Практическая работа «Выращивание кристаллов медного купороса и хлорида никеля (II). Наблюдение роста кристаллов. Фотографирование полученных кристаллов. Систематизация полученной информации по теме «Физические свойства и применение кристаллов»
Скачать 372.54 Kb.
|
| МБОУ «Сепычёвская средняя общеобразовательная школа» УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ «Кристаллы и их применение» Выполнила: Мошева Диана, ученица 10 «Б» класса Сепычёвской СОШ, Пермского Края, Верещагинского района. Консультант проекта: учитель физики Сепычёвской СОШ Коптелов Иван Сергеевич с. Сепыч 2012 г. Паспорт учебно-исследовательского проекта: «Кристаллы и их применение» Руководитель: ученица 10 «Б» класса МБОУ «Сепычёвская СОШ» Мошева Диана Григорьевна. Консультант проекта: учитель физики МБОУ «Сепычёвская СОШ» Коптелов Иван Сергеевич ТИП ПРОЕКТА Проект является учебно-исследовательским, так как, во-первых, при его реализации используются знания учебных предметов: физики, химии, биологии, информатики. А во-вторых, в результате деятельности проекта будет создана презентация «Кристаллы и их применение» и выращенные кристаллы медного купороса и хлорида никеля (II). Сроки проекта Январь – март 2012 года Актуальность темы проекта «Кристаллы и их применение» В природе много твёрдых тел, имеющих форму правильных многогранников – кристаллов. Появились понятия: «жидкий кристалл», «биологический кристалл», «фотонный кристалл». Что такое кристаллы? Какими свойствами они обладают? Как растут кристаллы? Как и где они применяются в настоящее время и каковы перспективы их применения в будущем? Вот эти вопросы заинтересовали меня, и я пыталась найти на них ответы. Цель моей работы Создание презентации «Кристаллы и их применение», вырастить кристаллы медного купороса и хлорида никеля (II) Задачи: 1. Собрать материал о кристаллах, их свойствах и применении, используя различные источники информации, в том числе Интернет. 2. Провести опыты по выращиванию кристаллов медного купороса и хлорида никеля (II). 3. Систематизировать материал о кристаллах: физические свойства кристаллов и их применение. 4. Создать презентацию «Кристаллы и их применение». 5. Представить работу на уроке физики в 10х классах при изучении темы «Твёрдые тела и их свойства» Методы: 1. Работа с научной литературой и интернетом по теме «Кристаллы и их применение». 2. Работа с научной литературой и интернетом по теме «выращивание кристаллов». 3. Практическая работа «Выращивание кристаллов медного купороса и хлорида никеля (II). 4. Наблюдение роста кристаллов. 5. Фотографирование полученных кристаллов. 6. Систематизация полученной информации по теме «Физические свойства и применение кристаллов» Ожидаемый результат Результатом всей проделанной работы станет презентация «Кристаллы и их применение», с которой выступлю на уроке физики по теме «Твёрдые тела и их свойства» в 10х классах. Размещение данного материала на школьном сайте, где он будет доступен каждому в любое время. Личное удовлетворение от познания нового. Дальнейшее развитие проекта. Попытаюсь вырастить кристаллы на шерстяных нитках солей бихромата калия, квасцов и использовать их для оформления панно. Таблица 1. Этапы проекта.
Приложение 1 «Кристаллы и их применение» (Реферат) План: Введение 1. Кристаллы. 2. Разнообразие форм кристаллов, симметрия в кристаллах. 3. Монокристаллы и поликристаллы. 4. Полиморфизм (Алмаз, графит, карбин). 5. Анизотропия. Изотропия. Спайность. 6. Выводы. 7. Искусственные кристаллы. 8. Применение жидких кристаллов в устройствах отображения информации. 9. Применение твёрдых кристаллов. 10. Применение жидких кристаллов в будущем. 11. Очки для космонавтов. 12. Происхождение и строение драгоценных камней. 13. Основные понятия (самоцвет или драгоценный камень. Полудрагоценный камень. Поделочный камень. Ювелирное изделие). 14. Самоцветы и поделочные камни. 15. Спайность и излом. 16. Плотность. 17. Меры массы драгоценных камней (карат, грамм, гран, цена). 18. Оптические свойства. 19. Цвет. 20. Светопреломление. 21. Дисперсия. 22. Поверхностные оптические эффекты: световые фигуры и цветовые переливы (эффект «кошачьего глаза», астеризм, «шёлк», афулярисценция , иризация) 23. Методы выращивания кристаллов. 24. Технология выращивания кристаллов в домашних условиях. 25. Выводы. 26. Искусственные водоросли. 27. Литература. 28. Фотография выращенных кристаллов медного купороса. Кристаллы и их применение Введение Поэзия! Завидуй кристаллографии! Кусай ногти в гневе и бессилии! О. Мандельштам Мы живем в мире, в котором большая часть веществ находится в твердом состоянии. Мы пользуемся различными механизмами, инструментами, приборами. Мы живем в домах и квартирах. Имеем мебель, бытовые приборы, современнейшие средства связи: радио, телевидение, компьютеры и т.д. А ведь все это твердые тела. С физической точки зрения, человек твердое тело. Так что же такое твердые тела? В отличие от жидкостей, твердые тела сохраняют не только объем, но и форму, т.к. положение в пространстве частиц, составляющих тело, стабильно. Из-за значительных сил межмолекулярного взаимодействия частицы не могут удаляться друг от друга на значительные расстояния. В природе часто встречаются твердые тела, имеющие форму правильных многогранников. Такие тела назвали кристаллами. Изучение физических свойств кристаллов показало, что геометрически правильная форма – не главная их особенность. Знаменитое изречение академика А.Е. Ферсмана «Почти весь мир кристаличен. В мире царит кристалл и его твердые прямолинейные законы» полностью согласуется с неугасающим научным интересом ученых всего мира и всех областей знания к данному объекту исследования. Так, в конце 60-х годов прошлого века начался серьезный научный прорыв в области жидких кристаллов, породивший «индикаторную революцию» по замене стрелочных механизмов на средства визуального отображения информации. Позже в науку вошло понятие биологический кристалл (ДНК, вирусы и т.д.), а в 80-х годах XX века – фотонный кристалл. Что такое кристаллы? Какими свойствами они обладают? Что такое кристаллическая решетка? Как растут кристаллы? Как и где они применяются в настоящее время и каковы перспективы их применения в будущем? Вот эти вопросы заинтересовали меня, и я попыталась найти на них ответы. Цели моей работы: узнать: что такое кристаллы, какими свойствами они обладают; что называется кристаллической решеткой; как растут кристаллы и где они применяются в настоящее время; каковы перспективы применения кристаллов в будущем; почему человек еще в глубоком прошлом обращал внимание на некоторые кристаллы и называл их драгоценностями. Задачи:
Кристаллы
Слово «кристаллос» у древних греков обозначало лед. Так же назывался и водяно-прозрачный кварц (горный хрусталь), ошибочно считавшийся тогда «окаменевшим льдом». Впоследствии этот термин был распространен на все кристаллические тела. В школьных учебниках кристаллами обычно называют твердые тела, образующиеся в природных или лабораторных условиях и имеющие вид многогранников, которые напоминают самые непогрешимо строгие геометрические построения. Поверхность таких фигур ограничена более или менее совершенными плоскостями – гранями, пересекающимися по прямым линиям – ребрам. Точки пересечения ребер образуют вершины. Однако стоит заметить, что данное определение нельзя назвать правильным и оно требует ряд существенных поправок, так как охватывает не все кристаллические образования. Вспомним всем известную горную породу гранит, состоящую из зерен полевого шпата, кварца и слюды. Все эти зерна – кристаллы, однако их неправильные извилистые контуры не сохранили никаких следов прямолинейности и плоскогранности. Гранит возник из огненно-жидкого глубинного расплава – магмы. В процессе остывания расплава из него выпадало множество кристалликов полевого шпата, кварца, слюды. Одновременно рост всех этих твердых образований, мешавших друг другу развиваться, и привел к тому, что отдельные кристаллы не смогли получить свойственную им правильную многогранную форму. Зернистые кристаллические агрегаты, аналогичные граниту и другим горным породам, имеют самое широкое распространение не только в природе, но и в окружающей нас рабочей и домашней обстановке. Металлы и сплавы, каменные строительные материалы, цемент и кирпич – все это состоит из кристаллических зерен. Значит, для образования хорошо ограненных кристаллов необходимо, чтобы ничто не мешало им свободно и всесторонне развиваться, не теснило бы их и не препятствовало их росту. Что касается отношения человека к кристаллам, то можно сказать, что он придает им большое значение, преклоняясь перед этим чудом природы. Итак, можно сделать вывод, что кристаллами можно назвать все твердые тела, в которых слагающие их частицы (атомы, ионы, молекулы) расположены строго закономерно наподобие узлов пространственных решеток. Это определение является всеобъемлющим, оно приложимо к любым однородным кристаллическим телам: и булям, и зернам, и «скелетам», и плоскогранным фигурам. Во всех без исключения кристаллических постройках из атомов – в структурах кристаллов можно выделить множество одинаковых атомов, расположенных наподобие узлов пространственной решетки.
Как известно, форма является вторичной по отношению к содержанию. В соответствии с этим и кристаллографы всегда подчеркивают, что форма кристалла прежде всего зависит от его внутреннего строения, т.е. от кристаллической структуры (под структурой понимается пространственное расположение всех материальных частиц: атомов, молекул, ионов, слагающих кристаллов). Такую структуру схематично изображают в виде пространственной решетки. При этом вершины, ребра и грани кристалла соответствуют узлам, рядам и плоским сеткам решетки. В течение долгих столетий геометрия кристаллов казалась таинственной и неразрешимой загадкой. Не случайно на гравюре великого немецкого художника Альбрехта Дюрера (1471-1528) изображена Меланхолия в виде печального ангела, безнадежно всматривающегося в огромный кристалл. Вплоть до XVII в. дальше описаний «удивительных угловатых тел» дело не шло. В 1619 г. великий немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер (1571-1630) обратил внимание на шестерную симметрию снежинок. Он попытался объяснить ее тем, что кристаллы построены из мельчайших одинаковых шариков, теснейшим образом присоединенных друг к другу (вокруг центрального шарика можно вплотную разложить только шесть таких же шариков). По пути, намеченному Кеплером, пошли впоследствии Роберт Гук (1635-1703) и Ломоносов (1711- 1765). Они также считали, что элементарные частицы внутри кристаллов можно уподобить плотно упакованным шарикам. В наше время принцип плотнейших шариковых упаковок лежит в основе структурной кристаллографии, только сплошные шариковые частицы («корпускулы») старинных авторов заменены сейчас сферами действия атомов и ионов. Через 50 лет после Кеплера (в 1669 г.) датский геолог, кристаллограф и анатом Николаус Стеной (1638-1686) впервые сформулировал основные понятия о формировании кристаллов «Рост кристалла происходит не изнутри, как у растений, но путем наложения на внешние плоскости кристалла мельчайших частиц, приносящихся извне некоторой жидкостью». Эта идея о росте кристаллов в результате отложения на гранях все новых и новых слоев вещества сохранила свое значение и до сих пор. Внимательно разглядывая кристаллы кварца, Стеной обратил внимание на их отклонения от идеальных геометрических многогранников с плоскими гранями и прямыми ребрами. В своем трактате он впервые ввел в науку реальный кристалл с его несовершенствами и отклонениями от идеализированных схем. Однако все эти отклонения не помешали ученому открыть на тех же кристаллах кварца основной закон геометрической кристаллографии – закон постоянства углов. К сожалению, написал он об этом очень кратко в пояснениях к рисункам, приложенным к его сочинению. Одним из первых уловил симметрическое строение множества кристаллических тел ученый Гаюи. Ему же принадлежит способ геометрической характеристики кристаллических граней, с помощью которого можно было даже предсказать, какие именно грани возможны для данного кристалла. Прямым продолжателем Гаюи явился французский кристаллограф Браве. Будучи моряком-метеорологом, Браве заинтересовался формами снежинок и стал углубленно заниматься наукой о кристаллах. В отличие от своих предшественников, приписывавших элементарным частицам в кристаллах шаровую или параллелепипедную форму, Браве отказался от всяких предположений относительно таинственных и недоступных тогда форм молекул или атомов. Молекулярные «кирпичики» Гаюи были заменены Браве точками – центрами их тяжести. Легко понять, что, выделив в кирпичной кладке центры тяжести всех кирпичиков, мы получим уже знакомую нам пространственную решетку. В 1867 году наш соотечественник, профессор артиллерийского училища академик А.В. Гадолин, не подозревая о сосуществовании трудов Гесселя и Браве, снова взялся за вывод законов симметрии. К тому времени минералоги и кристаллографы собрали огромный материал по кристаллическим формам минералов. В классическом труде Гадолина «Вывод всех кристаллографических систем и их подразделений из одного общего начала» раз и навсегда было установлено существование 32 видов симметрии для конечных кристаллографических фигур. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Адаптивная системА управления процессАмИ роста кристаллов для методов Степанова и Чохральского Работа выполнена в лаборатории управляемого роста кристаллов Учреждения Российской академии наук Института физики твердого тела ран... |  | Реферат: «Выращивание кристаллов в домашних условиях» Мир кристаллов это сказочно красивый мир. Они завораживают своим блеском, многообразием цвета и форм |
| Алмазодобывающая промышленность россии Мы живем среди кристаллов, ходим по ним и широко используем их в нашей повседневной жизни. Земная кора на 95 состоит из кристаллов.... | | Фгбоу впо «удмуртский государственный университет» физико-энергетический... Научиться оценить влияние различных дефектов структуры на качественные характеристики кристаллов, используемых в различных областях... |
| Практический семинар «Оборудование и технологии роста кристаллов 2009» Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Связи с общественностью» протокол № от 20 г | | Темы рефератов. Жидкие кристаллы как разновидность частично упорядоченных... |
| Примерная программа дисциплины Научить анализировать свойства и взаимодействия дефектов кристаллов и количественно оценивать их участие в превращениях и деформации... | | Реферат Тема: Жидкие кристаллы Более 100 лет назад (1888 г.) ученые обнаружили, что вещества в жидкокристаллическом состоянии обладают текучестью, как обычные жидкости,... |
| Владимир Киврин Расшифрованная магия кристаллов воды Участие в конференциях, фестивалях, семинарах, форумах и т д. ( название мероприятия, место, год) | | Исследование электрических свойств диэлектрических кристаллов Математика. Пособие к изучению дисциплины и варианты заданий для контрольных работ. – М.: Мгту га, 2008. 48 с |
| Реферат Математика Актуальность реферата заключается в том, что замощение плоскости активно изучается в физике кристаллов, геометрии, а также встречается... | | Исследование параметров сцинтилляционных кристаллов саМоО 4 для поиска... Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственный Научный Центр Российской Федерации Институт теоретической и экспериментальной... |
| Исследование параметров сцинтилляционных кристаллов саМоО 4 для поиска... Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственный Научный Центр Российской Федерации Институт теоретической и экспериментальной... | | Российская академия наук Учреждение Российской академии наук Институт... В соответствии с приказом Минздравсоцразвития России от 7 июля 2007 года №402 19-21 октября в г. Москве состоялся III всероссийский... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Роводимости контакта двух полупроводниковых кристаллов различного типа проводимости; закреплению знаний о природе электрического... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Роводимости контакта двух полупроводниковых кристаллов различного типа проводимости; закреплению знаний о природе электрического... |
