Di corpo difficilmente deformabile, avente forma
e volume sensibilmente invariabili. ║ Per estens. - Forte, robusto,
resistente, stabile:
fondamenta s. ║ Fig. - Ben basato, ben
piantato, profondo, radicato:
s. tradizioni contadine. • Ind. tess.
- Che resiste bene all'azione di alcune sostanze:
colorante s. agli
acidi. • Bot. - Di organo che si presenta pieno, privo di
cavità. • Costr. -
S. stradale: nelle costruzioni stradali,
il volume delimitato dal piano preesistente alla costruzione di un tratto di
strada e dalle scarpate della strada stessa. • Dir. -
In s.: detto
di rapporto obbligatorio caratterizzato dal vincolo della solidarietà.
• Mat. - Nella matematica elementare, figura o teoria relativa alla
geometria dello spazio tridimensionale. ║
Numeri s.: numeri che
possono essere rappresentati tramite un reticolo di punti avente la forma di un
s. regolare. • Fis. - Stato di aggregazione della materia (
stato
s.) caratterizzato da elevati valori delle forze di coesione tra le sue
molecole, in modo che ciascuna di queste risulta legata alle molecole
circostanti in modo molto più forte che non allo stato liquido o
aeriforme. A differenza dei liquidi e dei gas, i
s. hanno forma e volume
invariabili se sottoposti a sollecitazioni non troppo intense: esistono,
tuttavia,
s. che subiscono modificazioni permanenti se viene loro
applicata una forza anche piccola, così come esistono liquidi che,
sottoposti a forze di piccola intensità, non subiscono modificazione
alcuna. I
s. che, in prima approssimazione, presentano
deformabilità nulla se sottoposti a piccole sollecitazioni, vengono detti
s. rigidi o
indeformabili; ad essi si contrappongono i
s.
elastici,
plastici, ecc., caratterizzati da particolari
modalità di deformazione sotto sollecitazioni anche piccole. Struttura,
proprietà e fenomeni della materia allo stato
s. sono oggetto di
studio da parte di un ramo specifico della fisica, detto appunto
fisica
dei s.; essa ricopre un campo d'indagine molto vasto, e risulta
strettamente connessa ad altri campi scientifici, quali, per esempio, la
metallurgia, la cristallografia, la spettroscopia, la chimica. Come scienza a
sé si è sviluppata soltanto nel XX sec., con carattere
essenzialmente teorico, avendo come obiettivo principale un'interpretazione
quantitativa globale della proprietà dei solidi attraverso la meccanica
quantistica e statistica; in particolare, essa studia tutte le proprietà
fisiche (meccaniche, termiche, ottiche, elettriche, magnetiche, dielettriche)
della materia allo stato
s., i fenomeni plastici e ottici, le
proprietà elettroniche, il ferromagnetismo, la superconduttività,
le vibrazioni reticolari, il trasporto di materia. Una vera comprensione di
molti fenomeni riguardanti la fisica dei
s. fu possibile solo in seguito
alla scoperta della struttura atomica della materia e all'avvento dei concetti
della meccanica quantistica: l'applicazione della quantistica ha consentito lo
sviluppo della teoria delle bande elettroniche, alla base della comprensione di
numerose proprietà dei solidi e delle imperfezioni o eccezioni che essi
presentano. Sono numerose ormai le applicazioni pratiche, in sede tecnologica,
degli studi teorici: oltre alle varie applicazioni dei semiconduttori, cui
già si è accennato, ricordiamo la notevole importanza che la
fisica dei
s. riveste nelle industrie dei vetri, delle ceramiche e dei
polimeri. Una grande distinzione interna ai
s. è quella tra
s. cristallini e
s. non cristallini, basata sull'ordine
degli atomi, ioni o molecole costituenti la sostanza in esame. I
s.
cristallini, o
cristalli, sono caratterizzati dal fatto che le posizioni
di equilibrio degli atomi costituenti sono fissate in modo da formare reticoli
con simmetria di traslazione, che riempiono tutto lo spazio: fissato un punto
del cristallo e traslando opportunamente all'interno del cristallo stesso, ci si
riconduce a un altro punto avente le stesse caratteristiche fisiche,
indistinguibile dal precedente. Alla categoria dei
s. cristallini
appartengono in pratica tutti i minerali, i metalli e le loro leghe; all'altra,
invece, le sostanze plastiche, sia naturali sia artificiali, e le vetrose. I
s. non cristallini presentano nella loro struttura lo stesso disordine
tipico dei corpi allo stato liquido, tanto che qualche studioso ha pensato di
escluderli dai corpi
s., considerandoli come liquidi sottoraffreddati. La
distinzione tra i due stati di aggregazione, tuttavia, non è del tutto
netta: tra il corpo cristallino ideale, con un massimo grado d'ordine nella sua
struttura, e il corpo completamente amorfo, esiste una gamma di passaggi
intermedi, caratterizzati da un grado di ordine minore rispetto ai cristalli: i
policristalli, i
s. amorfi, alcune
leghe, ecc. Una
classificazione razionale dei
s. può essere ottenuta considerando
le proprietà di conducibilità elettrica e le proprietà
ottiche ad essa collegate: in questo modo i
s. possono essere distinti in
metalli,
isolanti e
semiconduttori. I metalli sono
caratterizzati da un'ottima conducibilità elettrica: la resistenza al
passaggio di corrente è dovuta principalmente alle collisioni degli
elettroni con gli ioni del reticolo cristallino, che fanno sì che la
resistività dipenda dalla temperatura in modo lineare per un intervallo
di temperatura abbastanza ampio. Gli isolanti sono caratterizzati da una scarsa
conducibilità elettrica, e sono generalmente trasparenti alla luce; i
semiconduttori, infine, presentano un comportamento simile a quello degli
isolanti a basse temperature, e diventano conduttori per temperature
sufficientemente elevate. La spiegazione dei diversi comportamenti dei
s.
in presenza di un campo elettrico si basa sulla struttura elettronica dei
s. stessi, in particolare sul numero di elettroni disponibili per
occupare gli stati quantici, secondo la statistica di Dirac-Fermi: così,
nei metalli gli elettroni di valenza possono variare la loro quantità di
moto media sotto l'azione di un campo elettrico, mentre negli isolanti
ciò non è possibile, se non per campi particolarmente intensi. La
presenza di una simmetria traslazionale ha consentito di spiegare numerose
proprietà dei
s.; tuttavia, la maggior parte delle sostanze
naturali non presentano tale simmetria (si pensi ai vetri o ai
s.
amorfi). Alla base della spiegazione delle proprietà di questi materiali
sta il concetto di
stato localizzato, introdotto da P.W. Anderson, il
quale dimostrò che un elettrone che si muove all'interno di un mezzo
disordinato viene bloccato in un punto, se il disordine è
sufficientemente elevato: tale annullamento della mobilità degli
elettroni dà origine ai cosiddetti stati localizzati, se il disordine
è elevato, oppure agli
stati estesi, se il disordine è
minore. Per quanto riguarda le proprietà ottiche, magnetiche e di
trasporto, i
s. disordinati presentano caratteristiche simili a quelle
dei cristalli perfetti: la teoria alla loro base, tuttavia, è a uno
stadio molto inferiore rispetto a quella dei cristalli.