Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1.2.Materiałykonstrukcyjne
25
1020Materiałykonstrukcyjne
102010Strukturaiwłaściwościfizycznemetali
Wśródwielumateriałówprzewodzącychnajwiększeznaczeniezpunktuwidzenia
konstrukcyjnegomająciałastałe,awśródnichmetale.Konstruktoraiprojektantain-
teresująprzedewszystkimwłaściwościelektromagnetyczne,termiczneimechaniczne
metali.
Donajważniejszychwłaściwościelektromagnetycznychzaliczamy:
-konduktywność
s
(przewodnośćelektrycznąwłaściwą)lubjejodwrotność-
rezystywność
r
(opórwłaściwy);
-temperaturowywspółczynnikrezystywnościigraniceliniowości(np.punkt
topnieniametalu,temperaturyprzejścianadprzewodnictwa);
-właściwościmagnetyczne,takiejakcharakterystykimagnesowania,stratność,
magnesowalnośćigraniceliniowości(punktCurie);
-innespecjalnewłaściwości,takiejaksiłatermoelektrycznawparzezinnym
metalem(zwyklemiedzią),pracawyjściaelektronówitp.
Donajważniejszychwłaściwościmechanicznychzaliczamy:
-granicęwytrzymałościnarozciąganieigranicępłynności;
-wydłużalnośćwzględnąimodułsprężystości(Younga)przyrozciąganiu.
Największetrudnościobliczeniowestwarzająwłaściwościnielinioweżelaza(ma-
gnetyczneicieplne).Wceluprawidłowegowyborumetodpokonaniatychtrudności
koniecznajestznajomośćpodstawbudowydanegomateriałuijegowłaściwości.
Budowaatomów.Metale,podobniejakwszystkiepierwiastki,mająstrukturę
atomową.Wokółnaładowanegododatniojądrakrążąporóżnychorbitachujemnie
naładowaneelektrony*,którychmasawynosi9,1095.10-28g[1.1],tj.0,000551masy
najmniejszegozatomów-atomwodoru.
Wwarunkachnormalnychliczbaelektronówwatomiejestrównaliczbiedodat-
nionaładowanychprotonówwjądrze,dziękiczemuatomjakocałośćjestcząstką
obojętną.WedłughipotezydeBroglie(1924)owłaściwościachfalowychmikroczą-
stek,elektronmaokreślonądługośćfali
l
zależnąodjegoprędkości.Cząstceopędzie
p=m
D
odpowiadadługośćfali
l
=h/p(gdzieh=6,6262.10-34J.s-stałaPlancka).
Wprzypadkunajprostszegoatomu-atomuwodoru,którymakołowąorbitęelek-
tronu,długośćorbity2prpowinnabyćwielokrotnościądługościfali(2pr=n
l
),
gdyżwprzeciwnymrazienastąpiłobyinterferencyjnewygaszeniefalelektronowych
(rys.1.2c).Stądwynika,żeelektronymogązajmowaćtylkościśleokreśloneorbity
oskokowo(dyskretnie)zmieniającychsięśrednicach.Obszarypomiędzydozwolo-
nymiorbitamisąstrefami„zakazanymi”dlaelektronów.Zjawiskotonazywanejest
kwantowaniemorbit,natomiastliczbacałkowitan=1,2,3,...∞-głównąliczbą
kwantową.
*Odkrytew1897r.przezJ.J.Thomsona([1.1],s.22).
