Слайд 1
Описание слайда:
Слайд 2
Описание слайда:
Слайд 3
Описание слайда:
Слайд 4
Описание слайда:
Слайд 5
Описание слайда:
Слайд 6
Описание слайда:
Слайд 7
Описание слайда:
Слайд 8
Описание слайда:
Слайд 9
Описание слайда:
Проделаем опыт. Нам понадобятся кусок пластилина, стеариновая свеча и электрокамин. Поставим пластилин и свечу на равных расстояниях от камина. По прошествии некоторого времени часть стеарина расплавится (станет жидкостью), а часть - останется в виде твердого кусочка. Пластилин за то же время лишь немного размягчится. Еще через некоторое время весь стеарин расплавится, а пластилин - постепенно "разъедется" по поверхности стола, все более и более размягчаясь Проделаем опыт. Нам понадобятся кусок пластилина, стеариновая свеча и электрокамин. Поставим пластилин и свечу на равных расстояниях от камина. По прошествии некоторого времени часть стеарина расплавится (станет жидкостью), а часть - останется в виде твердого кусочка. Пластилин за то же время лишь немного размягчится. Еще через некоторое время весь стеарин расплавится, а пластилин - постепенно "разъедется" по поверхности стола, все более и более размягчаясь
Слайд 10
Описание слайда:
Слайд 11
Описание слайда:
Проделаем следующий опыт. В стеклянную воронку бросим кусок смолы или воска и оставим в теплой комнате. По прошествии примерно месяца окажется, что воск принял форму воронки и даже начал вытекать из нее в виде "струи" (см. рисунок). В противоположность кристаллам, которые почти вечно сохраняют собственную форму, аморфные тела даже при невысоких температурах обладают текучестью. Поэтому их можно рассматривать как очень густые и вязкие жидкости. Проделаем следующий опыт. В стеклянную воронку бросим кусок смолы или воска и оставим в теплой комнате. По прошествии примерно месяца окажется, что воск принял форму воронки и даже начал вытекать из нее в виде "струи" (см. рисунок). В противоположность кристаллам, которые почти вечно сохраняют собственную форму, аморфные тела даже при невысоких температурах обладают текучестью. Поэтому их можно рассматривать как очень густые и вязкие жидкости.
Слайд 12
Описание слайда:
Слайд 13
Описание слайда:
Слайд 14
Описание слайда:
Слайд 15
Описание слайда:
Слайд 16
Описание слайда:
Слайд 17
Описание слайда:
Слайд 18
Описание слайда:
Слайд 19
Описание слайда:
Слайд 20
Описание слайда:
Слайд 21
Описание слайда:
Слайд 22
Описание слайда:
Слайд 23
Описание слайда:
Слайд 24
Описание слайда:
Слайд 25
Описание слайда:
Слайд 26
Описание слайда:
Слайд 27
Описание слайда:
Слайд 28
Описание слайда:
Слайд 29
Описание слайда:
Слайд 30
Описание слайда:
Слайд 31
Описание слайда:
Все деформации твёрдых тел сводятся к растяжению (сжатию) и сдвигу. При упругих деформациях форма тела восстанавливается, а при пластических не восстанавливается. Все деформации твёрдых тел сводятся к растяжению (сжатию) и сдвигу. При упругих деформациях форма тела восстанавливается, а при пластических не восстанавливается. Тепловое движение вызывает колебания атомов (или ионов), из которых состоит твёрдое тело. Амплитуда колебаний обычно мала по сравнению с межатомными расстояниями, и атомы не покидают своих мест. Поскольку атомы в твёрдом теле связаны между собой, их колебания происходят согласованно, так что по телу с определённой скоростью распространяется волна.
Слайд 33
Описание слайда:
Слайд 34
Описание слайда:
Много лет назад в Петербурге на одном из неотапливаемых складов лежали большие запасы белых оловянных блестящих пуговиц. И вдруг они начали темнеть, терять блеск и рассыпаться в порошок. За несколько дней горы пуговиц превратились в груду серого порошка. "Оловянная чума" - так прозвали эту «болезнь» белого олова. А это была всего лишь перестройка порядка атомов в кристаллах олова. Олово, переходя из белой разновидности в серую, рассыпается в порошок.
И белое и серое олово это кристаллы олова, но при низкой температуре изменяется их кристаллическая структура, а в результате меняются физические свойства вещества. И белое и серое олово это кристаллы олова, но при низкой температуре изменяется их кристаллическая структура, а в результате меняются физические свойства вещества.
Анизотропия наблюдается в основном в монокристаллах. В поликристаллах (например, в большом куске металла) анизотропия в обычном состоянии не проявляется. Поликристаллы состоят из большого количества мелких кристаллических зерен. Хотя каждый из них обладает анизотропией, но за счет беспорядочности их расположения поликристаллическое тело в целом утрачивает анизотропию.
Нарушить порядок расположения в кристалле частицы можно, только если он начал плавиться. Пока есть порядок частиц, есть кристаллическая решетка - существует кристалл. Нарушился строй частиц - значит, кристалл расплавился - превратился в жидкость, или испарился - перешел в пар.
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
2 слайд
Описание слайда:
Сходства и отличие. В физике твердыми телами обычно называются только кристаллические тела. Аморфные тела, рассматриваются как очень вязкие жидкости. Они не имеют определенной температуры плавления, при нагревании они постепенно размягчаются, вязкость их уменьшается. Кристаллические тела имеют определенную температуру плавления, неизменную при постоянном давлении. Аморфные тела изотропны –свойства тел по всем направлениям одинаковы. Кристаллы – анизотропны. Свойства кристаллов неодинаковы по различным направлениям.
3 слайд
Описание слайда:
Кристаллы. Изучение внутреннего строения кристаллов с помощью рентгеновского излучения позволило установить, что частицы в кристаллах имеют правильное расположение, т.е. образуют кристаллическую решетку. - Точки в кристаллической решетке, соответствующие наиболее устойчивому положению равновесия частиц твердого тела, называются узлами кристаллической решетки. В физике под твердым телом подразумевают только такие вещества у которых имеется кристаллическое строение. Различают 4 вида кристалличес- кой решетки:ионная, атомная, моле- кулярная, металлическая. 1.в узлах находятся ионы; 2.атомы; 3.молекулы; 4.+ ионы металлов
4 слайд
Описание слайда:
Аморфные тела. Аморфные тела, в отличии от кристаллических тел, которые характеризуются дальним порядком расположения атомов, обладают лишь ближним порядком. Аморфные тела не имеют свой температуры плавления. При нагревании аморфные тела постепенно размягчаются, его молекулы все легче и легче меняют своих ближайших соседей, вязкость его уменьшается и при достаточно высокой температуре оно может вести себя как маловязкая жидкость.
5 слайд
Описание слайда:
Виды деформации. Изменение формы и размеров тела называется деформацией Существуют следующие виды деформации: 1.деформация продольного растяжения и продольного сжатия; 2.деформация всестороннего растяжения и всестороннего сжатия; 3.деформация поперечного изгиба; 4.деформация кручения; 5.деформация сдвига;
6 слайд
Описание слайда:
Каждая из описанных видов деформации может быть большей или меньшей. Любую из них можно оценить абсолютной деформацией ∆а числовое изменение какого-либо размера тела под действием силы. Относительной деформацией Ɛ (греч.эпсилон) – называется физическая величина, показывающая, какую часть от первоначального размера тела а составляет абсолютная деформация ∆а: Ɛ=∆L/L Ɛ= ∆а / а Механическое напряжение –это величина, характеризующая действие внутренних сил в деформированном твердом теле. σ= F / S [Па]
7 слайд
Описание слайда:
Закон Гука.Модуль упругости. Закон Гука: механическое напряжение в упругодеформированном теле прямо пропорционально относительной деформации этого тела. σ=kƐ Величина k, характеризующая зависимость механического напряжения в материале от рода последнего и от внешних условий называется модулем упругости. σ=EƐ σ=Е (∆L/L) E – модуль упругости «модуль Юнга». Модуль Юнга измеряется нормальным напряжением, которое должно возникнуть в материале при относительной деформации, равной единице, т.е. при увеличении длины образца вдвое. Числовое значение модуля Юнга рассчитывают экспериментально и заносят в таблицу. Томас Юнг
Конспект урока по физике для 10 класса
по теме «Кристаллические и аморфные тела»
Тип урока : изучение нового материала.
Цель урока: Раскрыть основные свойства кристаллических и аморфных тел. Показать применение кристаллов в технике.
Задачи
Образовательная :
сформировать у обучающихся, понятия кристалл, аморфное тело, монокристалл, поликристалл, изучить свойства кристаллов и аморфных тел.
Развивающая :
развивать познавательный интерес к предмету, наблюдательность, способность анализировать и делать выводы из наблюдаемых явлений, способность обобщать полученные результаты, навыки самостоятельной работы с информацией
Воспитательная :
формирование научного мировоззрения , воспитывать чувство самостоятельности , организованности , ответственности .
Оборудование для учителя: проектор, компьютер, интерактивная доска, презентация «Кристаллические и аморфные теля», модели кристаллических решёток, кристаллы выращенные учащимися, при подготовке к уроку, сосуд с горячей водой, видеофрагмент «Познавательное о кристаллах»
Оборудование для учащихся: коллекции минералов, линза, набор для исследования веществ (пробирка с кристаллическим веществом, пробирка с аморфным веществом, пакетик с натриевой солью, пустая пробирка термометр, секундомер), нетбуки.
План урока
Организационный момент.
Постановка цели.
Изучение нового материала.
Первичное закрепление
Рефлексия
Домашнее задание
Ход урока
Организационный момент.
Постановка цели.
«Пора чудес пришла, и нам подыскивать приходится причины всему, что совершается на свете» так писал Уильям Шекспир. В окружающем нас мире с веществами происходят различные физические и химические процессы. И, несмотря на многообразие веществ, они могут находиться только в трёх агрегатных состояниях. Сегодня на уроке вы познакомитесь с кристаллическими и аморфными телами и их свойствам.
Разделение класса на группы.
Изучение нового материала.
«...Подобен чуду рост кристалла,
Когда обычная вода,
Мгновение помедлив, стала
Сверкающим осколком льда.
Луч света, затерявшись в гранях,
Рассыплется на все цвета…
И нам тогда понятней станет,
Какой бывает красота…»
Леонтьев Павел
С древних времен кристаллы привлекали человека своей красотой. Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище. С давних пор с кристаллами были связаны суеверия; как амулеты, они должны были не только ограждать своих владельцев от злых духов, но и наделять их сверхъестественными способностями. Украшения из кристаллов сейчас столь же популярны, как и раньше. Когда те же самые минералы стали разрезать и полировать, как драгоценные камни, многие суеверия сохранились в талисманах «на счастье» и «своих камнях», соответствующих месяцу рождения.
Кристаллы - это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве.
Все драгоценные природные камни, кроме опала, являются кристаллическими, и многие из них, такие, как алмаз, рубин, сапфир и изумруд, попадаются в виде прекрасно ограненных кристаллов.
Для наглядного представления строения кристаллов используются кристаллические решетки. В узлах решётки располагаются центры атомов или молекул данного вещества. Атомы в кристаллах плотно упакованы, расстояние между их центрами приблизительно равно размеру частиц. В изображении кристаллических решёток указывается только положение центров атомов.
В каждой кристаллической решетке можно выделить элемент минимального размера, который называется элементарной ячейкой. Вся кристаллическая решетка может быть построена путем параллельного переноса элементарной ячейки по некоторым направлениям. Примеры простых кристаллических решёток: 1 – простая кубическая решетка; 2 – гранецентрированная кубическая решетка; 3 – объемно-центрированная кубическая решетка; 4 – гексагональная решетка. Кристаллические решетки металлов часто имеют форму шестигранной призмы (цинк, магний), гранецентрированного куба (медь, золото) или объемно центрированного куба (железо).
Известный русский кристаллограф Евграф Степанович Фёдоров установил, что в природе может существовать только 230 различных пространственных групп, охватывающих все возможные кристаллические структуры. Большинство из них (но не все) обнаружены в природе или созданы искусственно.
Кристаллы могут иметь форму различных призм, основанием которых могут быть правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник. Поэтому кристаллы имеют плоские грани. Например, крупинка обычной поваренной соли имеет плоские грани, составляющие друг с другом прямые углы. Это можно заметить, рассматривая соль с помощью лупы.
Идеальные формы кристаллов симметричны. По выражению Евграфа Степановича Фёдорова, кристаллы блещут симметрией. В кристаллах можно найти различные элементы симметрии: плоскость симметрии, ось симметрии, центр симметрии. Кристалл в форме куба (NaCl , KCl и др.) имеет девять плоскостей симметрии, тринадцать осей симметрии, кроме того, он имеет центр симметрии. Всего в кубе 23 элемента симметрии.
Правильная внешняя форма не единственное и даже не самое главное следствие упорядоченного строения кристалла. Главное свойство кристаллов анизотропия - это зависимость физических свойств от выбранного в кристалле направления.
У кристаллов по разным направлениям обнаруживается различная механическая прочность. Например, кусок слюды легко расслаивается в одном из направлений на тонкие пластинки, но разорвать его в направлении, перпендикулярном пластинкам, гораздо труднее.
Легко расслаивается в одном направлении кристалл графита. Слои образованы рядом параллельных сеток, состоящих из атомов углерода. Атомы располагаются в вершинах правильных шестиугольников. Расстояние между слоями сравнительно велико - примерно в 2 раза больше, чем длина стороны шестиугольника, поэтому связи между слоями менее прочны, чем связи внутри них.
От направления зависят и оптические свойства кристаллов. Так, кристалл кварца по-разному преломляет свет в зависимости от направления падающих на него лучей. Многие кристаллы по-разному проводят тепло и электрический ток в различных направлениях.
Металлы имеют кристаллическую структуру. Но если взять сравнительно большой кусок металла, то его кристаллическое строение никак не проявляется, ни во внешнем виде, ни в его физических свойствах. Почему металлы в обычном состоянии не обнаруживают анизотропии?
Оказывается, металл состоит из огромного количества сросшихся друг с другом маленьких кристалликов. Под микроскопом или даже с помощью лупы их нетрудно рассмотреть, особенно на свежем изломе металла. Свойства каждого кристаллика зависят от направления, но кристаллики ориентированы по отношению друг к другу беспорядочно. В результате все направления внутри металлов равноправны и свойства металлов одинаковы по всем направлениям.
Одиночные кристаллы - монокристаллы имеют правильную геометрическую форму, и их свойства различны по разным направлениям.
Твердое тело, состоящее из большого числа маленьких кристалликов, называют поликристаллом. Большинство кристаллических тел - поликристаллы, так как они состоят из множества сросшихся кристаллов.
Просмотр видео «Познавательное о кристаллах»
Задание № 1 работа в группах
Рассмотрите коллекцию минералов. Запишите название минералов имеющих кристаллическое строение.
Задание № 2 работа в группах
Свойства кристаллов используется в различных устройствах и приборах. Вам необходимо изучить информацию о применении кристаллов. И записать результаты работы в таблицу.
Используют нетбуки или раздаются карточки. «Приложение 1»
Мы живем на поверхности твердого тела – земного шара, в сооружениях, построенных из твердых тел. Орудия труда, машины также сделаны из твердых тел. Но не все твёрдые тела – кристаллы. Кроме кристаллических тел существуют - аморфные тела. Примером аморфных тел являются смола, стекло, канифоль, сахарный леденец и др.
Часто одно и то же вещество может находиться как в кристаллическом, так и в аморфном состоянии. Например, кварц SiO 2 может быть как в кристаллической, так и в аморфной форме (кремнезем). У аморфных тел нет строгого порядка в расположении атомов. Только ближайшие атомы-соседи располагаются в некотором порядке По расположению атомов и по их поведению аморфные тела аналогичны жидкостям.
Кристаллическую форму кварца схематически можно представить в виде решетки из правильных шестиугольников. Аморфная структура кварца также имеет вид решетки, но неправильной формы. Наряду с шестиугольниками в ней встречаются пяти- и семиугольники. Аморфные тела – это твёрдые тела, где сохраняется только ближний порядок в расположении атомов. «Слайд 14»
Задание № 3 работа в группах
С помощью тренажёра рассортировать вещества и определить их принадлежность к кристаллам или аморфным телам.
Все аморфные тела изотропны, т. е. их физические свойства одинаковы по всем направлениям. При внешних воздействиях аморфные тела обнаруживают одновременно упругие свойства, подобно твердым телам, и текучесть, подобно жидкости. Так, при кратковременных воздействиях (ударах) они ведут себя как твердые тела и при сильном ударе раскалываются на куски. Но при очень продолжительном воздействии аморфные тела текут. В этом вы можете убедиться сами, если запасетесь терпением. Проследите за куском смолы, который лежит на твердой поверхности. Постепенно смола по ней растекается, и, чем выше температура смолы, тем быстрее это происходит.
С течением времени некристаллическое вещество может «переродиться», или, точнее, закристаллизоваться, частицы в них собираются в правильные ряды. Только срок для разных веществ различен: для сахара это несколько месяцев, а для камня - миллионы лет. Пусть леденец полежит спокойно месяца два-три. Он покроется рыхлой корочкой. Посмотрите на нее в лупу: это мелкие кристаллики сахара. В некристаллическом сахаре начался рост кристаллов. Подождите еще несколько месяцев - и уже не только корочка, но и весь леденец закристаллизуется. Даже наше обыкновенное оконное стекло может закристаллизоваться. Очень старое стекло становится иногда совершенно мутным, потому, что в нем образуется масса мелких непрозрачных кристаллов.
Аморфные тела при низких температурах по своим свойствам напоминают твердые тела. Текучестью они почти не обладают, но по мере повышения температуры постепенно размягчаются и их свойства все более и более приближаются к свойствам жидкостей. Это происходит потому, что с ростом температуры постепенно учащаются перескоки атомов из одного положения равновесия в другое. Определенной температуры плавления у аморфных тел, в отличие от кристаллических, нет. Они не имеют постоянной температуры плавления и обладают текучестью. Аморфные тела изотропны, при низких температурах они ведут себя подобно кристаллическим телам, а при высокой подобны жидкостям.
Задание № 4 работа в группах
Предлагаю вам на опыте убедиться, что кристаллические тела имеют определённую температуру плавления. Проведите исследование изменение со временем температуры веществ. Выяснить какое из тел является кристаллическим, а какое аморфным.
Результаты измерений записать в таблицу. «Приложение 2»
Подведение итогов эксперимента.
Крупные одиночные кристаллы, имеющие свою правильную форму, в природе встречаются очень редко. Но такой кристалл можно вырастить в искусственных условиях. Кристаллизация может происходить из:раствора, расплава, газообразного состояния вещества.
Из раствора кристалл выращивают обычно таким образом
Вначале в воде растворяют достаточное количество кристаллического вещества. При этом раствор подогревают до тех пор, пока вещество полностью не растворится. Затем раствор медленно охлаждают, переводя его тем самым в пересыщенное состояние. В пересыщенный раствор подмешивают затравку. Если, в течение всего времени кристаллизации, поддерживать температуру и плотность раствора одинаковыми во всём объёме, то в процессе роста кристалл примет правильную форму.
Презентация проекта подготовленного учащимися «Выращивание кристаллов»
Первичное закрепление.
Задание № 5 «Проверь себя»
Тест из 5 заданий встроен в презентацию.
Задание № 6 индивидуальная работа
Проверить свои знания по пройденной теме вы сможете, ответив на вопросы теста. При выполнении задания вы можете пользоваться конспектом и учебным информационным модулем «Аморфные и кристаллические тела»
Информационный модуль посвящен теме «Аморфные и кристаллические тела» средней школы. Помимо иллюстрированных гипертекстовых материалов в него входит интерактивная модель «Строение кристаллов»
Тест
Рефлексия
Ваше отношение к уроку ?
Было ли вам интересно на уроке ?
Какую бы вы поставили себе оценку за урок ?
Домашнее задание § 75,76
Дополнительное задание. Создание презентаций «Применение кристаллов в быту», «Самые крупные кристаллы», «Жидкие кристаллы» и др.
Литература
Физика:учебник для 10 класса. Авторы: Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Соцкий
М.: Просвещение, 2010.
Кристаллы. Леонтьев Павел. http://www.stihi.ru/2001/09/01-282
Модуль содержит ячейки с названиями типа их строения и формулы некоторых веществ. Ученику предлагается распределить предлагаемые вещества по типу их строения путем переноса формулы в соответствующую ячейку.
Информационный модуль посвящен теме «Аморфные и кристаллические тела» средней школы. Помимо иллюстрированных гипертекстовых материалов в него входит интерактивная модель «Строение кристаллов»
Тест , включает 6 интерактивных заданий различных типов с возможностью автоматизированной проверки для аттестации по теме «Аморфные тела. Кристаллические тела» средней школы
