Капля - [12]
Итак, в начале опыта под колпаком было три объекта: вода в блюдце, вода в каплях и насыщенный водяной пар. Опыт окончился, когда один из объектов исчез — капель не стало. Здесь все ясно: согласно формуле, давление пара над изогнутой поверхностью водяной капли больше, чем над плоской поверхностью воды в блюдце, и пар под влиянием этой разности давлений двигался по направлению к блюдцу — уходил оттуда, где его давление больше, и приходил туда, где его давление меньше. Чтобы вблизи своей поверхности поддерживать давление, предписываемое ей формулой, капля должна все время испаряться. Она это добросовестно делала и в конце концов исчезла.
А теперь тот же опыт только не с каплями и атомами реальной жидкости, а с «каплями» и «атомами» пустоты. Вместо колпака с блюдцем и каплей — монокристалл. Он огранен плоскими поверхностями и в объеме имеет одну пору сферической формы. Вблизи изогнутой поверхности поры (капля!) концентрация вакансий повышена, а вблизи плоской поверхности, которая отделяет кристалл от окружающего пространства (вода в блюдце!), концентрация вакансий нормальная, не повышена. Очевидно, появится поток вакансий от поры к поверхности кристалла, и, подобно капле воды, пора исчезнет — «испарится в кристалл». Образовавшийся при этом в кристалле избыток вакансий со временем сгладится — вакансии либо поглотятся внутренними стоками, либо с помощью диффузии переместятся к внешней поверхности кристалла.
Начали мы опыт с пористым, а окончили с беспористым кристаллом! Как быстро это произойдет? Все зависит от размеров поры и температуры кристалла. Например, пора, радиус которой один микрон, в медном кристалле при температуре 1000° С исчезает приблизительно за 30 мин.
Все рассказанное о формуле, об аналогии между реальными каплями и каплями пустоты лежит в основе целого раздела современной физики твердого тела— физики спекания, которая объясняет, как пористые кристаллические тела самопроизвольно при высоких температурах превращаются в плотные. Оказывается, капли пустоты могут испаряться в кристалл!
