اكتسبت الحجارة الاصطناعية شعبية منذ فترة طويلة مجوهرات. بعد كل شيء، بالنسبة للمجوهرات، يتم تحديد قيمة الحجر ليس فقط من خلال ندرته في الطبيعة. يلعب عدد من الخصائص الأخرى دورًا مهمًا:

• لون؛
• انكسار الضوء
• قوة؛
• وزن القيراط
• حجم وشكل الحواف، الخ.

أغلى الأحجار الكريمة الاصطناعية هي الزركونيا المكعبة (المرادفات: ديمونسكواي، جيفالايت، مكعب الزركونيوم، شيلبي). سعره منخفض - أقل من 10 دولارات للقيراط الواحد (أي 0.2 جرام). ولكن تجدر الإشارة إلى أنه مع زيادة القيراط، يرتفع السعر بشكل كبير. على سبيل المثال، الماس 10 قيراط يساوي 100 مرة أغلى من الماس 1 قيراط

بلورات صناعية حجارة المجوهراتيمكن زراعتها في المنزل. معظم هذه التجارب لا تتطلب تحضيرات خاصة، ولا تحتاج إلى إنشاء معمل كيميائي أو حتى شراء كواشف خاصة.

لاكتساب الخبرة في زراعة البلورات، ابدأ صغيرًا. سنشاركك تقنية زراعة بلورات جميلة من كل شيء يمكنك العثور عليه بالفعل المطبخ الخاص. لن تحتاج إلى أي معدات إضافية على الإطلاق، لأن كل ما تحتاجه موجود على الرفوف. سننظر أيضًا في تكنولوجيا زراعة الياقوت الاصطناعي في المنزل!

كيف تنمو بلورات الياقوت صناعيا؟

يمكن أن تكون بلورات الياقوت المتنامية خيارًا للأعمال المنزلية. بعد كل شيء، فهي جميلة الحجارة الاصطناعيةهناك طلب كبير بالفعل بين المشترين اليوم، لذلك إذا تم تنفيذ المشروع بنجاح، فيمكنهم تحقيق ربح جيد لك. يتم استخدام الأحجار المزروعة صناعيًا من قبل تجار المجوهرات وتستخدم أيضًا على نطاق واسع في التكنولوجيا.

يمكن زراعة بلورات الياقوت باستخدام الطرق القياسية عن طريق اختيار الأملاح المناسبة. ولكن هذا لن يكون فعالا كما هو الحال مع الملح أو السكر، وعملية النمو تستغرق وقتا أطول بكثير. وستكون الجودة موضع شك. بعد كل شيء، فإن الياقوت الطبيعي على مقياس صلابة موس يأتي في المرتبة الثانية بعد الماس، ويحتل المركز التاسع المشرف. وبطبيعة الحال، عندما يتعلق الأمر بالأعمال التجارية، فإنهم في معظم الحالات يستخدمون طريقة مختلفة، تم تطويرها منذ أكثر من 100 عام في فرنسا.

وسوف تحتاج إلى جهاز خاص يحمل اسم مخترع هذه الطريقة، أي جهاز فيرنويل. بمساعدتها ، يمكنك زراعة بلورات الياقوت التي يصل حجمها إلى 20-30 قيراطًا في غضون ساعات قليلة.

على الرغم من أن التكنولوجيا تظل كما هي تقريبًا. يتم وضع ملح ثاني أكسيد الألومنيوم مع خليط من أكسيد الكروم في مجمع موقد الأكسجين والهيدروجين. نذوب الخليط ونشاهد كيف ينمو الياقوت بالفعل "أمام أعيننا".

اعتمادا على تكوين الملح الذي تختاره، يمكنك ضبط لون البلورات، والحصول على الزمرد الاصطناعي، والتوباز والأحجار الشفافة تماما.

سيتطلب العمل مع الجهاز انتباهك وبعض الخبرة، ولكن في المستقبل ستتاح لك الفرصة لزراعة بلورات تبهر بجمالها وشفافيتها ولعب الألوان. في المستقبل، تعتبر هذه الروائع مناسبة تماما للقطع والتلميع، وبالتالي يمكن استخدامها للغرض المقصود.

ومن الجدير بالذكر أن البلورات المزروعة صناعيًا ليست أحجارًا كريمة، لذلك حتى لو قررت بدء عمل تجاري في زراعتها، فلن يتطلب ذلك ترخيصًا إضافيًا منك.

تصميم الجهاز بسيط ويمكنك صنعه بنفسك بسهولة. ولكن يوجد بالفعل عدد كافٍ من الحرفيين على الإنترنت الذين يقدمون رسومات التثبيت الأصلي، بالإضافة إلى إصداراته المحسنة.

عدة لزراعة بلورات الياقوت في المنزل

مبدأ تكنولوجيا إنتاج الياقوت بسيط للغاية وهو موضح بشكل تخطيطي أدناه في الشكل:

من خلال فهم مبدأ التشغيل، لم يعد أي جهاز يبدو معقدًا للغاية. أحد نماذج الرسومات لجهاز فيرنويل:

وباستخدام هذه التقنية، يمكنك أيضًا زراعة أحجار صناعية أخرى باهظة الثمن، مثل "التوباز الأزرق" وما إلى ذلك.

زراعة بلورات الملح في المنزل

إن أبسط تجربة يمكنك إجراؤها وأكثرها سهولة هي إنشاء شيء جميل بلورات الملح. للقيام بذلك سوف تحتاج إلى عدة عناصر:

1. الملح الصخري العادي.
2. ماء. من المهم أن يحتوي الماء نفسه على أقل عدد ممكن من الأملاح الخاصة به، ويفضل أن تكون مقطرة.
3. الحاوية التي سيتم إجراء التجربة فيها (أي جرة أو زجاج أو مقلاة ستفي بالغرض).

صب الماء الدافئ في الحاوية (درجة حرارتها حوالي 50 درجة مئوية). أضف ملح المطبخ إلى الماء وحركه. بعد الذوبان أضف مرة أخرى. نكرر الإجراء حتى يتوقف الملح عن الذوبان ويستقر في قاع الوعاء. هذا يشير إلى أن محلول ملحيأصبحت مشبعة، وهو ما كنا بحاجة إليه. من المهم أثناء تحضير المحلول أن تظل درجة حرارته ثابتة ولا تبرد، وبهذه الطريقة يمكننا إنشاء محلول أكثر تشبعًا.

صب المحلول المشبع في وعاء نظيف، مع فصله عن الرواسب. نختار بلورة ملح منفصلة، ​​ثم نضعها في وعاء (يمكنك تعليقها على خيط). اكتملت التجربة. بعد بضعة أيام، ستتمكن من رؤية كيف زاد حجم البلورة.

زراعة بلورات السكر في المنزل

تشبه تقنية إنتاج بلورات السكر الطريقة السابقة. يمكنك غمس قطعة من القطن في المحلول، ثم ستنمو عليها بلورات السكر. إذا أصبحت عملية نمو البلورات أبطأ، انخفض تركيز السكر في المحلول. أضف إليه السكر المحبب مرة أخرى، ثم تستأنف العملية.

ملاحظة: إذا قمت بإضافة ملون الطعام إلى المحلول، ستصبح البلورات متعددة الألوان.

يمكنك زراعة بلورات السكر على العصي. للقيام بذلك سوف تحتاج إلى:

• شراب السكر الجاهز، المحضر بطريقة مشابهة للمحلول الملحي المشبع؛
• العصي الخشبية؛
• القليل من السكر المحبب
• تلوين الطعام (إذا كنت تريد الحلوى الملونة).

كل شيء يحدث بكل بساطة. عصا خشبيةاغمسها في الشراب ولفها في السكر المحبب. كلما زاد عدد الحبوب التي تلتصق، كلما كانت النتيجة أجمل. دع العصي تجف جيدًا، ثم انتقل ببساطة إلى المرحلة الثانية.

صب شراب السكر الساخن المشبع في كوب، ثم ضع العصا المجهزة هناك. إذا كنت تقوم بإعداد بلورات متعددة الألوان، فقم بإضافة ألوان الطعام إلى الشراب الساخن النهائي.

تأكد من أن العصا لا تلمس الجدران والأسفل، وإلا فإن النتيجة ستكون قبيحة. يمكنك تأمين العصا بقطعة من الورق ووضعها في الأعلى. ستكون الورقة أيضًا بمثابة غطاء للحاوية، مما لن يسمح لأي جزيئات غريبة بالدخول إلى المحلول.

في غضون أسبوع تقريبًا سيكون لديك مصاصات سكر جميلة. يمكنهم تزيين أي حفل شاي، مما يجلب البهجة الكاملة ليس فقط للأطفال، ولكن أيضًا للبالغين!

زراعة بلورات من كبريتات النحاس في المنزل

يتم الحصول على بلورات من كبريتات النحاس بشكل مثير للاهتمام، وفي نفس الوقت تكون غنية لون ازرق. تجدر الإشارة إلى أن كبريتات النحاس مركب نشط كيميائيًا، لذا لا ينبغي تذوق البلورات منه، ويجب توخي الحذر عند العمل مع المادة. لنفس السبب، الماء المقطر فقط هو المناسب في هذه الحالة. من المهم أن تكون محايدة كيميائيا. كن حذرًا وحذرًا عند التعامل مع كبريتات النحاس.

في هذه الحالة، يحدث نمو البلورات من الزاج تقريبًا بنفس المخطط كما في الحالات السابقة.

عند وضع البلورة الرئيسية المراد زراعتها في المحلول، عليك التأكد من عدم ملامستها لجدران الحاوية. ولا تنس مراقبة تشبع المحلول.

إذا وضعت البلورة في قاع الوعاء، فيجب عليك التأكد من أنها لا تلمس بلورات أخرى. في هذه الحالة، سوف ينموون معًا، وبدلاً من عينة كبيرة جميلة، سينتهي بك الأمر بكتلة ذات شكل غير واضح.

نصائح مفيدة! يمكنك ضبط حجم وجوه بلورتك بشكل مستقل. إذا كنت تريد أن ينمو بعضها بشكل أبطأ، يمكنك دهنها بالفازلين أو الدهن. وللحفاظ على جمال السماء الزرقاء، يمكنك معالجة الحواف بالورنيش الشفاف.

هناك 3 فئات لوزن الماس:

1. صغير. الوزن 0.29 قيراط
2. متوسط. الوزن من 0.3 إلى 0.99 قيراط
3. كبير. الماس يزن أكثر من 1 قيراط.

المزادات الشعبية تقبل الحجارة التي يزيد وزنها عن 6 قيراط. الأحجار التي يزيد وزنها عن 25 قيراطًا تُعطى أسماءها الخاصة. على سبيل المثال: ألماسة "وينستون" (62.05 قيراط) أو "دي بيرز" (234.5 قيراط)، إلخ.

فيتيسوف نيكولاي

العالم من حولنا يتكون من بلورات، ويمكننا القول أننا نعيش في عالم من البلورات. تتكون المباني السكنية والمنشآت الصناعية والطائرات والصواريخ والسفن وقاطرات الديزل والصخور والمعادن من البلورات. نحن نأكل البلورات، ونشفى بها، ونحن مصنوعون جزئيًا من البلورات.

إذن ما هي البلورات؟ ما هي الخصائص التي لديهم؟ كيف تنمو البلورات؟ كيف وأين يتم استخدامها حاليًا وما هي آفاق استخدامها في المستقبل؟ هذه الأسئلة أثارت اهتمامي، وحاولت العثور على إجابات لها.

تحميل:

معاينة:

المؤتمر العلمي والعملي الحادي عشر لمنطقة كوزنتسك "العالم المفتوح"

قسم الفيزياء

التطبيقات الرئيسية للبلورات الاصطناعية

أكملها طالب في الصف الثامن

فيتيسوف نيكولاي

رئيس Sizochenko A.I.

مدرس الفيزياء

التعليم الثانوي البلدي

مؤسسة

"التعليم العام الأساسي

المدرسة رقم 24"

نوفوكوزنتسك، 2014

مقدمة …………………………………………………………………………………………………………………………………… 2

1. الجزء الرئيسي

1.1. مفهوم البلورة…………………………….4

1.2. البلورات المفردة والبلورات المتعددة ...............4

1.3. طرق زراعة البلورات ............... 5

1.4. تطبيق البلورات ……………………… 7

2. الجزء العملي

2.1. تزايد البلورات في المنزل

الشروط ……………………………………………………………………… 9

3. الخاتمة …………………………………….11

قائمة المراجع.................................................................................. 13

التطبيقات………………………………………………..14-15

مقدمة

مثل النحات السحري

حواف خفيفة من البلورات

يجعل حل عديم اللون.

ن.أ.موروزوف

العالم من حولنا يتكون من بلورات، ويمكننا القول أننا نعيش في عالم من البلورات. تتكون المباني السكنية والمنشآت الصناعية والطائرات والصواريخ والسفن وقاطرات الديزل والصخور والمعادن من البلورات. نحن نأكل البلورات، ونشفى بها، ونحن مصنوعون جزئيًا من البلورات.

البلورات هي مواد يتم فيها "تعبئة" أصغر الجزيئات بترتيب معين. ونتيجة لذلك، مع نمو البلورات، تظهر حواف مسطحة تلقائيًا على سطحها، وتتخذ البلورات نفسها مجموعة متنوعة من الأشكال الهندسية.

بيان للأكاديمي أ. فيرسمان: "العالم كله تقريبًا بلوري. "إن العالم تحكمه البلورة وقوانينها الخطية الصلبة" تتوافق مع الاهتمام العلمي للعلماء في جميع أنحاء العالم بهذا الموضوع البحثي.

لا يمكن للصناعة الحديثة الاستغناء عن مجموعة واسعة من البلورات. يتم استخدامها في الساعات وأجهزة الراديو الترانزستور وأجهزة الكمبيوتر والليزر وغير ذلك الكثير. لم يعد المختبر الكبير - الطبيعة - قادرًا على تلبية متطلبات التكنولوجيا المتطورة، ولذلك تُزرع البلورات الاصطناعية في مصانع خاصة: صغيرة، غير محسوسة تقريبًا، وكبيرة تزن عدة كيلوغرامات.

لقد تعلم الناس كيفية الحصول على العديد من الأحجار الكريمة بشكل مصطنع. على سبيل المثال، كانت محامل الساعات وغيرها من الأدوات الدقيقة تُصنع منذ فترة طويلة من الياقوت الاصطناعي. يتم أيضًا الحصول على بلورات جميلة بشكل مصطنع لا وجود لها في الطبيعة على الإطلاق - الزركونيا المكعبة. من الصعب التمييز بين أحجار الزركونيا المكعبة والماس بالعين المجردة - فهي تلعب بشكل جميل جدًا في الضوء.

إذن ما هي البلورات؟ ما هي الخصائص التي لديهم؟ كيف تنمو البلورات؟ كيف وأين يتم استخدامها حاليًا وما هي آفاق استخدامها في المستقبل؟ هذه الأسئلة أثارت اهتمامي، وحاولت العثور على إجابات لها.

عملي عبارة عن بحث، حيث يستخدم تنفيذه معرفة العديد من المواد الأكاديمية: الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا وعلوم الكمبيوتر. ونتيجة لهذا النشاط، قمت بإنشاء عرض تقديمي بعنوان "البلورات وتطبيقاتها"، والذي يمكن استخدامه في دروس الفيزياء والكيمياء كمساعد بصري، والبلورات المزروعة من كبريتات النحاس وملح الطعام.

هدف:

تحديد المجالات الرئيسية لتطبيق البلورات الاصطناعية واختبار إمكانية زراعة بلورات ملح الطعام وكبريتات النحاس تجريبياً دون استخدام معدات خاصة.

لتحقيق هذا الهدف، واجهت ما يلي

مهام:

• جمع المواد حول البلورات وخصائصها من المصادر الأدبية والإنترنت.
• إجراء تجارب على زراعة بلورات كبريتات النحاس وملح الطعام.
• تنظيم المواد المتعلقة بالبلورات: استخدام البلورات الاصطناعية وطرق زراعتها.
• إنشاء عرض تقديمي "البلورات وتطبيقاتها" للأغراض التعليمية.

1. الجزء الرئيسي

1. مفهوم الكريستال

كريستال (من الكلمة اليونانية krystallos - "الجليد الشفاف") كان يُطلق عليه في الأصل اسم الكوارتز الشفاف (البلور الصخري) الموجود في جبال الألب. تم الخلط بين البلورة الصخرية والجليد، والتي تصلب بالبرد إلى درجة أنها لم تعد تذوب. في البداية، كانت السمة الرئيسية للبلورة هي شفافيتها، وتم استخدام هذه الكلمة للإشارة إلى جميع المواد الصلبة الطبيعية الشفافة. في وقت لاحق بدأوا في إنتاج زجاج لم يكن أقل تألقًا وشفافية من المواد الطبيعية. الأشياء المصنوعة من هذا الزجاج كانت تسمى أيضًا "الكريستال". حتى اليوم، يُطلق على الزجاج ذو الشفافية الخاصة اسم الكريستال، وتسمى الكرة "السحرية" للعرافين بالكرة البلورية.

من الميزات الرائعة للكريستال الصخري والعديد من المعادن الشفافة الأخرى حوافها المسطحة الناعمة. في نهاية القرن السابع عشر. وقد لوحظ وجود تناسق معين في ترتيبها، كما تبين أن بعض المعادن غير الشفافة لها قطع طبيعي ومنتظم. نشأ تخمين بأن الشكل قد يكون مرتبطًا بالبنية الداخلية. في نهاية المطاف، أصبحت البلورات تسمى جميع المواد الصلبة التي لها قطع مسطح بشكل طبيعي.

يوجد في مستودع الأسلحة ملابس وتيجان للقياصرة الروس متناثرة بالكامل بالبلورات - الأحجار الكريمة - الجمشت. في الكنائس، تم تزيين الأيقونات والمذابح بالجمشت.

وأشهر البلورات هي الماس الذي يتحول بعد قطعه إلى ألماس. لقد حاول الناس فك لغز هذه الأحجار لعدة قرون، وعندما أثبتوا أن الماس هو نوع من الكربون، لم يصدقهم أحد.

تم إجراء التجربة الحاسمة عام 1772 على يد الكيميائي الفرنسي لافوازييه. في الطبيعة، يتشكل الماس في أحشاء الأرض بدرجة كبيرة جدًا درجات حرارة عاليةوالضغوط. تمكن العلماء من تهيئة الظروف في المختبر، والتي يمكن بموجبها الحصول على الماس من الجرافيت بعد 200 عام فقط. يتم الآن إنتاج عشرات الأطنان من الماس الاصطناعي. ومن بينها الماس لأغراض المجوهرات، لكن الجزء الأكبر منه يستخدم في صناعة الأدوات المختلفة.

1. البلورات المفردة والبلورات المتعددة

يمكن أن تكون الأجسام البلورية بلورات مفردة أو متعددة البلورات. تسمى البلورة المفردة بلورة مفردة، ولها شبكة بلورية مرتبة مجهرية. لديهم شكل خارجي منتظم هندسيا، ولكن هذه الميزة ليست إلزامية.

البلورات المتعددة عبارة عن بلورات صغيرة ذات توجه فوضوي مندمجة معًا - بلورات.

1. طرق زراعة الكريستال

في المختبر، تتم زراعة البلورات في ظل ظروف يتم التحكم فيها بعناية لضمان الحصول على الخصائص المطلوبة، ولكن من حيث المبدأ، يتم تشكيل البلورات المختبرية بنفس الطريقة كما في الطبيعة - من محلول أو ذوبان أو بخار. وهكذا، تنمو بلورات ملح روشيل الكهرضغطية من محلول مائي عند الضغط الجوي. كما يتم أيضًا زراعة بلورات كبيرة من الكوارتز البصري من المحلول، ولكن عند درجات حرارة تتراوح بين 350-450يا ج والضغط 140 ميجا باسكال. يتم تصنيع الياقوت تحت الضغط الجوي من مسحوق أكسيد الألومنيوم المذاب عند درجة حرارة 2050يا ج. يتم الحصول على بلورات كربيد السيليكون المستخدمة كمادة كاشطة من الأبخرة في فرن كهربائي.

أول بلورة تم الحصول عليها في المختبر كانت ياقوتة. للحصول على الياقوت، تم تسخين خليط من الألومينا اللامائية يحتوي على خليط أكبر أو أقل من البوتاسيوم الكاوي مع فلوريد الباريوم وملح ثنائي كروموبوتاسيوم. ويضاف الأخير لتلوين الياقوت، وتؤخذ كمية قليلة من أكسيد الألومنيوم. يوضع الخليط في بوتقة طينية ويسخن (من 100 ساعة إلى 8 أيام) في أفران عاكسة عند درجات حرارة تصل إلى 1500 درجة مئوية.يا ج. في نهاية التجربة تظهر كتلة بلورية في البوتقة، وتغطى الجدران ببلورات الياقوت ذات اللون الوردي الجميل.

الطريقة الشائعة الثانية لزراعة البلورات الاصطناعية أحجار الكريمة- طريقة تشوخرالسكي. وهي كالتالي: يتم وضع مصهور المادة التي من المفترض أن تتبلور منها الحجارة في بوتقة مقاومة للحرارة مصنوعة من معدن مقاوم (البلاتين، الروديوم، الإيريديوم، الموليبدينوم، أو التنغستن) ويتم تسخينها في مغو عالي التردد. . يتم إنزال بذرة من مادة البلورة المستقبلية في الذوبان على عمود العادم، وتنمو عليها مادة اصطناعية بالسمك المطلوب. يتم سحب العمود مع البذرة تدريجياً إلى الأعلى بسرعة 1-50 مم/ساعة مع نمو متزامن بسرعة دوران 30-150 دورة في الدقيقة. قم بتدوير العمود لموازنة درجة حرارة الذوبان وضمان التوزيع الموحد للشوائب. يصل قطر البلورات إلى 50 ملم، ويصل طولها إلى متر واحد، ويتم زراعة اكسيد الالمونيوم الاصطناعي والإسبنيل والعقيق والأحجار الاصطناعية الأخرى باستخدام طريقة تشوتشرالسكي.

يمكن أن تنمو البلورات أيضًا عندما يتكثف البخار - وهذه هي الطريقة التي يتم بها الحصول على أنماط ندفة الثلج على الزجاج البارد. عندما يتم إزاحة المعادن من المحاليل الملحية بمساعدة معادن أكثر نشاطا، تتشكل البلورات أيضا. على سبيل المثال: غمس مسمار حديدي في محلول كبريتات النحاس، فيصبح مغطى بطبقة حمراء من النحاس. لكن بلورات النحاس الناتجة صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها إلا تحت المجهر. يتحرر النحاس على سطح الظفر بسرعة كبيرة، لذا تكون بلوراته صغيرة جدًا. ولكن إذا تباطأت العملية، فسوف تتحول البلورات إلى أن تكون كبيرة. للقيام بذلك، قم بتغطية كبريتات النحاس بطبقة سميكة من ملح الطعام، ووضع دائرة من ورق الترشيح عليها، وفي الأعلى - صفيحة حديدية بقطر أصغر قليلاً. كل ما تبقى هو صب محلول مشبع من ملح الطعام في الوعاء. ستبدأ كبريتات النحاس في الذوبان ببطء في المحلول الملحي. سوف تنتشر أيونات النحاس (على شكل أنيونات معقدة خضراء) إلى الأعلى ببطء شديد على مدار عدة أيام؛ ويمكن ملاحظة العملية من خلال حركة الحدود الملونة. بعد وصولها إلى الصفيحة الحديدية، تتحول أيونات النحاس إلى ذرات متعادلة. ولكن بما أن هذه العملية تحدث ببطء شديد، فإن ذرات النحاس تصطف لتشكل بلورات لامعة وجميلة. في بعض الأحيان تشكل هذه البلورات فروعًا - التشعبات.

1. تطبيق البلورات.

لقد أثارت البلورات الطبيعية دائمًا فضول الناس. وقد لامس لونها ولمعانها وشكلها إحساس الإنسان بالجمال، فزين الناس أنفسهم وبيوتهم بها. لفترة طويلة، ارتبطت الخرافات بالبلورات؛ مثل التمائم، كان من المفترض ليس فقط حماية أصحابها من الأرواح الشريرة، ولكن أيضًا منحهم قوى خارقة للطبيعة. في وقت لاحق، عندما بدأ قطع وصقل نفس المعادن مثل الأحجار الكريمة، تم الحفاظ على العديد من الخرافات في التعويذات "المحظوظة" و "الأحجار الخاصة" المقابلة لشهر الميلاد. جميع الأحجار الكريمة الطبيعية باستثناء الأوبال تكون بلورية، والعديد منها، مثل الماس والياقوت والياقوت والزمرد، توجد على شكل بلورات مقطوعة بشكل جميل.مجوهرات كريستالتحظى بشعبية كبيرة الآن كما كانت خلال العصر الحجري الحديث.

واستنادا إلى قوانين البصريات، كان العلماء يبحثون عن معدن شفاف وعديم اللون وخالي من العيوب يمكن صنع العدسات منه عن طريق الطحن والتلميع. تتمتع بلورات الكوارتز غير الملونة بالخصائص البصرية والميكانيكية اللازمةالعدسات الأولى، بما في ذلك النظارات، صنعت منهم. وحتى بعد ظهور الزجاج البصري الاصطناعي، لم تختف الحاجة إلى البلورات تمامًا؛ لا تزال بلورات الكوارتز والكالسيت وغيرها من المواد الشفافة التي تنقل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء تستخدم في صنع المنشورات والعدسات للأجهزة البصرية.

لعبت البلورات دورًا مهمًا في العديد من الابتكارات التقنية في القرن العشرين. تولد بعض البلورات شحنة كهربائية عند تشوهها. كان أول استخدام مهم لهم هوإنتاج مولدات الترددات الراديوية مع التثبيت بواسطة بلورات الكوارتز.من خلال إجبار لوحة الكوارتز على الاهتزاز في المجال الكهربائي لدائرة تذبذبية للترددات الراديوية، من الممكن تثبيت تردد الاستقبال أو الإرسال.

تُستخدم الثنائيات شبه الموصلة في أجهزة الكمبيوتر وأنظمة الاتصالات، وقد حلت الترانزستورات محل الأنابيب المفرغة في الهندسة الراديوية، كما تعمل الألواح الشمسية الموضوعة على السطح الخارجي للمركبة الفضائية على تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية. كما تستخدم أشباه الموصلات على نطاق واسع في محولات التيار المتردد والتيار المستمر.

تُستخدم البلورات ذات الخصائص الكهرضغطية في أجهزة الاستقبال وأجهزة الإرسال الراديوية وفي رؤوس الالتقاط وفي السونار. تقوم بعض البلورات بتعديل أشعة الضوء، بينما تولد أخرى الضوء تحت تأثير الجهد الكهربي المطبق. قائمة استخدامات البلورات طويلة جدًا وتتزايد باستمرار.

بلورات صناعية.لقد حلم الإنسان منذ زمن طويل بتصنيع أحجار ثمينة مثل تلك الموجودة في الطبيعة. حتى القرن العشرين مثل هذه المحاولات لم تنجح. لكن في عام 1902تمكنت من الحصول على الياقوت والياقوت- امتلاك خصائص الحجارة الطبيعية. وفي وقت لاحق، في أواخر الأربعينيات، كان هناكالزمرد توليفهاوفي عام 1955 أعلنت شركة جنرال إلكتريك والمعهد الفيزيائي التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية عن إنتاجالماس الاصطناعي.

حفزت العديد من الاحتياجات التكنولوجية للبلورات البحث في طرق زراعة البلورات ذات الخصائص الكيميائية والفيزيائية والكهربائية المحددة مسبقًا. ولم تذهب جهود الباحثين عبثًا، إذ تم العثور على طرق لتنمية بلورات كبيرة مكونة من مئات المواد، والتي ليس للعديد منها نظير طبيعي. في الطبيعة، غالبًا ما توجد أجسام صلبة لها شكل متعددات الوجوه المنتظمة. كانت تسمى هذه الهيئات بلورات. أظهرت دراسة الخصائص الفيزيائية للبلورات أن الشكل الهندسي الصحيح ليس هو السمة الرئيسية لها.

إنه يتوافق تمامًا مع الاهتمام العلمي المستمر للعلماء في جميع أنحاء العالم وجميع مجالات المعرفة في هذا الموضوع البحثي. في نهاية الستينيات من القرن الماضي، بدأ طفرة علمية خطيرة في هذا المجالبلورات سائلةمما أدى إلى ظهور "ثورة المؤشر" لاستبدال آليات المؤشر بوسائل العرض المرئي للمعلومات. في وقت لاحق، دخل مفهوم البلورة البيولوجية (الحمض النووي، والفيروسات، وما إلى ذلك) العلم، وفي الثمانينات من القرن العشرين - البلورة الضوئية.

1. الجزء العملي

1. تزايد البلورات في المنزل

تعد البلورات المتنامية عملية مثيرة للاهتمام للغاية، ولكنها طويلة ومضنية للغاية.

ومن المفيد معرفة العمليات التي تتحكم في نموه؛ لماذا تشكل المواد المختلفة بلورات ذات أشكال مختلفة، وبعضها لا يشكلها على الإطلاق؛ ما يجب القيام به لجعلها كبيرة وجميلة.

حاولت العثور على إجابات لهذه الأسئلة في عملي.

إذا استمرت عملية التبلور ببطء شديد، فستحصل على واحدة كريستال كبير(أو بلورة واحدة)، إذا كانت سريعة - ثم العديد من الصغيرة.

لقد قمت بزراعة بلورات في المنزل بطرق مختلفة.

طريقة 1 . تبريد محلول مشبع من كبريتات النحاس. مع انخفاض درجة الحرارة، تقل ذائبية المواد وتترسب. أولاً، تظهر نوى بلورية صغيرة في المحلول وعلى جدران الوعاء. وعندما يكون التبريد بطيئا ولا توجد شوائب صلبة في المحلول، تتكون العديد من النوى، وتتحول تدريجيا إلى بلورات جميلة ذات شكل منتظم. مع التبريد السريع، تظهر العديد من البلورات الصغيرة، ولا يوجد أي منها تقريبًا الشكل الصحيحلأن هناك الكثير منها تنمو وتتداخل مع بعضها البعض.

من أجل إنتاج بلورة من كبريتات النحاس، قمت بتحضير محلول مفرط التشبع:

1. للقيام بذلك، أخذت ماءً دافئًا، وأذبت فيه الزاج وأضفته حتى يتوقف عن الذوبان.

2. صب من خلال مرشح (شاش) في حاوية نظيفة أخرى. لقد صببت الماء المغلي فوق الحاوية لمنع التبلور السريع للمحلول على الجدران المتسخة.

3. تحضير البذور.

4. لقد ربطته بخيط وأنزلته في المحلول.

لكي تنمو البلورة بالتساوي من جميع الجوانب، فمن الأفضل إبقاء البذرة (البلورة الصغيرة) معلقة في المحلول. للقيام بذلك، قمت بعمل الطائر من قضيب زجاجي. بالمناسبة، من المستحسن أن تأخذ خيطًا رفيعًا وناعمًا، ربما من الحرير، حتى لا تتشكل عليه بلورات صغيرة غير ضرورية. بعد ذلك، أضع المحلول في مكان دافئ. التبريد البطيء مهم جداً (للحصول على بلورة كبيرة). ويمكن رؤية التبلور في غضون ساعات قليلة. تحتاج بشكل دوري إلى تغيير أو تحديث المحلول المشبع، وكذلك تنظيف البلورات الصغيرة من الخيط. (المرفق 1)

الطريقة 2 - الإزالة التدريجية للماء من المحلول المشبع.

في هذه الحالة، كلما تمت إزالة الماء بشكل أبطأ، كانت النتيجة أفضل. تركت وعاء مفتوحًا به محلول ملح الطعام (ملح الطعام) في درجة حرارة الغرفة لمدة 14 يومًا، وقمت بتغطيته بورقة من الورق - تبخر الماء ببطء ولم يدخل الغبار إلى المحلول. تم تعليق البلورة المتنامية في محلول مشبع على خيط رفيع قوي. تبين أن البلورة كبيرة الحجم ولكنها عديمة الشكل وغير متبلورة. (المرفق 1)

تعد زراعة البلورات عملية مسلية، ولكنها تتطلب اتباع نهج دقيق ومتأني في عملك. ومن الناحية النظرية فإن حجم البلورة التي يمكن زراعتها في المنزل بهذه الطريقة غير محدود. هناك حالات تلقى فيها المتحمسون بلورات بهذا الحجم بحيث لا يمكن رفعهم إلا بمساعدة رفاقهم.

ولكن، لسوء الحظ، هناك بعض خصوصيات تخزينها. على سبيل المثال، إذا تركت بلورة الشبة مفتوحة في الهواء الجاف، فإنها ستفقد الماء الذي تحتوي عليه تدريجيًا وتتحول إلى مسحوق رمادي غير واضح. لحمايته من التدمير، يمكنك طلاءه بورنيش عديم اللون. كبريتات النحاس و ملح- أكثر استقرارًا ويمكنك العمل معهم بأمان.

في العام الماضي، في الصف السابع، في درس الكيمياء، أثناء دراسة موضوع "الظواهر التي تحدث مع المواد"، قمنا بزراعة بلورات، ولم ينجح كثير من الناس في هذه التجربة. أخبرت هذا العام أطفال الصف السابع بكيفية القيام بهذه المهمة بشكل صحيح وهذا ما فعلوه (انظر الملحق 2).

خاتمة

تعتمد جميع الخصائص الفيزيائية التي تستخدم البلورات على نطاق واسع على بنيتها - شبكتها المكانية.

جنبا إلى جنب مع بلورات الحالة الصلبة، يتم استخدام البلورات السائلة حاليا على نطاق واسع، وفي المستقبل القريب سوف نستخدم الأجهزة المبنية على البلورات الضوئية.

لقد اخترت الطريقة الأنسب لزراعة البلورات في المنزل وقمت بزراعة بلورات من الملح وكبريتات النحاس. ومع نمو البلورات، قام بالملاحظات وسجل التغييرات.

البلورات جميلة، يمكنك أن تقول نوعا من المعجزة، فهي تجذبك؛ يقولون "رجل ذو روح بلورية" عن من له روح طاهرة. كريستال يعني يلمع بالضوء مثل الماس. وإذا تحدثنا عن البلورات بموقف فلسفي، فيمكننا القول أن هذه مادة تمثل حلقة وسيطة بين المادة الحية والمادة غير الحية. يمكن أن تنشأ البلورات، والعمر، والانهيار. البلورة، عندما تنمو على بذرة (على جنين)، ترث عيوب هذا الجنين بالذات. لكن إذا تحدثنا بجدية تامة، ربما يكون من المستحيل الآن تسمية نظام واحد، وليس مجالًا واحدًا من العلوم والتكنولوجيا يمكنه الاستغناء عن البلورات. ويهتم الأطباء بالبيئات التي يحدث فيها تبلور حصوات الكلى، ويهتم الصيادلة بالأقراص التي تكون عبارة عن بلورات مضغوطة. يعتمد امتصاص الأقراص وذوبانها على الحواف التي تغطيها هذه البلورات الدقيقة. الفيتامينات والغلاف المايليني للأعصاب والبروتينات والفيروسات كلها بلورات.

تتمتع البلورة بخصائص خارقة، فهي تؤدي مجموعة متنوعة من الوظائف. هذه الخصائص متأصلة في هيكلها، الذي يحتوي على هيكل شبكي ثلاثي الأبعاد. علم البلورات ليس علمًا جديدًا. يقف M. V. Lomonosov عند أصوله. أصبح نمو البلورات ممكنًا بفضل دراسة البيانات المعدنية حول تكوين البلورات في الظروف الطبيعية. ومن خلال دراسة طبيعة البلورات، تمكنوا من تحديد التركيب الذي نمت منه وظروف نموها. والآن يتم تقليد هذه العمليات، والحصول على بلورات ذات خصائص محددة. يشارك الكيميائيون والفيزيائيون في إنتاج البلورات. إذا قام الأول بتطوير تكنولوجيا النمو، فإن الأخير يحدد خصائصه. هل يمكن تمييز البلورات الاصطناعية عن الطبيعية؟ على سبيل المثال، لا يزال الماس الاصطناعي أدنى من الماس الطبيعي من حيث الجودة، بما في ذلك اللمعان. لا يثير الماس الاصطناعي فرحة المجوهرات، لكنه مناسب تمامًا للاستخدام في التكنولوجيا، وبهذا المعنى فهو على قدم المساواة مع الماس الطبيعي. مرة أخرى، تعلم المزارعون الوقحون (ما يسمى بالكيميائيين الذين يزرعون بلورات اصطناعية) زراعة أفضل الإبر البلورية بقوة عالية للغاية. ويتم تحقيق ذلك من خلال التلاعب بكيمياء الوسط ودرجة الحرارة والضغط والتعرض لبعض الظروف الإضافية الأخرى. وهذا بالفعل فن كامل وإبداع وإتقان - العلوم الدقيقة لن تساعد هنا.

موضوع "البلورات" ذو صلة، وإذا تعمقت فيه وتعمقت فيه بشكل أعمق، فسيكون محل اهتمام الجميع، وسيقدم إجابات على العديد من الأسئلة، والأهم من ذلك - الاستخدام غير المحدود للبلورات. البلورات غامضة في جوهرها وغير عادية لدرجة أنني لم أتحدث في عملي إلا عن جزء صغير مما هو معروف عن البلورات واستخدامها في الوقت الحاضر. وربما تكون الحالة البلورية للمادة هي الخطوة التي وحدت العالم غير العضوي بعالم المادة الحية. مستقبل أحدث التقنياتينتمي إلى البلورات والركام البلورية!

وبناء على بحثي توصلت إلى الاستنتاجات التالية:الاستنتاجات:

• تُستخدم البلورات المزروعة صناعيًا في مجموعة واسعة من المجالات: الطب، وهندسة الراديو، وبناء الطائرات، والبصريات وغيرها الكثير.
• فترة الحصول على البلورات الاصطناعية أقصر بكثير من عملية تكوينها الطبيعي. مما يجعلها أكثر سهولة في الاستخدام.
• يمكنك زراعة البلورات في المنزل ولو في وقت قصير.

فهرس

1. كيمياء. دورة تمهيدية. الصف السابع: تعليمي. فائدة / نظام التشغيل جابرييليان، آي جي. أوستروموف، أ.ك. أخليبينين. – الطبعة السادسة، م: الحبارى، 2011.
2. كيمياء. الصف السابع: كتاب التمارين كتاب مدرسينظام التشغيل. جابرييليان وآخرون "الكيمياء. دورة تمهيدية. الصف السابع "/ أو إس. جابرييليان، ج.أ. شيباريفا. - الطبعة الثالثة. - م: حبارى، 2011.
3. Landau L.D.، Kitaygorodsky A.I. الفيزياء للجميع، الكتاب الثاني، الجزيئات - م، 1978.
4. القاموس الموسوعي للكيميائي الشاب. / شركات. في.أ. كريتسمان، في.في.ستانزو-م، 1982.
5. موسوعة للأطفال. المجلد 4. الجيولوجيا. / شركات. شارع. إسماعيلوفا-م، 1995.
6. موارد الإنترنت:

http://www.krugosvet.ru – موسوعة حول العالم .

http://ru.wikipedia.org/ - موسوعة ويكيبيديا.

http://www.kristallikov.net/page6.html - كيفية زراعة البلورة .

المرفق 1.

مذكرات المراقبة

تاريخ	الملاحظات		صورة
	ملح	كبريتات النحاس	ملح	كوبرو النحاس
24.01.14.	قبل خفض البذور في الحل. الطول: 5 ملم العرض: 5 ملم	نصنع حلقة من الأسلاك ونعلقها وننزلها في المحلول.
27.01.14.	الطول: 11 ملم العرض: 7 ملم	الطول: 12 ملم العرض: 10 ملم
30.01.14.	الطول: 20 ملم العرض: 10 ملم	الطول: 18 ملم العرض: 13 ملم
3.02.14.	امتد تشكيل البلورات إلى ما هو أبعد من حدود الحل	الطول: 25 ملم العرض: 15 ملم
6.02.14.	تبين أن البلورة كبيرة الحجم ولكنها عديمة الشكل	الطول: 30 ملم العرض: 20 ملم

الملحق 2

بلورات نمت من قبل طلاب الصف السابع

التسميات التوضيحية للشرائح:

تطبيقات البلورات
الأوسمة
العدسات
أعدت البذور

هدف
: تحديد المجالات الرئيسية لتطبيق البلورات الاصطناعية والاختبار التجريبي لإمكانية زراعة بلورات ملح الطعام وكبريتات النحاس دون استخدام معدات خاصة.
مهام:

جمع المواد حول البلورات وخصائصها.
إجراء تجارب على زراعة بلورات كبريتات النحاس وملح الطعام.
تنظيم المواد المتعلقة بالبلورات: الخصائص الفيزيائية للبلورات وتطبيقاتها.
إنشاء عرض تقديمي "البلورات وتطبيقاتها".
2. إزاحة المعادن من المحاليل الملحية باستخدام معادن أكثر نشاطا.
مرر الحل من خلال مرشح
شكرًا لكم على اهتمامكم
التطبيقات الرئيسية للبلورات الاصطناعية
أكملها طالب في الصف الثامن
فيتيسوف نيكولاي
مشرف
سيزوتشينكو
منظمة العفو الدولية. ,
مدرس الفيزياء
التعليم الثانوي البلدي
مؤسسة
"التعليم العام الأساسي
المدرسة رقم 24"
نوفوكوزنتسك، 2014
الاستنتاجات
تُستخدم البلورات المزروعة صناعيًا في مجموعة متنوعة من المجالات: الطب، والهندسة الراديوية،
سيارة طائرة
الهيكل والبصريات وغيرها الكثير.
فترة الحصول على البلورات الاصطناعية أقصر بكثير من عملية تكوينها الطبيعي. مما يجعلها أكثر سهولة في الاستخدام.
يمكنك زراعة البلورات في المنزل ولو في وقت قصير.
طرق زراعة الكريستال
طريقة
تشوكرالسكي
- بوتقة
طريقة:
إنصهار
المادة التي منها
من المفترض أن تتبلور
يتم وضع الحجارة في مقاومة للحريق
بوتقة
مصنوع من معدن مقاوم للحرارة (البلاتين، الروديوم،
إيريديوم
، الموليبدينوم، أو التنغستن) وتسخينها
تردد عالي
اداة الحث.
(الأحجار الكريمة: الياقوت)
بوتقة الطين
تزايد البلورات في المنزل
طريقة 1
:التبريد البطيء للمحلول المشبع
تحضير محلول مفرط التشبع
البلورات
بلورات أحادية
بلورات نمت من قبل طلاب الصف السابع
بلورات سائلة
بلورات
- هذه صلبة
مواد،

وجود طبيعي
شكل خارجي
متعددات الوجوه المنتظمة المتناظرة
، قائم على
على
الداخلية الخاصة بهم
بناء
الثنائيات أشباه الموصلات والترانزستورات والألواح الشمسية
الطريقة الثانية:
إزالة الماء تدريجيا من محلول مشبع

في
في هذه الحالة، كلما تمت إزالة الماء بشكل أبطأ، كانت النتيجة أفضل.

تحتاج إلى مغادرة السفينة
مع حل الجدول
ملح،
تغطيتها بورقة من الورق، بينما الماء
يتبخر
ببطء، لكن الغبار لا يدخل إلى المحلول
يضرب.

كريستال
اتضح أنها كبيرة ولكنها عديمة الشكل - غير متبلورة.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://www.allbest.ru/

بحث

البلورات وتطبيقاتها

مؤلف العمل:كريفوشيف يفجيني

الطالب 7 "ب" فصل مبوسوش رقم 1

زافيتينسك، منطقة أمور

رئيس العمل: كونشينكو ن.س.

مدرس فيزياء مبوسوش رقم 1

زافيتينسك، منطقة أمور

زافيتينسك

2013

• مقدمة
• 1. كريستال. خصائصه وبنيته وشكله
• 2. البلورات السائلة
• 3. تطبيق شاشات الكريستال السائل
• 4. تطبيق البلورات في العلوم والتكنولوجيا
• 5. الجزء العملي
• خاتمة
• فهرس
• مقدمة
• أهمية العمل:
• وبما أن البلورات تستخدم على نطاق واسع في العلوم والتكنولوجيا، فمن الصعب تسمية فرع الإنتاج الذي لا تستخدم فيه البلورات. لذلك فإن معرفة وفهم خصائص البلورات أمر مهم جدًا لكل شخص.
• الغرض من الدراسة: زراعة البلورات من محلول في المنزل، ودراسة التطبيقات العملية للبلورات في العلوم والتكنولوجيا.
• مهام:
• 1. دراسة نظرية البلورات.
• 2. دراسة مادة حول زراعة البلورة الظروف العاديةوفي ظروف المختبر.
• 3. مراقبة تكوين البلورات.
• 4. وصف الملاحظات.
• 5. دراسة تطبيقات البلورات في الحياة الحديثة.

1. كريستال. خصائصه وبنيته وشكله

كلمة "الكريستال" تأتي من اليونانية " قشور"، أي" الجليد ". المواد الصلبة التي تشكل ذراتها أو جزيئاتها بنية دورية مرتبة (الشبكة البلورية).

تشكيل الكريستال.

تتشكل البلورات بثلاث طرق: من الذوبان، ومن المحلول، ومن البخار. مثال على التبلور من الذوبان هو تكوين الجليد من الماء. مختبر زراعة السائل البلوري

في العالم من حولنا، يمكن للمرء في كثير من الأحيان ملاحظة تكوين البلورات مباشرة من البيئة الغازية، ومن المحاليل ومن الذوبان. في ليلة هادئة فاترة تحت سماء صافية، في ضوء القمر الساطع أو الفانوس، نرى أحيانًا رقائق الصقيع تتساقط ببطء وتتلألأ بالشرر. هذه بلورات ثلجية تشبه الصفائح تتشكل بجوارنا مباشرة من الهواء الرطب والمبرد.

يعتمد هيكل المواد الصلبة على الظروف التي يحدث فيها التحول من السائل إلى الصلب. إذا حدث هذا الانتقال بسرعة كبيرة، على سبيل المثال، مع تبريد حاد للسائل، فلن يكون لدى الجزيئات وقتا للصطف في الهيكل الصحيح ويتم تشكيل جسم بلوري ناعم. عندما يتم تبريد السائل ببطء، يتم الحصول على بلورات كبيرة ومنتظمة الشكل. في بعض الحالات، لكي تتبلور المادة، يجب حفظها في درجات حرارة مختلفة. يؤثر الضغط الخارجي أيضًا على نمو البلورات. بالإضافة إلى ذلك، فإن جزءًا كبيرًا من البلورات التي كانت مقطوعة بشكل مثالي في الماضي البعيد، تمكنت من فقدانها تحت تأثير الماء والرياح والاحتكاك مع المواد الصلبة الأخرى. وبالتالي فإن العديد من الحبيبات الشفافة المستديرة التي يمكن العثور عليها في الرمال الساحلية هي بلورات كوارتز فقدت حوافها نتيجة الاحتكاك الطويل ببعضها البعض.

هيكل كريستال

تنوع البلورات في الشكل كبير جدًا.

يمكن أن تحتوي البلورات من أربعة إلى عدة مئات من الأوجه. لكن في الوقت نفسه، لديهم خاصية رائعة - مهما كان حجم وشكل وعدد وجوه البلورة نفسها، فإن جميع الوجوه المسطحة تتقاطع مع بعضها البعض بزوايا معينة. الزوايا بين الوجوه المتناظرة هي نفسها دائمًا. ويتأثر الشكل بعوامل مثل درجة الحرارة والضغط والتردد والتركيز واتجاه حركة المحلول. ولذلك، فإن البلورات من نفس المادة يمكن أن تظهر مجموعة واسعة من الأشكال.

بلورات الملح الصخري، على سبيل المثال، يمكن أن يكون لها شكل مكعب، أو متوازي السطوح، أو منشور، أو جسم ذو شكل أكثر تعقيدًا، لكن وجوههم تتقاطع دائمًا بزوايا قائمة. تتشكل وجوه الكوارتز على شكل أشكال سداسية غير منتظمة، لكن الزوايا بين الوجوه تكون دائمًا هي نفسها - 120 درجة.

قانون ثبات الزوايا، الذي اكتشفه الدنماركي نيكولاي ستينو عام 1669، هو أهم قانون في علم البلورات - علم البلورات.

إن قياس الزوايا بين وجوه البلورات له أهمية عملية كبيرة جدًا، لأنه من نتائج هذه القياسات في كثير من الحالات يمكن تحديد طبيعة المعدن بشكل موثوق.

إن أبسط جهاز لقياس الزوايا البلورية هو مقياس الزوايا المطبق.

أنواع البلورات

وبالإضافة إلى ذلك، يتم التمييز بين البلورات المفردة والبلورات المتعددة.

البلورة المفردة عبارة عن كتلة متراصة ذات شبكة بلورية واحدة غير مضطربة. بلورات مفردة طبيعية أحجام كبيرةنادرة جدًا.

تشمل البلورات المفردة الكوارتز والماس والياقوت والعديد من الأحجار الكريمة الأخرى.

معظم المواد الصلبة البلورية تكون متعددة البلورات، أي أنها تتكون من العديد من البلورات الصغيرة، التي لا يمكن رؤيتها في بعض الأحيان إلا عند التكبير العالي.

جميع المعادن متعددة البلورات.

2. بلورات سائلة

الكريستال السائل - هذه حالة خاصة للمادة، وسيطة بين الحالة السائلة والصلبة. في السائل، يمكن للجزيئات أن تدور بحرية وتتحرك في أي اتجاه. في البلورة السائلة هناك درجة معينة من الترتيب الهندسي في ترتيب الجزيئات، ولكن يسمح أيضًا ببعض حرية الحركة.

يمكن أن يختلف قوام البلورات السائلة - من السائل سهل التدفق إلى السائل الشبيه بالمعجون. تتمتع البلورات السائلة بخصائص بصرية غير عادية تستخدم في التكنولوجيا، حيث تتشكل البلورات السائلة من جزيئات ذات أشكال هندسية مختلفة. مثل اللون والشفافية وغيرها. تعتمد العديد من تطبيقات البلورات السائلة على كل هذا.

3. تطبيق شاشات الكريستال السائل

يتغير ترتيب الجزيئات في البلورات السائلة تحت تأثير عوامل مثل درجة الحرارة والضغط والمجالات الكهربائية والمغناطيسية؛ تؤدي التغيرات في ترتيب الجزيئات إلى تغيرات في الخصائص البصرية، مثل اللون والشفافية والقدرة على تدوير مستوى استقطاب الضوء المنقول. تعتمد العديد من تطبيقات البلورات السائلة على كل هذا. على سبيل المثال، يتم استخدام اعتماد اللون على درجة الحرارة في التشخيص الطبي. ومن خلال تطبيق مواد بلورية سائلة معينة على جسم المريض، يستطيع الطبيب التعرف بسهولة على الأنسجة المريضة عن طريق تغير لون الأماكن التي تولد فيها هذه الأنسجة كميات متزايدة من الحرارة. يتيح لك اعتماد اللون على درجة الحرارة أيضًا التحكم في جودة المنتجات دون تدميرها. إذا تم تسخين منتج معدني، فإن عيبه الداخلي سيغير توزيع درجة الحرارة على السطح. يتم تحديد هذه العيوب من خلال التغيرات في لون مادة الكريستال السائل المطبقة على السطح.

لقد وجدت الأغشية الرقيقة من البلورات السائلة المحصورة بين النظارات أو صفائح البلاستيك استخدامًا واسع النطاق كأجهزة مؤشر. تستخدم البلورات السائلة على نطاق واسع في التصنيع ساعة اليدوالآلات الحاسبة الصغيرة. يتم إنشاء أجهزة تلفزيون مسطحة ذات شاشات بلورية سائلة رفيعة.

4. تطبيق البلورات في العلوم والتكنولوجيا

في الوقت الحاضر، تتمتع البلورات بتطبيقات واسعة جدًا في العلوم والتكنولوجيا والطب.

تستخدم مناشير الماس لقطع الحجارة. المنشار الماسي عبارة عن قرص فولاذي دوار كبير (يصل قطره إلى مترين) يتم عمل قطع أو شقوق على حوافه. يتم فرك مسحوق الماس الناعم الممزوج ببعض المواد اللاصقة في هذه القطع. مثل هذا القرص، الذي يدور بسرعة عالية، ينشر بسرعة أي حجر.

للماس أهمية كبيرة عند حفر الصخور وفي عمليات التعدين. يتم إدخال نقاط الماس في أدوات النقش وآلات التقسيم وأجهزة اختبار الصلابة ومثاقب الحجر والمعادن. يستخدم مسحوق الماس لطحن وتلميع الحجارة الصلبة والفولاذ المتصلب والسبائك الصلبة وفائقة الصلابة. لا يمكن قطع الماس نفسه وصقله ونقشه إلا باستخدام الماس نفسه. تتم معالجة أجزاء المحرك الأكثر أهمية في إنتاج السيارات والطائرات باستخدام قواطع الماس والمثاقب.

يمكن استخدام اكسيد الالمونيوم لحفر وطحن وتلميع وشحذ الحجر والمعادن. تصنع عجلات الطحن وأحجار الشحذ ومساحيق الطحن والمعاجين من اكسيد الالمونيوم والصنفرة. وفي مصانع أشباه الموصلات، يتم رسم أرقى الدوائر بإبر الياقوت.

يستخدم العقيق أيضًا في صناعة المواد الكاشطة. مساحيق الطحن، وعجلات الطحن، والجلود مصنوعة من العقيق. في بعض الأحيان يحلون محل الياقوت في صناعة الأدوات.

العدسات والمنشورات وأجزاء أخرى من الأجهزة البصرية مصنوعة من الكوارتز الشفاف. "شمس الجبل" الاصطناعية هي أداة تستخدم على نطاق واسع في الطب. عند تشغيله، ينبعث هذا الجهاز من الأشعة فوق البنفسجية، وهذه الأشعة تشفى. المصباح الموجود في هذا الجهاز مصنوع من زجاج الكوارتز. لا يستخدم مصباح الكوارتز في الطب فحسب، بل يستخدم أيضًا في الكيمياء العضوية وعلم المعادن، ويساعد في تمييز الطوابع والأوراق النقدية المزيفة عن الطوابع الحقيقية. تُستخدم البلورات الصخرية النقية الخالية من العيوب في تصنيع المنشورات وأجهزة قياس الطيف والألواح المستقطبة.

ويستخدم الفلوريت في صناعة عدسات التلسكوبات والمجاهر، وفي صنع منشورات الطيف وفي الأدوات البصرية الأخرى.

5. الجزء العملي

زراعة بلورات كبريتات النحاس .

كبريتات النحاس هي كبريتات النحاس الخماسي الهيدرات، حيث تشبه البلورات الكبيرة الزجاج الأزرق الملون. تستخدم كبريتات النحاس في الزراعة لمكافحة الآفات والأمراض النباتية، وفي الصناعة لإنتاج الألياف الاصطناعية والأصباغ العضوية والدهانات المعدنية والمواد الكيميائية الزرنيخ.

طريقة النمو في المنزل:

1) أولا تحضير محلول الزاج المركز. بعد ذلك، قم بتسخين الخليط قليلاً لضمان الذوبان الكامل للملح. للقيام بذلك، ضع الزجاج في وعاء به ماء دافئ.

2) صب المحلول المركز الناتج في وعاء أو كوب. سنقوم أيضًا بتعليق "بذرة" بلورية على خيط - بلورة صغيرة من نفس الملح - بحيث يتم غمرها في المحلول. على هذه "البذرة" سينمو المعرض المستقبلي لمجموعتك الكريستالية.

3) ضع الوعاء الذي يحتوي على المحلول فيه شكل مفتوحإلى مكان دافئ. عندما تصبح البلورة كبيرة بدرجة كافية، قم بإزالتها من المحلول وجففها بقطعة قماش ناعمة أو مناديل ورقيةقطع الخيط وقم بتغطية حواف البلورة بورنيش عديم اللون لحمايتها من "العوامل الجوية" في الهواء.

مراقبة عملية نمو بلورات كبريتات النحاس.

في البداية، سكبنا محلول كبريتات النحاس في كوب وربطنا البذرة بخيط. وأسقطوا البلورة في الزجاج. في اليوم التالي، كان لدينا بلورات كبيرة إلى حد ما، يبلغ طولها حوالي 2 سم. كانت البلورة نفسها غير مستوية للغاية، مع أعمدة صغيرة. ولم يستمر التبلور أكثر مهما طال انتظارنا.

لكننا لم نتوقف عند هذا الحد، فصنعنا بلورتين أخريين من كبريتات النحاس. لقد أخذنا البذرة فقط من عمود البلورة الفاشلة. كانت درجة الحرارة في أحد المحلولين تتغير باستمرار، بينما كانت ثابتة في الزجاج الآخر. بعد بضعة أيام، حصلنا على بلورات واحدة كاملة من كبريتات النحاس. اتضح أن لديهم حواف ناعمة ومتماثلة تمامًا. لذلك أدركت أنه من أجل صنع بلورة ناعمة، يجب أن تكون البذرة ناعمة ومتناسقة أيضًا.

مراقبة عملية نمو البلورات في المحاليل الملحية تحت المجهر.

يعد فحص البلورات تحت المجهر أمرًا مثيرًا للاهتمام، حيث أنه كلما كانت البلورة "أصغر سنًا"، كلما كان شكلها أكثر انتظامًا. لا تستغرق دراسة البلورات تحت المجهر الكثير من الوقت والموارد: فلا يلزم سوى بضعة جرامات من الملح لتحضير المحلول، ولا يستغرق نمو البلورة الكثير من الوقت.

تم وضع بضع قطرات من محلول مشبع بأملاح مختلفة على شريحة مجهرية. تم تسخين الزجاج قليلاً باستخدام مصباح روحي ووضعه على منصة المجهر. من خلال تحريك الشريحة وضبط التكبير، حققنا هذا الموضع الذي احتلت فيه القطرة مجال رؤية المجهر بالكامل. وبعد فترة قصيرة من الزمن (حوالي دقيقة واحدة)، بدأ التبلور عند حافة القطرة، حيث يجف بشكل أسرع. شكلت البلورات الصغيرة الناتجة قشرة معتمة متواصلة عند حواف القطرة، والتي تظهر داكنة في الضوء المنقول. تدريجيا، من هذه الكتلة من البلورات، بدأت النصائح الفردية للبلورات الفردية في الظهور، الموجهة إلى الانخفاض، والتي تنمو، شكلت أشكالا مختلفة. في أغلب الأحيان، لا تنشأ مراكز تبلور جديدة في المساحة الحرة داخل القطرة، كقاعدة عامة، تلقائيا. بعد مرور بعض الوقت، امتلأ مجال الرؤية بأكمله بالبلورات، وكان التبلور شبه كامل.

خاتمة

وبالتالي فإن البلورات هي واحدة من أجمل إبداعات الطبيعة وأكثرها غموضا. نحن نعيش في عالم يتكون من بلورات، نبني بها، نعالجها، نأكلها، نشفى بها... علم البلورات يهتم بدراسة تنوع البلورات. تقوم بفحص المواد البلورية بشكل شامل، وتدرس خصائصها وبنيتها. في العصور القديمة، كانت البلورات تعتبر نادرة. وبالفعل، فإن اكتشاف بلورات كبيرة متجانسة في الطبيعة يعد ظاهرة نادرة. ومع ذلك، فإن المواد البلورية الدقيقة شائعة جدًا. على سبيل المثال، جميع الصخور تقريبًا: الجرانيت والحجر الرملي والحجر الجيري تكون بلورية. حتى أن بعض أجزاء الجسم تكون بلورية، مثل قرنية العين والفيتامينات وغمد الأعصاب. إن المسار الطويل من عمليات البحث والاكتشافات، بدءًا من قياس الشكل الخارجي للبلورات في عمق التفاصيل الدقيقة لبنيتها الذرية، لم يكتمل بعد. لكن الآن قام الباحثون بدراسة بنيتها جيدًا ويتعلمون التحكم في خصائص البلورات.

ونتيجة للعمل المنجز، يمكنني استخلاص الاستنتاجات التالية:

1. البلورة هي حالة صلبة من المادة. لها شكل معين وعدد معين من الحواف.

2. البلورات تأتي بألوان مختلفة، ولكن معظمها شفاف.

3. البلورات ليست نادرة في المتحف على الإطلاق. البلورات تحيط بنا في كل مكان. المواد الصلبة التي نبني منها المنازل ونصنع الآلات، والمواد التي نستخدمها في حياتنا اليومية، كلها تقريبًا تنتمي إلى البلورات. الرمل والجرانيت والملح والسكر والماس والزمرد والنحاس والحديد - كل هذه أجسام بلورية.

4. الأكثر قيمة بين البلورات هي الأحجار الكريمة.

5. لقد قمت بزراعة بلورة في المنزل من محلول مشبع من كبريتات النحاس.

وبذلك تكون الأهداف والغايات التي حددتها في بداية عملي قد تحققت. نتيجة للعمل، وجدت تجريبيا دليلا على الافتراض الذي قدمه عالم البلورات الإنجليزي فرانك حول النمو التدريجي للبلورات.

كان العمل المنجز ممتعًا وممتعًا للغاية. وأود أيضًا أن أزرع بلورات من مواد أخرى، لأن هناك الكثير منها حولنا...

تم النشر على موقع Allbest.ru

...

وثائق مماثلة

البلورات الصلبة: البنية والنمو والخصائص. "وجود النظام" في التوجه المكاني للجزيئات كخاصية للبلورات السائلة. الضوء المستقطب خطيا. بلورات خيطية وسمكية وكوليسترولية. المفهوم العام للكهرباء الحديدية.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 17/11/2012


أمثلة على استخدام البلورات المفردة. سبعة أنظمة بلورية: ثلاثي الميل، أحادي الميل، معيني، رباعي الأضلاع، معيني السطوح، سداسي ومكعب. أشكال كريستال بسيطة. الحصول على محلول مفرط التشبع ونمو البلورة.

تمت إضافة العرض بتاريخ 04/09/2012


تاريخ اكتشاف البلورات السائلة وخصائص تركيبها الجزيئي وبنيتها. تصنيف وأنواع البلورات السائلة وخصائصها وتقييم مزايا وعيوب الاستخدام العملي. طرق التحكم في البلورات السائلة.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 05/08/2012


الخصائص العامةالظواهر السطحية في البلورات السائلة. اعتبار السمات المميزةبلورات سائلة لزجة، بدرجات مختلفة من ترتيبها. دراسة تباين الخواص الفيزيائية للطور المتوسط ​​ودرجة الترتيب.

الملخص، تمت إضافته في 10/10/2015


حالة المادة بلورية سائلة (ميسومورفيك). تشكيل مرحلة جديدة. أنواع البلورات السائلة: نسيمية، خيطية، وكوليسترولية. بلورات سائلة حرارية وموجهة لليوتروبيك. أعمال د. فورلاندر التي ساهمت في تركيب المركبات.

تمت إضافة العرض في 27/12/2010


تاريخ اكتشاف البلورات السائلة. تصنيفها وبنيتها الجزيئية وبنيتها. البلورات السائلة ذات التأثير الحراري: النوع اللزج، الخيطي والكوليسترولي. بلورات سائلة ليوتروبيك. تباين الخواص الفيزيائية. كيفية التحكم في البلورات السائلة.

الملخص، تمت إضافته في 27/05/2010


مفهوم بنية المادة والعوامل الرئيسية المؤثرة على تكوينها. الخصائص الرئيسية للمواد غير المتبلورة والبلورية، وأنواع المشابك البلورية. تأثير نوع الرابطة على بنية وخصائص البلورات. جوهر التماثل وتعدد الأشكال.

تمت إضافة الاختبار في 26/10/2010


الخصائص الفيزيائية والفيزيائية والكيميائية للفريت. هيكل الإسبنيل العادي والعكس. نظرة عامة على طريقة التلبيد والضغط الساخن. بلورات مغناطيسية ذات هيكل سداسي. تطبيق الفريت في الالكترونيات الراديوية وتكنولوجيا الكمبيوتر.

تمت إضافة أعمال الدورة في 12/12/2016


Epitaxy هو النمو الموجه لبلورة واحدة على سطح أخرى (الركيزة). دراسة أشكال بلورات NaCl المتكونة أثناء التسامي من محلول مائي؛ المراسلات الهيكلية للأزواج الفوقي على طول الوجوه المتراكمة والصفوف الفردية.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 04/04/2011


دراسة مفهوم وأنواع وطرق تكوين البلورات – المواد الصلبة التي تترتب فيها الذرات بانتظام لتشكل ترتيب مكاني دوري ثلاثي الأبعاد – الشبكة البلورية. تكوين البلورات من الذوبان والمحلول والبخار.

لقد استخدمت البشرية البلورات منذ العصور القديمة. في البداية، كانت هذه بلورات طبيعية تم استخدامها كأداة ووسيلة للشفاء والتأمل. لاحقاً الحجارة النادرةو المعادن الثمينةبدأت بمثابة النقد. أتاحت الأبحاث والاكتشافات العلمية الأساسية في القرن العشرين تطوير طرق لإنتاج البلورات الاصطناعية وتوسيع نطاق تطبيقاتها بشكل كبير.

البلورة المفردة هي بلورة متجانسة تحتوي على شبكة بلورية مستمرة وتباين في الخصائص. يعتمد الشكل الخارجي للبلورة الواحدة على التركيب البلوري الذري وظروف التبلور. تشمل أمثلة البلورات المفردة بلورات مفردة من الكوارتز والملح الصخري والصاري الأيسلندي والماس والتوباز.

إذا كان معدل نمو البلورات مرتفعا، فسيتم تشكيل البلورات المتعددة التي لها عدد كبير منبلورات واحدة. تتمتع البلورات المفردة من المواد عالية النقاء بنفس الخصائص بغض النظر عن طريقة الإنتاج.

اليوم، هناك حوالي 150 طريقة لإنتاج بلورات مفردة: الطور البخاري، الطور السائل (المحاليل والمذابات) والطور الصلب.

في قسم المواد عالية الحرارة وتعدين المساحيق، أستخدم أحدث طريقة لزراعة بلورات مفردة من سداسي بوريد اللانثانم وسبائك مختلفة سهلة الانصهار تعتمد عليها. تُستخدم بلورات مفردة من هذه المركبات في صنع الكاثودات المستخدمة في تكنولوجيا الانبعاثات.

بفضل تطور الهندسة الكهربائية والإلكترونية، يتزايد استخدام البلورات المفردة من سنة إلى أخرى. يمكن رؤية الأجزاء المصنوعة من مواد أحادية البلورية عالية النقاء في جميع النماذج الجديدة للأجهزة الإلكترونية، من أجهزة الراديو إلى آلات الحوسبة الإلكترونية الكبيرة.

تفتقر التكنولوجيا إلى مجموعة خصائص البلورات الطبيعية، لذلك طور العلماء طريقة تكنولوجية معقدة للإنشاء يشبه الكريستالمواد ذات خواص متوسطة، عن طريق تنمية طبقات رقيقة جدًا (بضعة إلى عشرات النانومترات) من بلورات متناوبة ذات شبكات بلورية مماثلة - طريقة النفوق. وتسمى هذه البلورات بالبلورات الضوئية.

تحتوي البلورات الضوئية على نطاقات طاقة محظورة - وهي قيم الطاقة للفوتونات التي لا يمكنها اختراق البلورة والذوبان فيها. إذا كانت طاقة الكم الضوئي ذات قيمة مقبولة، فسوف تمر بنجاح عبر البلورة. أي أن البلورات الضوئية يمكن أن تعمل كمرشح ضوئي ينقل الفوتونات ذات قيم طاقة معينة ويصفي جميع الفوتونات الأخرى.

تحتوي البلورات الضوئية على 3 مجموعات، يتم تحديدها من خلال عدد المحاور المكانية التي يتغير فيها معامل الانكسار. ووفقا لهذا المعيار، تنقسم البلورات إلى أحادية وثنائية وثلاثية الأبعاد.

الممثل المعروف للبلورات الضوئية هو الأوبال، الذي يتميز بنمط ألوان مذهل يظهر على وجه التحديد بسبب وجود مناطق الطاقة المحرمة.

تعتبر بلورات الياقوت الاصطناعي المنفردة أقل قليلاً من صلابة الماس وتتمتع بمقاومة عالية للخدش، مما يسمح باستخدامها كشاشات واقية في الأجهزة الإلكترونية (الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية وما إلى ذلك). يتيح استخدام طريقة Czochralski الحصول على بلورات مفردة ضخمة من الياقوت الاصطناعي.

في الوقت الحاضر، يتحدث العلماء بشكل متزايد عن البلورات النانوية. يمكن أن يتراوح حجم البلورات النانوية من 1 إلى 10 نانومتر، وهذا يعتمد على نوع البلورات النانوية، وكذلك على طريقة إنتاجها. وهي عادة ما تكون 100 نانومتر للسيراميك والمعادن، و50 نانومتر للماس والجرافيت، و10 نانومتر لأشباه الموصلات. يؤثر حجم البلورات النانوية على ظهور خصائص غير عادية في المواد الشائعة.

(تمت الزيارة 1,333 مرة، 1 زيارة اليوم)

بلورات صناعية

لقد حلم الإنسان منذ زمن طويل بتصنيع أحجار ثمينة مثل تلك الموجودة في الطبيعة. حتى القرن العشرين، لم تنجح هذه المحاولات. ولكن في عام 1902 كان من الممكن الحصول على الياقوت والصفير الذي له خصائص الحجارة الطبيعية. الآن يتم إنتاج هذه المعادن بملايين القيراط سنويًا!

وفي وقت لاحق، في أواخر الأربعينيات، تم تصنيع الزمرد، وفي عام 1955، أعلنت شركة جنرال إلكتريك والمعهد الفيزيائي التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية عن إنتاج الماس الاصطناعي.

حفزت العديد من الاحتياجات التكنولوجية للبلورات البحث في طرق زراعة البلورات ذات الخصائص الكيميائية والفيزيائية والكهربائية المحددة مسبقًا. ولم تذهب جهود الباحثين عبثًا، إذ تم العثور على طرق لتنمية بلورات كبيرة مكونة من مئات المواد، والتي ليس للعديد منها نظير طبيعي. في المختبر، تتم زراعة البلورات في ظل ظروف يتم التحكم فيها بعناية لضمان الحصول على الخصائص المطلوبة، ويتم تشكيل البلورات في المختبر بنفس الطريقة كما في الطبيعة - من محلول أو ذوبان أو بخار.

تطبيق البلورات الاصطناعية

إن تطبيقات البلورات في العلوم والتكنولوجيا كثيرة ومتنوعة بحيث يصعب حصرها. ولذلك، فإننا سوف تقتصر على بعض الأمثلة.

أصعب وأندر المعادن الطبيعية هو الماس. اليوم، الماس هو في المقام الأول حجر عامل، وليس حجر زينة. نظرًا لصلابته الاستثنائية، يلعب الماس دورًا كبيرًا في التكنولوجيا. تستخدم مناشير الماس لقطع الحجارة. المنشار الماسي عبارة عن قرص فولاذي دوار كبير (يصل قطره إلى مترين) يتم عمل قطع أو شقوق على حوافه. يتم فرك مسحوق الماس الناعم الممزوج ببعض المواد اللاصقة في هذه القطع. مثل هذا القرص، الذي يدور بسرعة عالية، ينشر بسرعة أي حجر. للماس أهمية كبيرة عند حفر الصخور وفي عمليات التعدين. يستخدم مسحوق الماس لطحن وتلميع الحجارة الصلبة والفولاذ المتصلب. لا يمكن قطع الماس نفسه وصقله ونقشه إلا بالماس. تتم معالجة أجزاء المحرك الأكثر أهمية في إنتاج السيارات والطائرات باستخدام قواطع الماس والمثاقب.

يعتبر الياقوت والياقوت من أجمل وأغلى الأحجار الكريمة. كل هذه الحجارة لها صفات أخرى أكثر تواضعا ولكنها مفيدة.

لديهم أيضًا أخ غير واضح تمامًا: اكسيد الالمونيوم البني وغير الشفاف والناعم - الصنفرة التي تستخدم لتنظيف المعدن الذي يُصنع منه قماش الصنفرة. يعد الكوراندوم بجميع أصنافه من أصلب الأحجار على وجه الأرض، وهو أصلبها بعد الألماس. يمكن استخدام اكسيد الالمونيوم لحفر وطحن وتلميع وشحذ الحجر والمعادن. تصنع عجلات الطحن وأحجار الشحذ ومساحيق الطحن من اكسيد الالمونيوم والصنفرة.

صناعة الساعات بأكملها تعتمد على الياقوت الاصطناعي. حياة جديدةروبي هو ليزر، جهاز رائع في أيامنا هذه. في عام 1960 تم إنشاء أول ليزر روبي. اتضح أن بلورة الياقوت تعمل على تضخيم الضوء. الليزر يضيء أكثر إشراقا من ألف شمس. شعاع قوي - قوة هائلة. فهو يحترق بسهولة من خلال الصفائح المعدنية، ويلحم الأسلاك المعدنية، ويحترق من خلال الأنابيب المعدنية، ويحفر أنحف الثقوب في السبائك الصلبة والماس. يتم تنفيذ هذه الوظائف بواسطة الليزر الصلب باستخدام الياقوت والعقيق. في جراحة العيون، يتم استخدام الليزر روبي في أغلب الأحيان.

الياقوت شفاف، لذا تُصنع منه ألواح الأجهزة البصرية.

الصوان، الجمشت، اليشب، العقيق، العقيق الأبيض كلها أنواع من الكوارتز. حبيبات صغيرة من الكوارتز تشكل الرمال. وأجمل وأروع أنواع الكوارتز هو البلور الصخري أي. بلورات الكوارتز الشفافة. ولذلك، فإن العدسات والمنشورات وأجزاء أخرى من الأجهزة البصرية مصنوعة من الكوارتز الشفاف. الخصائص الكهربائية للكوارتز مذهلة بشكل خاص. إذا قمت بضغط أو تمديد بلورة الكوارتز، تظهر شحنات كهربائية على حوافها.

كما تستخدم البلورات على نطاق واسع في إعادة إنتاج وتسجيل ونقل الصوت، كما توجد طرق كريستالية لقياس ضغط الدم في الأوعية الدموية للإنسان وضغط العصائر في سيقان وجذوع النباتات. الصناعة الكهربائية الضوئية هي صناعة الكريستال. وهي كبيرة جدًا ومتنوعة، حيث تنمو مصانعها وتعالج مئات الأنواع من البلورات لاستخدامها في البصريات والصوتيات والإلكترونيات الراديوية وتكنولوجيا الليزر.

كما وجدت المادة متعددة البلورات بولارويد استخدامها في التكنولوجيا. تستخدم أفلام بولارويد في نظارات بولارويد. تقوم بولارويد بإلغاء وهج الضوء المنعكس، مما يسمح لجميع الضوء الآخر بالمرور من خلاله. فهي لا غنى عنها للمستكشفين القطبيين، الذين يتعين عليهم دائمًا أن ينظروا إلى الانعكاس المبهر لأشعة الشمس من حقل ثلجي جليدي.

ستساعد نظارات بولارويد في منع الاصطدامات بالسيارات القادمة، والتي تحدث في كثير من الأحيان بسبب حقيقة أن أضواء السيارة القادمة تعمي السائق، ولا يرى هذه السيارة. إذا كان الزجاج الأمامي للسيارات وزجاج المصابيح الأمامية للسيارة مصنوعًا من بولارويد، فإن الزجاج الأمامي لن يسمح بدخول ضوء المصابيح الأمامية لسيارة قادمة، وسوف "يطفئه".