Динамиканың екі түрі

Алдынғы бөлімдерде біз қатты денелерді сыртқы күштердің әсерінсіз, яғни тек тепе-теңтік жағдайларында қарастырдық. Бірақ адамның іс-әрекетінде қатты денелерді пайдаланған кезде оларға әртүрлі сыртқы күштер әсер етеді. Мұндай күштердің арасында механикалық күштер үлкен роль атқарады. Бұл күштердің әсерінен кристалл торды құрайтын атомдар өздерінің тепе-теңдіктегі орындарынан ығысып, нәтижесінде дененің өлшемдері мен пішіні өзгереді, яғни деформацияланады.

Деформация қайтымды және қайтымсыз болады. Қайтымды деформацияда сыртқы жүктемені алғанда кристалл атомдары өздерінің бастапқы тепе-теңдік орындарына қайтып келеді де, дене бастапқы пішіні мен өлшемдерін қабылдайды. Қайтымды деформация серпімді деп аталады. Серпімді деформация тек әлсіз сыртқы күштермен әсер еткенде ғана жүзеге асады. Бұл жағдайда ығысқан атомдар сыртқы күштер әсер етпегенде алған орындарына қайтып келу үшін ішкі атомаралық күштер жеткілікті. Кристалл атомдары арасындағы байланысты сыртқы күштің әсерінен қысылатын, созылатын серіппе ретінде қарастыруға болады.

Жеткілікті үлкен сыртқы жүктемелерде ішкі күштердің сыртқы күштерді теңестіруге шамасы жетпейді де, дене қайтымсыз деформацияланады. Бұл кезде қайтымсыз деформацияның екі түрі: пластикалық деформация және морт сыну байқалады. Бір жағдайда дене өзінің өлшемдері мен пішінін баяу өзгертеді, яғни аққандай болады. Жүктеме алынған соң ағу тоқталады да, дене өзгерген өлшемдерін сақтап қалады, яғни қалдықты деформация орын алады. Өте үлкен сыртқы күштер атомаралық байланыстардың толық үзілуі себебінен дененің бұзылуына алып келеді, бірақ мұндай бұзылуға дене сыртқы жүктеменің көбеюіне қарай біртіндеп жетеді. Пластикалық деформацияның мұндай түрі көптеген металдар, металл құймаларына тән.

Морт сыну басқаша жүзеге асады. Сыртқы жүктемені көбейткенде дене өлшемдерін де, пішінін де сынғанға дейін белгілі бір шамаға дейін өзгертпейді. Деформацияның мұндай түрі химиялық байланысы бейметалл және полимерлі емес қатты денелерге тән. Көрнекті мысал ретінде қыш металдарды алуға болады.

Сырттан бақылаушыға бұл деформация лезде өтетіндей көрінеді. Шын мәнінде кез келген деформацияда , морт сынғанда да сыртқы күштер әсерінің нәтижесі қатты дененің ішінде атомаралық өзгерістердің жиналуынан, сондықтан қатты денелердің деформациясының механизмін кристалл тор атомдарының ығысу процестерін қарастырмай түсіну мүмкін емес. Мұндай қарастыру тор динамикасын талдауға атомдық пайымдауды құрайды. Сонымен қатар көп жағдайларда қатты дене деформациясы сыртқы әсерлерде бүтін жалпы ретінде маңызды. Мұндай пайымдау континуалды деп аталады, себебі ол мұндай кристалдың атомдық құралымын ескермей сыртқы күштерге атомдардың бүкіл континуумының реакциясын қарастырады. Сондықтан біз тор динамикасының алдымен континуалды, сосын атомдық теориясын қарастырамыз. Бұл жерде пластикалық деформация және морт сыну құбылыстарын әдетте «қатты денелердің механикалық қасиеттері» бөліміне , ал қайтымды деформацияны – тор динамикасына жатқызады.