Кристаллографические опыты
Чудеса творения
Держа в руках кристалл и разглядывая его идеальные плоские и гладкие грани, неискушенный человек с трудом может поверить, что эти грани образовались сами собой, что никто их не пилил, не шлифовал и не полировал до такого состояния.
Да, действительно, кристаллы получаются такими “сами по себе”: будь они созданы природой в недрах Земли, или выращены специалистами в лабораториях, или любителем в стеклянной банке на подоконнике.
С точки зрения науки
Конечно же ученые давно построили теории, объясняющие рост кристаллов. Все разложено “по-полочкам”: симметриям, сингониям, простым формам.
Созданы многочисленные модели роста, расчитывающие и визуально демонстрирующие как из этих “кирпичиков” - элементарных ячеек, слой за слоем формируется кристалл той или иной формы, того или иного состава.
Формами кристаллов занимается наука кристаллография. Удивительно, но форма кристаллов, по крайней мере идеальных очень четко выводится математически.
С точки зрения геометрии кристаллы представляют собой сочетание простых геометрических форм, таких как куб, призма, пирамида и другие. Кристалл может состоять из одной единственной простой формы, например куба (галенит, пирит), октаэдра (магнетит, алмаз) или иметь достаточно сложное для восприятия комбинацию простых форм, скажем кристалл кварца может состоять из граней призмы, пирамид, ромбоэдров.
Поправка на реальность
Формы которые может приобрести кристалл зависят от структуры кристаллической решетки.
Но не все так просто. В реальности мы видим, что кристаллы, имеющие одинаковую кристаллическую решетку, могут иметь разную форму. Скажем, тот же пирит встречается не только в виде куба, но и в виде додекаэдра. Магнетит может представлять из себя как кубики, так и кристаллики октаэкдрической формы.
Почему так происходит? Как вариант, можно представить себе, что при начале роста кристалла присутствуют все возможные простые формы.
Но по мере роста, те грани, которые растут быстрее других, что называется “вырождаются” - исчезают. Остаются грани которые растут медленнее.
Модель роста кристалла
На сайте есть специальная страничка, на которой этот процесс можно увидеть во всех подробностях.
На этой странице представлены геометрические модели кристаллов некоторых минералов.
Вы можете задать/изменить в любой момент скорость роста любой отдельной грани или группы граней (составляющих простую форму) и воочию наблюдать как одни грани по мере роста кристалла начинают уменьшаться в размерах и исчезают, другие, наоборот, становятся все больше, как-будто поглощая другие (быстрорастущие) грани.
Изменяя в процессе формирования кристалла скорость роста отдельных граней можно добиться искажения формы кристаллов, что зачастую происходит и в природе.
Примечание:
для удобства, упомянутую в статье страничку удобнее использовать на компьютере, оборудованном мышкой и большим экраном.