Showing Revision 22 created 09/12/2019 by Anna Kotova.

1. Títol:
   Как устроены кристаллы? — Грэм Бэйрд
2. Descripció:

   Посмотреть урок полностью: https://ed.ted.com/lessons/how-do-crystals-work-graham-baird

   Многие кристаллы имеют характерную форму, например заострённый кварц или кубики галенита. Атомы любого кристалла образуют строгую, повторяющуюся укладку. Причём это свойство присуще не только минералам — схожей кристаллической структурой обладают песок, лёд, металлы и ДНК. Что же заставляет их принимать эту форму? Грэм Бэйрд подробно изучит уникальные свойства кристаллов.

   Урок — Грэм Бэйрд, мультипликация — Франц Паломарес.

3. Speaker:
   Грэм Бэйрд
4. 6886 0:07 - 0:11
   Глубоко под гейзерами и горячими
   источниками Йеллоустонской кальдеры
5. 11046 0:11 - 0:13
   залегает магматическая камера,
   
6. 13474 0:13 - 0:16
   образовавшаяся благодаря
   горячей точке в мантии Земли.
7. 16184 0:16 - 0:19
   По мере движения магмы
   к поверхности Земли,
8. 19077 0:19 - 0:23
   она кристаллизуется, образуя новые
   горячие вулканические породы.
9. 23337 0:23 - 0:27
   Тепло от этих пород выталкивает
   грунтовые воды на поверхность.
10. 27392 0:27 - 0:33
    По мере остывания воды, ионы оседают
    в виде минеральных кристаллов,
11. 32882 0:33 - 0:37
    в том числе кристаллов кварца
    из кремния и кислорода,
12. 36876 0:37 - 0:42
    полевого шпата из калия, алюминия,
    кремния и кислорода,
13. 41886 0:42 - 0:45
    галенита из свинца и серы.
14. 45126 0:45 - 0:48
    Многие из этих кристаллов
    имеют характерную форму —

    ¶

15. 47736 0:48 - 0:53
    например друза заострённого кварца
    или кубические сингонии галенита.
16. 52856 0:53 - 0:57
    Но что заставляет их постоянно
    принимать одну и ту же форму?
17. 57321 0:57 - 1:00
    Ответ частично заключается
    в структуре их атомов.

    ¶

18. 60013 1:00 - 1:05
    Атомы любого кристалла образуют строго
    структурированную, повторяющуюся укладку.
19. 64933 1:05 - 1:09
    Эта укладка является определяющей
    особенностью кристалла
20. 68508 1:09 - 1:11
    и не ограничивается лишь минералами.
21. 70518 1:11 - 1:13
    Кристаллическую структуру имеют
22. 72878 1:13 - 1:20
    песок, лёд, сахар, шоколад, керамика,
    металлы, ДНК и даже некоторые жидкости.
23. 79679 1:20 - 1:22
    Атомная структура любого
    кристаллического материала

    ¶

24. 82459 1:22 - 1:26
    относится к одной из шести групп:
25. 85699 1:26 - 1:32
    кубической, тетрагональной, ромбической,
    моноклинной, триклинной и гексагональной.
26. 92319 1:32 - 1:34
    При благоприятных условиях
27. 94359 1:34 - 1:37
    кристаллы вырастут и приобретут
    геометрические формы,
28. 97009 1:37 - 1:40
    соответствующие расположению их атомов.
29. 99699 1:40 - 1:45
    Так, галенит имеет кубическую структуру,
    состоящую из атомов свинца и серы.
30. 104579 1:45 - 1:47
    Относительно крупные атомы свинца
31. 106622 1:47 - 1:51
    расположены в трёхмерной сетке
    под углом 90 градусов друг к другу,
32. 110932 1:51 - 1:56
    а между ними аккуратно помещаются
    относительно небольшие атомы серы.
33. 115662 1:56 - 2:00
    По мере роста кристалла
    такие участки притягивают атомы серы,
34. 120174 2:00 - 2:04
    в то время как свинец их связывает.
35. 123656 2:04 - 2:07
    В конце концов вся сетка
    связанных атомов будет заполнена.
36. 127096 2:07 - 2:11
    Это означает, что 90-градусная сетка
    кристаллической структуры галенита
37. 131236 2:11 - 2:15
    придаёт кристаллу его видимую форму.
38. 134593 2:15 - 2:18
    Кварц имеет гексагональную
    кристаллическую структуру.

    ¶

39. 137973 2:18 - 2:22
    Это означает, что на плоскости
    его атомы расположены в шестиугольниках.
40. 142103 2:22 - 2:28
    В трёхмерном пространстве шестиугольники
    являются набором взаимосвязанных пирамид,
41. 147564 2:28 - 2:32
    состоящих из одного атома кремния
    и четырёх атомов кислорода.
42. 151794 2:32 - 2:34
    Таким образом, характерная
    форма кристалла кварца
43. 154171 2:34 - 2:40
    представляет собой шестигранную
    колонну с заострёнными концами.
44. 159571 2:40 - 2:42
    В зависимости от условий окружающей среды,

    ¶

45. 161691 2:42 - 2:46
    многие кристаллы стремятся принять
    одну из нескольких геометрических форм.
46. 166111 2:46 - 2:50
    Например, бриллианты, которые
    образуются глубоко в мантии Земли,
47. 170041 2:50 - 2:56
    имеют кубическую структуру
    и вырастают либо в кубы, либо в октаэдры.
48. 176261 2:56 - 2:59
    Форма каждого конкретного бриллианта
49. 178861 2:59 - 3:01
    зависит от условий, в которых он растёт,
50. 181151 3:01 - 3:05
    включая давление, температуру
    и химическую среду.
51. 185451 3:05 - 3:09
    Хотя мы не можем непосредственно
    наблюдать условия роста в мантии,
52. 189108 3:09 - 3:12
    в ходе лабораторных экспериментов
    получены доказательства,
53. 191868 3:12 - 3:16
    что бриллианты склонны вырастать
    в кубы при более низких температурах
54. 195838 3:16 - 3:19
    и в октаэдры — при более
    высоких температурах.
55. 199026 3:19 - 3:23
    Незначительное количество воды,
    кремния, германия или магния
56. 203496 3:23 - 3:27
    тоже может влиять на форму бриллианта.
57. 206646 3:27 - 3:31
    В естественных условиях бриллианты никогда
    не приобретут формы драгоценностей:
58. 211256 3:31 - 3:36
    ювелиры специально обтачивают их,
    обнажая прозрачность и блеск.
59. 216474 3:36 - 3:41
    В некоторых условиях окружающей среды
    кристаллы вовсе не образуются.

    ¶

60. 221341 3:41 - 3:44
    Стекло изготавливают
    из расплавленного кварцевого песка,
61. 224086 3:44 - 3:46
    но оно не обладает
    кристаллической решёткой.
62. 226286 3:46 - 3:49
    Это происходит, потому что стекло
    остывает относительно быстро,
63. 229306 3:49 - 3:52
    и атомы не успевают расположиться
64. 231646 3:52 - 3:55
    в упорядоченную структуру
    кристалла кварца.
65. 234576 3:55 - 3:58
    Вместо этого случайное расположение
    атомов в расплавленном стекле
66. 238346 3:58 - 4:01
    закрепляется при охлаждении.
67. 240906 4:01 - 4:04
    Многие кристаллы не образуют
    геометрических форм,

    ¶

68. 243546 4:04 - 4:08
    потому что растут в непосредственной
    близости от других кристаллов.
69. 248146 4:08 - 4:11
    Горные породы, подобные граниту,
    полны кристаллов,
70. 250809 4:11 - 4:13
    которые не принимают узнаваемой формы.
71. 253379 4:13 - 4:16
    По мере остывания и затвердевания магмы
72. 255539 4:16 - 4:21
    минералы кристаллизуются параллельно,
    быстро заполняя свободное пространство.
73. 261249 4:21 - 4:24
    Некоторые кристаллы, например бирюза,
74. 263881 4:24 - 4:29
    в большинстве условий окружающей среды
    не принимают заметную форму
75. 268891 4:29 - 4:31
    даже при наличии
    достаточного пространства.
76. 271014 4:31 - 4:34
    Атомная структура каждого кристалла
    обладает уникальными свойствами,

    ¶

77. 274204 4:34 - 4:39
    и хотя эти свойства
    не обязательно порадуют глаз,
78. 279134 4:39 - 4:44
    они могут оказаться весьма ценными
    для нужд науки и медицины.