Dwuwymiarowy model kryształu

    Wszystkie ciała krystaliczne zbudowane są z regularnie ułożonych atomów.  Podstawowy układ kilku lub kilkunastu atomów - komórka elementarna - powtarza się w całej objętości kryształu.
     W tym pokazie zostaną zademonstrowane niektóre własności struktur krystalicznych. Nasz model kryształu składa się z kilkuset identycznych, metalowych kulek, reprezentujących atomy, zamkniętych między dwiema szybkami w taki sposób, że wszystkie utrzymywane są w jednej warstwie.  Model jest zatem płaski, dwuwymiarowy.
    Kulki w pojemniku nie są ułożone ściśle i mogą się względem siebie przemieszczać (chociaż ich ruch ograniczony jest tylko do jednej płaszczyzny).  Potrząsając całym naczyniem dostarczamy kulkom energii kinetycznej, inaczej mówiąc - podnosimy ,,temperaturę'' układu.  Kulki poruszające się w szybko potrząsanym naczyniu nie tworzą oczywiście stałej struktury krystalicznej, jest to raczej model cieczy lub gazu.
    Jeśli ,,ochłodzimy'' układ i pozwolimy kulkom swobodnie opaść, ułożą się one w dość regularny, powtarzający się sposób.  Widać jednak wyraźnie, że struktura krystaliczna ma w wielu miejscach niejednorodności. Tego typu defekty sieci występują we wszystkich rzeczywistych kryształach.  W naszym dwuwymiarowym modelu widać kilka podstawowych typów defektów: luki (puste miejsca, w których zabrakło jednego lub kilku atomów) i dyslokacje (tak zwane defekty liniowe, występujące wzdłuż pewnej linii w krysztale).
    Większość defektów naszego modelu można w prosty sposób usunąć: przez chwilę lekko potrząsając układem. Jest to odpowiednik metody powszechnie wykorzystywanej do poprawiania własności rzeczywistych kryształów, na przykład materiałów półprzewodnikowych stosowanych w elektronice.  Kryształ jest przez pewien czas wygrzewany (w temperaturze na tyle wysokiej, aby termiczne drgania atomów doprowadziły do usunięcia defektów), a później powoli chłodzony.
    Eksperyment pokazuje także, że atomy mogą krystalizować w sieciach różnego typu.  W większej części naszego modelu kulki ułożyły się tak, że każda z nich styka się z sześcioma innymi (jest to dwuwymiarowa odmiana tzw. struktury najgęstszego upakowania).  Jednak w niewielkim obszarze na skraju kryształu kulki są rozmieszczone inaczej - każda kulka ma tylko czterech bezpośrednich sąsiadów.  Mówimy, że jest to inny typ struktury krystalicznej.