文档介绍：第��卷第�期�大学物理实验����������.��
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掺杂����水溶液结晶形貌的分形研究�
李淑红�,欧建文�
��.天津工业大学,天津������;�.云南师范大学,云南昆明��������
摘�要:水溶液结晶是研究分形形貌的重要实验之一。本文通过改变溶液浓度,溶质组分和结晶�
温度等宏观实验参数,用分形维数的方法研究了这些参数对结晶形貌的影响。指出在低浓度下的非平�
衡态中溶液结晶形貌具有分形结构;不同晶体的生长作用力相互竞争,混乱度最大的情况下形成的分形�
结构最凸出,生长作用力是影响晶体形貌的主要因素;同时,分子热运动也是影响结晶形貌的因素之一。�
关键词:结晶,分形,分形维数�
中图分类号:�����文献标志码:��
平衡态是指一种完全不受外界影响,内部各�常见的生产和生活资料,对它们水溶液结晶形貌�
宏观量达到稳定的理想物理状态。现实系统绝大�的研究不仅能够推广人们对分形理论的理解,而�
多数情况下会与外界有物质或能量交换,这就是�且还能从分形理论中更加深刻理解水溶液的结晶�
非平衡态系统。自然界中,水气凝固而自发形成�行为。�
的雪花,流水中耗散结构形成的湍流,叶脉的自组�本文通过改变水溶液结晶实验的浓度、溶质�
织生长等等都是非平衡态系统。分形理论的提�组分和温度等宏观参数,用偏光显微镜观察玻璃�
出,为揭示这一类复杂系统提供了有力的工具,它�基片下溶液的结晶形貌,由分形维数分析,定量考�
所描述的就是在非平衡态下形成的极其破碎而复�察各宏观参数对溶液结晶形貌的影响。�
杂,但有其自相似性或自仿射性的体系��。该理�
论提出后,人们从这个新的角度进一步了解自然���实�验�
界的各类复杂行为,包括自然科学和社会科学的�
各个领域�。�。��.��实验样品的制备�
水溶液结晶因其实验装置简单,操作方便,宏�讨论浓度对结晶形貌的影响,配制�.�、�.�、�
观参数易于控制,对不同的实验条件能获得形态��.�和�.�����/�浓度的����溶液,蒸发温度设�
各异的分形结构,因而成为被研究较多的实验系�定为��℃,在烘箱中烘干结晶。讨论溶质组分的�
统。赵珊茸等�利用快速冷却结晶,形成在远离�影响,保持溶液总浓度为�.�����/�,在����溶液�
平衡态条件下的��石英晶体形貌,找到一种具有�中按�、�、�、�、�、�组分添加������作为杂质引�
����������铺垫分形图案的形态。薛其彬等�研�入,蒸发温度���℃。最后讨论温度对结晶形貌�
究含能材料���晶体在玻璃基片上的结晶行为,�的影响,按上一实验条件在�组分的������溶液�
发现随着浓度升高,晶体形貌从分形结构转变为�中,改变蒸发温度��、��、��和������。�
立方结构。��.�分形维数分析�
曾有文献单独就����和��:���结晶行为进�分形维数是描述分形的主要参量,它可以定�
行研究��,指出����结晶符合随机����曲线,�量描述分形结构的自相似程度、不规则程度或破�
是远离平衡态下的