Большая Советская Энциклопедия (СТ) - БСЭ БСЭ

  Лит.: Богданов А. А., О термине «структурный этаж», «Бюлл. Московского общества испытателей природы. Отдел геологический», 1963, т. 38, № 1.

Структурометрия фотографическая

Структуроме'трия фотографи'ческая, учение об измерении изобразительных свойств фотографического материала, обусловленных дискретной структурой как непроявленного слоя фотографической эмульсии, так и проявленного почернения фотографического . С. ф. зародилась в рамках сенситометрии , и такие её понятия, как разрешающая способность фотографирующей системы и зернистость почернения , долгое время относились к числу величин, исследуемых при сенситометрических испытаниях. Выделение С. ф. в самостоятельный раздел фотографической метрологии завершилось лишь к концу 60-х гг. 20 в., когда в фотографию были перенесены многие понятия общей теории связи и информации теории , а фотографический материал стали рассматривать как один из элементов систем передачи, записи и воспроизведения изображения (наряду с телевизионными, электроннооптическими и другими элементами таких систем) и описывать в терминах, общих для всех этих элементов.

  В С. ф., кроме упомянутого выше, изучают: частотно-контрастную характеристику (нередко называемую функцией передачи модуляции); гранулярность (объективно измеряемую микрофотометром неоднородность оптической плотности почернения D, обусловленную зернистостью его структуры и выражаемую средним квадратом флуктуации плотности почернения или его пропускания ), отношение сигнал/шум (отношение приращения D негатива, вызванного приращением экспозиции от объекта, т. е. «сигналом», к среднеквадратичной флуктуации D негатива, т. е. к «шуму»); спектр мощности шумов (распределение квадрата амплитуды флуктуаций D по пространственным частотам); квантовую эффективность детектирования (способность фотоматериала к выделению слабого сигнала при наличии шума; выражается частным от деления отношения сигнал/шум в полученном изображении на отношение сигнал/шум в действующем световом потоке при измерении его идеальным детектором). В С. ф. исследуют также информационные свойства фотографического материала, в частности информационную ёмкость (плотность записи в бит/ед. площади) и чувствительность информационную .

  Лит.: Вендровски К. В., Айнгорн М. А., Минкевич И. Г., «Успехи научной фотографии», 1966, т. II, с. 171—221; Миз К., Джеймс Т., Теория фотографического процесса, пер. с англ., Л., 1973.

  А. Л. Картужанский.

Структуры кристаллов

Структу'ры криста'ллов неорганических соединений, закономерное пространственное расположение атомов, ионов (иногда молекул), составляющих кристаллические вещества. Расшифровка С. к. — одна из основных задач кристаллографии .

  В большинстве неорганических соединений молекул нет и имеет место взаимное проникновение бесконечных укладок из катионов и анионов (см. Кристаллическая решётка ). Наиболее прост случай структуры, в которой примитивная кубическая решётка (см. Браве решётка ) из анионов Cl проложена аналогичной решёткой из катионов Cs; они вставлены одна в другую так, что катион Cs оказывается в центре куба из 8 анионов Cl (и наоборот), т. е. координационное число (КЧ) равно 8 (рис. 1, a). Зачастую разные вещества имеют структуры одинаковые с точностью до подобия (см. Кристаллохимия ), так, структурой CsCI обладают CsBr, CsI, а также галогениды таллия и аммония, и все эти структуры объединяются в единый структурный тип CsCI. Понятие структурный тип — один из критериев сходства или различия строения кристаллов; именуют его обычно по названию одного из веществ, кристаллизующихся в нём. Ниже даётся краткое описание некоторых важнейших структурных типов.

  В структурном типе галита NaCI и катионы, и анионы расположены по закону кубической плотнейшей упаковки (см. Упаковки плотнейшие ). Каждый катион окружен 6 анионами, и наоборот, т. е. КЧ=6. координационный многогранник — октаэдр (рис. 1,б). В структуре галита кристаллизируются почти все галогениды щелочных (LiF, LiCI,..., NaF, NaCI,..., RbF, RbCI,...) и окислы щёлочноземельных элементов (MgO, CaO и др.), важнейший сульфид PbS и др.

  В структурном типе сфалерита ZnS, построенном также на основе закона кубической плотнейшей упаковки, атомы Zn с КЧ = 4 находятся в S-тетраэдрах и наоборот. Этот тип характерен для соединений с существенно ковалентными связями; в нём кристаллизируются CuCI, Cul, HgS и др., а также ряд важнейших полупроводниковых соединений (CdS, GaAs и др.) (рис. 1,в).

  Более наглядным является «полиэдрический» способ изображения С. к., при котором анионы представлены точками — вершинами координационных многогранников (полиэдров) (рис. 1, а, б, в). Основой этого способа послужило то, что анионы, обладающие большим, нежели катионы, ионным радиусом , предпочтительно располагаются по стандартному узору плотнейшей упаковки. Кроме того, и самих анионов не так уж много (О, S, F и др.), поэтому при описании С. к. достаточно указать только тип укладки анионов. Положение катионов и их КЧ, определяющие специфику С. к., становятся при этом особенно наглядными. Так, на рис. 2, а ясно виден цепочечный характер структуры рутила. TiO2 , в котором Ti — октаэдры, связанные друг с другом вершинами, образуют колонки, параллельные ребру элементарной ячейки с. Этот тип структуры распространён среди бинарных соединений (MnO2 , SnO2 , PbO2 , MgF2 и др.). Слоистый характер структурного типа брус и та Mg (OH)2 , в котором октаэдры соединены общими ребрами в сплошные слои, иллюстрирует рис. 2, б. В этом типе, помимо ионных, кристаллизируются также многие ковалентные соединения (сульфиды, теллуриды и др.). Структурный тип флюорита CaF2 (рис. 2, в) характерен для соединений с крупными катионами, например CeO2 , ThO2 и др. На рис. 2, г показан способ выделения 2 / 3 заселённых октаэдров в структурном типе корунда Al2 O3 — гематита Fe2 O3 . В структурном типе перовскита CaTiO3 кристаллизуется важнейший сегнетоэлектрик BaTiO3 (рис. 2, д). Крупные катионы Ba, расположенные в полостях каркаса из Ti — октаэдров в координации 12, деформируют кубическую ячейку в псевдокубическую.

  Полиэдрический способ позволяет описывать также сложные структурные мотивы, которые отражают пространственное распределение прочнейших связей между атомами (ионами) в структуре. К одному структурному мотиву принадлежат все структурные типы, обладающие одинаковым способом связи атомов или атомных полиэдров в пространстве. Выделяют 6 основных структурных мотивов: координационный, островной, кольцевой, цепочечный, слоистый, каркасный.

  Координационный мотив характеризуется равномерным распределением межатомных связей в 3 измерениях (рис. 1, а). К островному относятся структурные типы, заключающие конечные радикалы (острова), прочность связи внутри которых значительно выше, чем с окружающими атомами. Эти радикалы могут быть простыми и иметь линейную (S2 , As2 , Cl2 , S и др.), треугольную (BO3 , СО3 и др.), тетраэдрическую (SiO4 , PO4 , BF4 и др.) формы или сложными, состоящими из двух полиэдров, например B2O5 , Si2 O7 , Tl2 Cl9 и т.п., и более сложных ассоциаций. Кольцевой мотив характеризуется наличием в структуре атомов (например, S) или атомных полиэдров (SO4 , PO4 и др.), прочно связанных между собой в кольца различной конфигурации (трёх-, четырёх-, шести-, девятичленные и др.). Цепочечный мотив в отличается ярко выраженной линейной направленностью прочнейших связей в структуре, т. е. ассоциацией атомов (Se, Te и др.) или атомных полиэдров (SiO4 , BO4 , РО4 ; BO4 ; TiO6 , ZrO6 и др.) в одном измерении. Цепочки могут быть как простыми, так и сдвоенными (ленты), например [Si4 O11 ] n 6n- .[Sb4 S6 ] n 0 , или более сложной формы. Слоистый мотив характеризуется бесконечной в двух измерениях ассоциацией атомов или атомных полиэдров, образующих т. н. сетки. Этот мотив свойствен слюдам и им подобным слоистым силикатам. Встречаются также в графите, молибдените MoS2 , ковеллине Cu2 CuS2 S и др. Каркасный мотив, также как и координационный, имеет равномерное распределение связей в пространстве, но общими элементами атомных полиэдров являются в основном вершины. Это обусловливает большую рыхлость структурных типов, полости в которых могут заполняться крупными катионами. Обычная форма полиэдров — тетраэдр (SiO4 , PO4 , BO4 , AlO4 и др.) или октаэдр (MoO6 , WO6 и др.).