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珠宝知识135:考研考证篇(六)均一性、异向性与对称性是矛盾的吗?

 宝石学读书会 2018-09-15

上一篇我们讲到了晶体的六大性质:自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能性与稳定性。

希望大家能够牢记这几个性质,这是晶体最基本的性子,如果在考研的过程中选择了《结晶学与矿物学》,这一部分内容也是考试的高频地带,希望能够好好的掌握。 

晶体的性质与晶体的格子构造密不可分,所以我们能够观察到的现象永远与他最本质的东西有关,也就是“内因”,对于晶体这六个性质中,对于很多初学者来讲,一直弄不清楚均一性、异向性和对称性这三个性质为什么会同时存在,这三个性质难道不是矛盾的吗?

答案一定是不矛盾的,既然所有的晶体都有这几个性质,同时存在,自然不是互相矛盾的,下面让我们详细的来了解一下这三个性质之间的区别。

 

均一性:是由于晶体内部质点再各个部分的排列规律是一样,一定要注意,是晶体的每个部分,内部质点的排列规律都是相同的,没有差别的(理想状态下),下图是海蓝宝石的原石照片,方框中,A、B、C三个部分,质点的排列规律是不变的,每个部分的物理性质、化学性质是相同的,将晶体的这一性质,称之为均一性。 

同样的,我们再看看晶体内部结构的示意图,我所圈出来的红色部分,这四个部分,质点的排布规律是完全一样的,全内的四个点构成的平行四边形是全等的,不仅相互平行的每条边是相等的,而且四边形的内角也是相等的,所以四个部分的质点排布规律是完全相等的,这一点是毋庸置疑的,所以晶体是由均一性的。

 

异向性:引起异向性的本质原因是质点在不同方向上排列的规律不一样,看下面这张图片,底图与上一张图片是相同的,但是我划出了三个不同的方向,这三个不同的方向我们可以看到,两个相邻质点之间的距离是明显不一样的,尤其是红色方向与绿色方向上,两个相邻质点之间的距离明显大于绿色和黄色这两个方向上相邻质点之间的距离,所以,质点在不同方向上的排列规律是明显不同的,这就是导致晶体具有异向性最主要的原因,并且与均一性这一性质并不相矛盾。

 对称性:在我们的常识中,我们认为的对称通常是下面这种情况:比如说,镜子中的我们与镜子外面中的我们一定是对称的;物体的左右两边完全相等,说明左右是对称的,比如昆虫两侧的翅膀,我们的左右手、两只眼睛都是对称的。

 

 

所以我们可以给“对称”这一个词下一个定义:如果相同的部分能够通过一定的手段重合,那就是对称的(此定义不是教材中的定义,但是可以用于理解对称的含义)。比如说(看下图),将一张A4纸沿着P1对折(左图),那么P1两边是可以完全重合的,说明这张A4纸是沿着P1对称的,但是如果沿着对角线AD对折,以AD为分界线的两部分虽然同形等大,但是不可能重合的,所以A4纸是不能沿着AD对称(虽然对折不能够完全重合,但是通过旋转的方式,却可以使两部分重合,晶体的宏观对称这一节我们会讲到)。 

好了,既然“对称”这个词语有了定义:如果相同的部分能够通过一定的手段重合,那就是对称的(此定义不是教材中的定义,但是可以用于理解对称的含义),这种手段通过什么方法都可以,你能够想到的任何方法都可以,前提是能让相同的部分重合(是不是觉得有点强词夺理?),不一定是镜面对称(常识中理解的对称都属于镜面对称,就像下图一样)。

 看下图,红色的点(设为O点),蓝色点(设为A1点),绿色点(设为B1点),根据晶体的定义,晶体是质点在三维空间内周期重复排列的,所以这三个点应该是完全相同的,如果O点(红色点)沿着黄色方向移动距离a,一定会与A1点(蓝色点)重合;如果O点(红色点)沿着紫色方向移动距离b,也一定会与B1点(绿色点重合),既然三个点是相同的,通过移动的手段使他们重合了,那么就是符合对称定义的,所以,所有的晶体都是对称的,而且与均一性、对称性和异向性不存在矛盾。 

好了,通过以上的讲解,希望大家能够更深刻的理解到晶体的性质,并且上述三个性质并不是矛盾的,他们是可以同时存在于晶体的。如果你有关于珠宝方面的问题,欢迎私信、留言或关注。

我是艾昊,珠宝培训师,本人原创作品,转载请注明出处【艾昊讲珠宝】

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