Методическая разработка по физике на тему: "Кристаллические и аморфные тела"

• 1 слайд

  Кристаллические и аморфные тела
  

• 2 слайд

  Свойства твердых тел
  Сохранение формы и объема.
  Наличие постоянной температуры плавления.
  Упорядоченное внутреннее строение
  
  

• 3 слайд

  Кристаллическая решетка
  

• 4 слайд

  Кристаллическая решетка
  Кристаллическое Аморфное
  

• 5 слайд

  Свойства кристаллических и аморфных тел
  Сохраняют форму и объем.
  Кристаллы анизотропны, аморфные тела изотропны.
  Кристаллы имеют температуру плавления, аморфные тела – интервал температур (текучесть).
  Признаки монокристалла – плоские грани, симметрия.
  Поликристаллы изотропны.
  
  
  

• 6 слайд

  Группа 1
  ИЗУЧЕНИЕ КОЛЛЕКЦИИ МИНЕРАЛОВ И ГОРНЫХ ПОРОД.
   
  Оборудование: лупа, коллекция минералов и горных пород, коллекция металлов.
  Цель работы – ознакомление с основными особенностями строения твердых тел.
  
  

• 7 слайд

• 8 слайд

  Группа 2
  ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛОВ.
   
  Оборудование: кристаллы поваренной соли, медного купороса, фотографии кристаллов.
  Цель: выявить общие признаки кристаллов.
  
  

• 9 слайд

• 10 слайд

  Группа 3
  ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ ТЕЛ.
   
  Оборудование: фотографии с изображением кристаллов и аморфных тел.
  Цель: выявить различия в свойствах кристаллов и аморфных тел.
  
  

• 11 слайд

• 12 слайд

  Группа 4
  ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛОВ И АМОРФНЫХ ТЕЛ.
   
  Оборудование: фотографии кристаллических и аморфных тел.
  Цель: сравнить результат ударного воздействия на пластины слюды, гипса, стекла.
  
  

• 13 слайд

• 14 слайд

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Экспериментальное задание для  группы  №1.

ИЗУЧЕНИЕ КОЛЛЕКЦИИ МИНЕРАЛОВ И ГОРНЫХ ПОРОД.

Оборудование: лупа, коллекция минералов и горных пород, коллекция металлов.

Цель работы – ознакомление с основными особенностями строения твердых тел.

Твердые тела, однородные по химическому составу и обладающие одинаковыми физическими свойствами в различных своих частях, называются минералами.

Некоторые минералы состоят из атомов одного химического элемента (алмаз, золото, сера), но абсолютное большинство минералов – химические соединения нескольких элементов.

Природные минералы в земной коре образуют породы. Большинство пород представляют собой совокупность мелких крупинок нескольких минералов (гранит).

Почти все твердые тела состоят из кристаллов, однако обнаружить их кристаллическое строение путем внешнего осмотра удается далеко не всегда. Характерный признак кристалла – наличие плоских граней. Большинство природных и искусственно изготовленных твердых тел имеет поликристаллическое строение. При рассмотрении невооруженным глазом заметить их кристаллическое строение трудно. Но если образец со свежей поверхностью излома и крупнозернистой структурой рассмотреть через лупу, то можно сделать вывод о его кристаллическом строении по характерному для кристаллов признаку – наличию плоских поверхностей у кристаллических зерен. Поворачивая образец, можно наблюдать поблескивание таких граней.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Ознакомьтесь с коллекцией предложенных вам веществ.
2. Используя  лупу, рассмотрите образцы. Отметьте те, у которых вам удалось обнаружить  кристаллическую структуру.
3. Ответьте на вопросы:

А) Что такое минерал?

Б) Что такое горная порода?

В) У каких горных пород и металлов выявлена кристаллическая структура? По каким признакам вы это установили?

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Экспериментальное задание для  группы  №2.

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛОВ.

Оборудование: кристаллы поваренной соли, медного купороса, фотографии кристаллов (Рисунок 1).

Цель: выявить общие признаки кристаллов.

Разнообразие кристаллов по форме очень велико. Кристаллы могут иметь от четырех до нескольких сотен граней. Но при этом они обладают замечательным свойством – какими бы ни были размеры, форма, число граней одного и того же кристалла, все плоские грани пересекаются друг с другом под определенными углами. Углы между соответственными гранями всегда одинаковы. Кристаллы каменной соли, например, могут иметь форму куба, параллелепипеда, призмы или тела более сложной формы, но всегда их грани пересекаются под прямыми углами. Закон постоянства углов был открыт в 1669 г. датчанином Николаем Стено.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Рассмотрите кристаллы предложенных веществ, фотографии. Обратите внимание на  форму кристаллов, плоские грани, симметрию форм.
2. С помощью гониометра и транспортира измерьте углы между гранями одного из кристаллов. Для этого приложите кристалл к одной из линеек у точки скрепления так, чтобы грань кристалла была перпендикулярна плоскости линейки. Поверните вторую линейку до соприкосновения ее со второй гранью кристалла, пересекающейся с первой. Закрепите взаимное расположение линеек винтом и измерьте величину угла между ними с помощью транспортира. Сделайте вывод.
3. Ответьте на вопрос: каковы общие признаки кристаллов?

Рисунок 1.  

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

        Экспериментальное задание для  группы  №3.

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ ТЕЛ.

Оборудование: фотографии с изображением кристаллов и аморфных тел. (Рисунок 2)

Цель: выявить различия в свойствах кристаллов и аморфных тел.

Одним из отличительных свойств кристаллов является правильность геометрической формы. Но кристаллы правильной геометрической формы встречаются в природе редко. Совместное действие таких факторов, как колебания температуры, тесное окружение соседними твердыми телами, не позволяют растущему кристаллу приобрести характерную для него форму.

Существует несколько способов, позволяющих узнать, является ли твердое тело кристаллом. Самый простой из них, но очень малопригодный для использования, был открыт в результате случайного наблюдения в конце 18 века. Французский ученый Рене Гаюи нечаянно уронил один из кристаллов своей коллекции. Рассмотрев осколки кристалла, он заметил, что многие из них представляют собой уменьшенные копии исходного образца. Замечательное свойство кристаллов давать при дроблении осколки , подобные по форме исходному кристаллу, позволило Гаюи высказать гипотезу об упорядоченном и плотном расположении структурных элементов кристаллов.

                      ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Рассмотрите фотографии твердых тел и фотографии их осколков. Обратите внимание на форму твердого тела и его осколков.
2. Ответьте на вопросы:

      А) Какие  из веществ являются кристаллическими?

      Б) По каким признакам вы это установили?

Рисунок 2.

    

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Экспериментальное задание для  группы  №4.

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛОВ И АМОРФНЫХ ТЕЛ.

Оборудование: фотографии кристаллических и аморфных тел. (Рисунок 3)

Цель: сравнить результат ударного воздействия на пластины слюды, гипса, стекла.

По физическим свойствам минералы делятся на аморфные и кристаллические тела. Аморфными называются такие твердые тела, все физические свойства которых совершенно одинаковы по всем направлениям.

Кристаллическими называются твердые тела, физические свойства которых не одинаковы в различных направлениях, но совпадают в параллельных направлениях. Это свойство кристаллов называется анизотропностью. Аморфные тела иначе называют изотропными телами.

Анизотропность кристаллов проявляется, например, в различии механической  прочности по разным направлениям. Так, кристалл слюды легко расслаивается в одном направлении, но разорвать его в направлении перпендикулярном пластинкам гораздо труднее.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Внимательно рассмотрите пластину слюды. Обратите внимание на расслаивание пластины в определенном направлении.
2. Рассмотрите фотографии. Обратите внимание на фигуры удара на разных пластинках.
3. Ответьте на вопросы:

А) В чем состоит свойство анизотропии?

Б) Как проявляется это свойство у кристаллов?

В) В чем состоит свойство изотропности  твердых тел? Как это свойство проявляется у стекла?

Рисунок 3.

   

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Фронтальный эксперимент.

НАБЛЮДЕНИЕ РОСТА КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРА.

Оборудование: микроскоп, предметное стекло, стеклянная палочка, пробирка с насыщенным раствором кристаллического вещества (например,  NaCl, CuSO₄).

Цель: наблюдение процесса роста кристаллов вещества в пересыщенном водном растворе.

Раствором называется однородная смесь, в которой молекулы одного вещества равномерно распределены между молекулами другого. Взаимное  растворение двух веществ имеет некоторые пределы, которые зависят от природы растворителя и растворяемого вещества и температуры.

Раствор, в котором данное вещество при данной температуре уже больше не растворяется, называют насыщенным. Если насыщенный раствор вещества охладить, то раствор станет пересыщенным. Избыток растворенного вещества выпадает в осадок. Многие вещества при этом выпадают в осадок в виде кристаллов.

Если каплю раствора поместить на предметное стекло микроскопа, то испарение воды делает раствор пересыщенным, и в нем  начинается кристаллизация. Этот процесс настолько интенсивен, что в течение нескольких минут можно наблюдать рост кристаллов.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Поместите на предметный столик микроскопа предметное стекло, отрегулируйте освещение и вращением микрометрического винта добейтесь четкого изображения поверхности предметного стекла.
2. Выньте предметное стекло из зажимов и поместите на него с помощью стеклянной палочки каплю насыщенного раствора вещества.
3. Поместите стекло с каплей под объектив микроскопа так, чтобы в поле зрения был виден край капли, так как первые кристаллы образуются обычно на краю капли.
4. Обратите внимание на то, что кристаллы растут преимущественно в одном направлении ( в этом также проявляется анизотропность кристаллов).
5. Опишите наблюдаемое явление.

Самостоятельная работа

1 вариант

1.      Почему запотевают очки, когда человек с мороза входит в комнату?

2.      Температура воздуха в комнате 23 градуса, относительная влажность воздуха 55 процентов. Что показывает влажный термометр психрометра?

3.      Днем при 20 градусах относительная влажность воздуха 60%. Сколько воды в виде росы выделится из каждого кубического метра в воздухе, если температура ночью понизилась до 8 градусов.

2 вариант

1.      Почему в теплый и сухой день самочувствие человека лучше, чем в теплый и влажный?

2.      Относительная влажность воздуха  в помещении музея 65 %. Психрометрическая разность в показаниях сухого и влажного термометров составляет 1 градус. Какова температура в помещении?

3.      Сколько водяных паров находится в 1 литре воздуха при температуре 17 градусов, если температура точки росы 10 градусов. Определите относительную влажность воздуха

Самостоятельная работа

1        вариант

1.      Почему запотевают очки, когда человек с мороза входит в комнату?

2.      Температура воздуха в комнате 23 градуса, относительная влажность воздуха 55 процентов. Что показывает влажный термометр психрометра?

3.      Днем при 20 градусах относительная влажность воздуха 60%. Сколько воды в виде росы выделится из каждого кубического метра в воздухе, если температура ночью понизилась до 8 градусов.

2        вариант

1.      Почему в теплый и сухой день самочувствие человека лучше, чем в теплый и влажный?

2.      Относительная влажность воздуха  в помещении музея 65 %. Психрометрическая разность в показаниях сухого и влажного термометров составляет 1 градус. Какова температура в помещении?

3.      Сколько водяных паров находится в 1 литре воздуха при температуре 17 градусов, если температура точки росы 10 градусов. Определите относительную влажность воздуха

Самостоятельная работа

1        вариант

1.      Почему запотевают очки, когда человек с мороза входит в комнату?

2.      Температура воздуха в комнате 23 градуса, относительная влажность воздуха 55 процентов. Что показывает влажный термометр психрометра?

3.      Днем при 20 градусах относительная влажность воздуха 60%. Сколько воды в виде росы выделится из каждого кубического метра в воздухе, если температура ночью понизилась до 8 градусов.

2        вариант

1.      Почему в теплый и сухой день самочувствие человека лучше, чем в теплый и влажный?

2.      Относительная влажность воздуха  в помещении музея 65 %. Психрометрическая разность в показаниях сухого и влажного термометров составляет 1 градус. Какова температура в помещении?

3.      Сколько водяных паров находится в 1 литре воздуха при температуре 17 градусов, если температура точки росы 10 градусов. Определите относительную влажность воздуха

• 1 слайд

  Твердые тела.
  

• 2 слайд

  Ответь на вопросы
  1. Какими свойствами обладают твердые тела?
  2. Дайте определение понятию «кристалл» стр 203
  3. Что значит анизотропия кристалла
  

• 3 слайд

  Твердые тела сохраняют
  свою форму и объем.
  Кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенное, упорядоченное положение в пространстве. Поэтому кристаллы имеют плоские грани.
  

• 4 слайд

  Анизотропия кристаллов.
  Анизотропия – зависимость физических свойств кристалла от выбранного направления.
  

• 5 слайд

  Различная механическая прочность по разным направлениям.
  Кусок слюды легко расслаивается в одном направлении на тонкие пластинки, но разорвать его в перпендикулярной плоскости гораздо труднее.
  
  
  

• 6 слайд

  Многие кристаллы по- разному проводят тепло и электрический ток в различных направлениях.
  От направления зависят оптические свойства кристаллов.
  Кристаллы кварца по – разному преломляют свет в зависимости от направления падения на него лучей
  
  
  

• 7 слайд

  Монокристаллы и поликристаллы.
  Твердое тело, состоящее из большого числа маленьких кристалликов , называют поликристаллическими
  Одиночные кристаллы называют монокристаллами.
  

• 8 слайд

  Аморфные тела.
  У аморфных тел нет строгого порядка в расположении атомов.
  Только ближайшие атомы располагаются в некотором порядке.
  По расположению атомов и по поведению аморфные тела аналогичны жидкостям.
  

• 9 слайд

  Некоторые вещества могут находиться как в аморфном , так и в кристаллическом состоянии
  Кварц SiO4 может быть кристаллическом и аморфном состоянии ( кремнезем)
  

• 10 слайд

  Свойства аморфных тел.
  Все аморфные тела изотропны, то есть их физические свойства одинаковы по всем направлениям.
  К аморфным телам относятся : стекло, смола, канифоль, сахарный ленинец.
  При низких температурах по своим свойствам напоминают твердое тело, а при высоких обладают свойствами жидкости.
  Определенной температура плавления у аморфных тел нет.
  

• 11 слайд

  Жидкие кристаллы
  Вещества обладающие одновременно свойствами кристаллов и жидкости.
  Обладают анизотропией и текучестью.
  Жидкие кристаллы в основном органические вещества, молекулы которых имеют длинную нитевидную форму или форму плоских пластин.
  

• 12 слайд

  Использование свойств веществ для создания материалов с заданными параметрами.
  

• 13 слайд

  На какие три вида по характеру расположения частиц делят твердые тела? Чем определяется принадлежность твердых тел к одному из этих видов?
  В чем отличие моно- и поликристаллов?
  Какие тела относят к аморфным?
  Древесина анизотропна. Является ли она кристаллическим телом?
  Возникла ли бы профессия стеклодува, если бы стекло было кристаллическим телом, а не аморфным?
  
  http://gamer.livejournal.com/3
  

• 14 слайд

  Кубик из стекла и кубик, вырезанный из монокристалла кварца, опущены в горячую воду. Сохранят ли кубики свою форму?
  Кубик, вырезанный из монокристалла может превратиться в параллелепипед. Почему это возможно?
  Можно десять тысяч раз уронить железный таз,
  а фарфоровую вазу уронить нельзя ни разу.
  Ведь на десять тысяч раз нужно десять тысяч ваз.
  Почему?
  http://gamer.livejournal.com/3…
  

• 15 слайд

  Россия, год 1842, 8 октября. На прииске Царево - Александровский близ города Миасс, что на Южном Урале, найден самородок золота весом 36 кг 16 г. Ныне "Большой треугольник" - так назвали уникальный экземпляр - можно увидеть в Алмазном фонде Московского Кремля. Он считается самым крупным, из сохранившихся в мире.  На сколько градусов он нагреется, если получит 18 720 Дж тепла?
  Удельная теплоемкость золота 0,13 кДж/(кг • К). 
  
          
  Ответ: на 4 °С.
  http://poxe.ru/news/1166352789…
  

• 16 слайд

  В 1813 году на одном из притоков уральской реки "Исети", где разрабатывались бедные золотоносные кварцевые жилы, малолетняя девчушка Катя Богданова нашла большой самородок платины и принесла его приказчику.
  Какова масса платинового самородка, найденного на Урале в 1904 г., если для его нагревания на 20 °С потребовалось бы 23 056 Дж энергии?
  Удельная теплоемкость платины 0,14 кДж/(кг * К).
  
  Ответ: 8,395 кг.
  http://samoe-samaya.ru/interesno/samyj-bolshoj-samorodok-platiny.html
  

• 17 слайд

  Домашнее задание
  Глава 12
  Заполнить таблицу
  

• 18 слайд

• 19 слайд