan segala ragamnya merupakan salah satu batu terkeras di muka bumi, paling keras setelah intan. Korundum dapat dibor, digiling, dipoles, dan diasah pada batu dan logam. Roda gerinda, batu asahan, dan bubuk gerinda terbuat dari korundum dan ampelas.

Seluruh industri jam tangan menggunakan batu rubi buatan. Di pabrik semikonduktor, sirkuit terbaik digambar dengan jarum rubi. Dalam industri tekstil dan kimia, pemandu benang rubi mengambil benang dari serat buatan, nilon, dan nilon.

Kehidupan baru rubi adalah laser atau, sebagaimana disebut dalam sains, generator kuantum optik (OQG), perangkat luar biasa di zaman kita. Pada tahun 1960 Laser rubi pertama telah dibuat. Ternyata kristal ruby ​​​​memperkuat cahaya. Laser bersinar lebih terang dari seribu matahari.

Sinar laser yang kuat dengan kekuatan yang sangat besar. Ia dengan mudah membakar lembaran logam, mengelas kabel logam, membakar pipa logam, dan mengebor lubang tertipis pada paduan keras dan berlian. Fungsi-fungsi ini dilakukan oleh laser padat, yang menggunakan ruby, garnet, dan neodite. Dalam operasi mata, laser neodyne dan laser ruby ​​​​paling sering digunakan. Dalam sistem jarak pendek berbasis darat, laser injeksi galium arsenida sering digunakan.

Kristal laser baru juga muncul: fluorit, garnet, galium arsenida, dll.

Safir bersifat transparan, jadi pelat untuk instrumen optik dibuat darinya.

Sebagian besar kristal safir digunakan untuk industri semikonduktor.

Flint, amethyst, jasper, opal, chalcedony - semua ini adalah jenis kuarsa. Butiran kecil kuarsa membentuk pasir. Dan jenis kuarsa yang paling indah dan paling menakjubkan adalah kristal batu, yaitu. kristal kuarsa transparan. Oleh karena itu, lensa, prisma, dan bagian lain dari instrumen optik terbuat dari kuarsa transparan.

Sifat listrik kuarsa sangat menakjubkan. Jika Anda mengompres atau meregangkan kristal kuarsa, muatan listrik akan muncul di tepinya. Ini adalah efek piezoelektrik pada kristal.

Saat ini, tidak hanya kuarsa yang digunakan sebagai piezoelektrik, tetapi juga banyak zat lain, terutama zat yang disintesis secara artifisial: garam biru, barium titanat, kalium dan amonium dihidrogen fosfat (KDP dan ADP) dan banyak lainnya.

Kristal piezoelektrik banyak digunakan untuk reproduksi, perekaman dan transmisi suara.

Ada juga metode piezoelektrik untuk mengukur tekanan darah di pembuluh darah manusia dan tekanan cairan di batang dan batang tanaman.Pelat piezoelektrik digunakan untuk mengukur, misalnya, tekanan pada laras senjata artileri saat ditembakkan, tekanan pada saat ledakan bom, tekanan sesaat di dalam silinder mesin selama ledakan gas panas masuk ke dalamnya.

Industri elektro-optik merupakan industri kristal yang tidak mempunyai pusat simetri. Industri ini sangat besar dan beragam; pabriknya menumbuhkan dan memproses ratusan jenis kristal untuk digunakan dalam bidang optik, akustik, elektronik radio, dan teknologi laser.

Bahan polikristalin Polaroid juga telah menemukan kegunaannya dalam teknologi.

Polaroid adalah film transparan tipis yang diisi penuh dengan kristal kecil berbentuk jarum transparan dari suatu zat yang melakukan birefringing dan mempolarisasi cahaya. Semua kristal sejajar satu sama lain, sehingga semuanya mempolarisasi cahaya yang melewati film secara merata.

Film polaroid digunakan dalam kacamata polaroid. Polaroid menghilangkan silau cahaya yang dipantulkan, sehingga semua cahaya lainnya dapat melewatinya. Mereka sangat diperlukan bagi penjelajah kutub, yang terus-menerus harus melihat pantulan sinar matahari yang mempesona dari padang salju yang sedingin es.

Kacamata polaroid akan membantu mencegah tabrakan dengan mobil yang melaju, yang sering terjadi karena lampu mobil yang melaju membutakan pengemudi dan tidak dapat melihat mobil tersebut. Jika kaca depan mobil dan kaca lampu depan mobil terbuat dari Polaroid, dan kedua polaroid tersebut diputar sehingga sumbu optiknya bergeser, maka kaca depan tidak akan membiarkan cahaya lampu depan mobil yang melaju masuk, dan akan “padam”. dia."

Kristal memainkan peran penting dalam banyak inovasi teknis pada abad ke-20. Beberapa kristal menghasilkan muatan listrik ketika berubah bentuk. Aplikasi signifikan pertama mereka adalah pembuatan osilator frekuensi radio yang distabilkan oleh kristal kuarsa. Dengan memaksa pelat kuarsa bergetar di medan listrik rangkaian osilasi frekuensi radio, frekuensi penerima atau transmisi dapat distabilkan.
Perangkat semikonduktor, yang merevolusi elektronik, terbuat dari bahan kristal, terutama silikon dan germanium. Dalam hal ini, pengotor paduan yang dimasukkan ke dalam kisi kristal memainkan peran penting. Dioda semikonduktor digunakan dalam komputer dan sistem komunikasi, transistor telah menggantikan tabung vakum dalam teknik radio, dan panel surya yang ditempatkan di permukaan luar pesawat ruang angkasa mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Semikonduktor juga banyak digunakan pada konverter AC-DC.
Kristal juga digunakan di beberapa maser untuk memperkuat gelombang mikro dan laser untuk memperkuat gelombang cahaya. Kristal dengan sifat piezoelektrik digunakan pada penerima dan pemancar radio, pada kepala pickup dan sonar. Beberapa kristal memodulasi berkas cahaya, sementara yang lain menghasilkan cahaya di bawah pengaruh tegangan yang diberikan. Daftar kegunaan kristal sudah cukup panjang dan terus bertambah.

Kembali

×
Bergabunglah dengan komunitas “koon.ru”!
Berhubungan dengan:
Saya sudah berlangganan komunitas “koon.ru”