In origine, scienza naturale di catalogazione, descrizione e rappresentazione di oggetti naturali, detti cristalli.

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Oggetto inanimato (regno minerale) dotato di particolari proprietà fisiche e geometriche.

Valore storico e culturale associato ai cristalli:

Estetico:              Gemme, Gioielli, Corone, etc.

Commerciale:     Investimenti, Borse, Collezionismo, etc.

Filosofico:           Teofrasto, Aristotele, Avicenna

Religioso:            Religioni ‘primitive’, Ebrei, Alberto Magno

Esoterico:            Plinio, Paracelso, Cristalloterapia

Astrologico:        San Gerolamo (V sec), Pietre dure

Tecnologico:       Rubini (Perni in Meccanica di Precisione)

                             Quarzo e Diamante (Abrasivi, Lame)

                             Quarzo, Fluorite, Calcite (Prismi, Lenti)

                             Galena (Trasmissioni Radio)

                             Quarzo (Orologi moderni)

                             Cristalli Liquidi (Display digitali)

                             Granati (Laser, Abrasivi)

                             Silicio (Transistors, Elettronica avanzata)

Scientifico:         Cristalli naturali non soggetti a Lavorazioni

Dall’osservazione sperimentale della regolarità di alcuni oggetti naturali:

· Ordine e simmetria dei cristalli di neve;

· Facce piane di cristalli di minerali;

· Superfici regolari di frattura, p.es. di metalli.

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Sono queste osservazioni evidenza di ordine e regolarità interna?

Esistono delle unità elementari di base?

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(1611, Strena seu de nive sixangula): prime speculazioni sulla natura della simmetria senaria dei cristalli di neve, basate sull’osservazione che piccole sfere di ghiaccio possono dare un poligono regolare (esagono centrato). Non si spiega comunque come mai i cristalli sono ramificati né perché altri cristalli abbiano forme differenti.

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Forma: regolare, simmetrica;

· Aspetto: lucente o trasparente

· Dimensioni: da frazioni di millimetro a diversi metri! [Diamante di 0.8 kg; Quarzo di 6.5 m, 400.000 kg]

· Colori: Vari, anche molto intensi.

Quarzo, blue quartz, 12.5 mm - SiO2 - Calanda, Grischun, CH Coll. G. Rüdlinger

Rutilo Sagenite, 5 mm - TiO2 - Deiren, Furka, Uri, CH Coll. K. Koch

Titanite, 4mm - CaTiSiO5 - Val Russein, Grischun, CH Coll. G. Rüdlinger

Calcite - CaCO3 - Rueun, Grischun, CH Coll. Th. Schüpbach

Berillio, var. Acquamarina - Be3Al2Si6O18 - Gilgit, Pakistan Coll. W. Kubli

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(1665, Micrographia) evidenzia che corpi cristallini (o Adamantini), osservati al microscopio, hanno facce geometricamente definite (rombi, rettangoli, quadrati, esagoni, etc.), che dipendono dal diverso impaccamento di sfere o globuli di base.

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· I cristalli di una stessa specie hanno la stessa forma, ma dimensioni anche molto diverse.

· Gli angoli tra le facce piane (diedri) sono costanti.

· Le proprietà fisiche di cristalli sella stessa specie sono rigorosamente costanti (densità, durezza, punto di fusione, indice di rifrazione, colore, reattività).

· Esistono casi di cristalli con diversa morfologia ma stesse proprietà fisiche.

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(ca. 1780, Essai d’une théorie sur la structure des cristaux) descrive come le diverse forme di cristalli naturali di calcite possono essere ottenuti dalla giustapposizione ordinata di oggetti elementari (molecole integranti). Si assume pertanto che un corpo cristallino è caratterizzato da un ordine interno, anche in assenza di evidenze sperimentali (XX secolo).

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· Cristallo: aggregato di oggetti (molecole integranti) di uguale forma e simmetria, sempre più piccoli: Cubo di cubetti.

· Le proprietà fisiche sono determinate dalla natura dell’oggetto.

· Le diverse morfologie sono il risultato di diverse impalcature dello stesso oggetto. (con molecole sottrattive!)

· Analogia con il calcolo infinitesimale e concetto di limite.

· Legge della razionalità degli indici.

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