Prezentare „corpuri cristaline și amorfe”. Corpuri amorfe și rețele cristaline Prezentare pe tema corpurilor cristaline și amorfe

Corpuri cristaline și amorfe Completată de: Elena Anatolievna Gotmanova, profesor de fizică la Instituția Municipală de Învățământ „Școala Gimnazială Nr. 15”, r.p. Districtul Pervomaisky Shchekinsky 14.01.2008 REZUMAT Prezentarea poate fi folosită parțial în lecțiile de fizică din clasa a VIII-a și complet în clasa a X-a; pe activitati extracuriculare(săptămâni de fizică, seminarii, lecții cu conexiuni interdisciplinare) Realizat în Microsoft PowerPoint Volumul de lucru - , număr de diapozitive - 16 Scopuri și obiective Familiarizarea elevilor cu structura și proprietățile solidelor; Arătați rolul fizicii stării solide în crearea materialelor cu proprietăți predeterminate; Arătați formula cristalelor, simetria rețelelor cristaline spațiale; Spectacol semnificație practică solide Recomandări metodologice pentru profesor Această prezentare poate fi folosită în clasa a 10-a, cu două și trei ore alocate temei „Solide”; Pentru implementarea învățării diferențiate, rezolvarea problemelor de înaltă calitate poate fi oferită atât întregii clase, cât și parțial elevilor cu diferite niveluri de cunoștințe; La clasa a 8-a se pot folosi materiale de prezentare legate de studiul solidelor cristaline. Recomandări metodologice pentru studenți Această prezentare susține interesul pentru studiul fizicii; Folosind această prezentare, vă extindeți orizonturile, dezvoltați gândirea abstractă; Această prezentare vă permite să consolidați abilitățile de autoeducare. Caracteristicile structurii moleculare interne a solidelor. Proprietățile lor Cristalul este o formare stabilă, ordonată de particule în stare solidă. Cristalele se disting prin periodicitatea spațială a tuturor proprietăților. Principalele proprietăți ale cristalelor: păstrează forma și volumul în absența influențelor externe, are rezistență, un anumit punct de topire și anizotropie (diferența dintre proprietățile fizice ale cristalului față de direcția aleasă). Observarea structurii cristaline a unor substanțe sare cuarț mica diamant Monocristale și policristale Metalele au o structură cristalină. De obicei, un metal este format dintr-un număr mare de cristale mici topite împreună. Un solid format dintr-un număr mare de cristale mici se numește policristalin. Cristalele simple se numesc cristale simple. Majoritatea solidelor cristaline sunt policristale, deoarece constau din multe cristale intercrescute. Monocristalele - monocristalele au o formă geometrică regulată și proprietățile lor variază în funcție de direcție Context istoric 1867 Inginerul rus A.V. Gadolin a fost primul care a demonstrat că cristalele pot avea 32 de tipuri de simetrie.Renumitul cristalograf rus E.S. Fedorov a demonstrat că pot exista doar 230 de moduri de a construi un cristal. Oamenii de știință au aflat forma corectă cristalul se datorează aranjamentului strâns, ordonat al particulelor în cristal. Demonstrarea diferitelor modele de rețele cristaline diamant grafit sare Rețineți aceeași distanță între particulele de sare în anumite direcții Modelele rețelelor cristaline de grafit și diamant sunt un exemplu de polimorfism, când aceeași substanță poate avea Tipuri variate ambalaj Demonstrarea dovezilor proprietăților corpurilor amorfe 1. Corpurile amorfe nu au un anumit punct de topire sticla de parafină 2. Corpurile amorfe sunt izotrope, de exemplu: plastilină parafină Rezistența acestor corpuri nu depinde de alegerea direcției de testare Demonstrație de evidenţă a proprietăţilor corpurilor amorfe 3. Cu expunere de scurtă durată prezintă proprietăţi elastice. De exemplu: balon de cauciuc 4. Cu influență externă prelungită, curg corpuri amorfe. De exemplu: parafină într-o lumânare. 5. În timp, acestea devin tulburi (ex: sticlă) și se devitrifică (ex: bomboane), ceea ce este asociat cu apariția unor cristale mici, ale căror proprietăți optice diferă de proprietățile corpurilor amorfe.Rezolvarea problemelor calitative A. bila formata dintr-un singur cristal atunci cand este incalzita isi poate schimba nu numai volumul, ci si forma. De ce? Un cub de sticlă și un cub monocristal de cuarț sunt înmuiați apa fierbinte. Cuburile își păstrează forma? De ce nu există cristale sferice în natură? De ce scârțâie zăpada sub picioare pe vreme rece? De ce nu există puncte de topire pentru sticlă în tabelele cu punctele de topire ale diferitelor substanțe? Rezultate Elevii s-au familiarizat cu structura și proprietățile solidelor; Ne-am familiarizat cu rolul fizicii stării solide în crearea materialelor cu proprietăți predeterminate; Elevii au văzut formula cristalelor, simetria rețelelor cristaline spațiale; Ne-am uitat la semnificația practică a solidelor Referințe 1. 2. 3. O.F. Fizica Kabardin. Materiale de referință.Kabardin O.F. - M. „Iluminismul”, 1988, 367 p. G.Ya. Myakishev, B.B. Buhovtsev, N.N. Sotsky – Fizică. Manual pentru clasa a X-a a instituțiilor de învățământ general. Myakishev G.Ya., Buhovtsev B.B., Sotsky N.N. - Literatură, „Iluminismul”, 2007, 366 p. IG. Vlasova, A.A. Vitebskaya Rezolvarea problemelor de fizică. Manualul elevului școlar. – Vlasova I.G., Vitebskaya A.A., Societatea Filologică „Slovo”, AST, Klyuch-S, Centrul pentru Științe Umaniste de la Facultatea de Jurnalism a Universității de Stat din Moscova. M.V. Lomonosov, -M., 1997, 638 p. Răspunsuri la probleme calitative Un monocristal este un singur cristal în care proprietăți fizice depind de direcția din interiorul cristalului, adică are anizotropie. Prin urmare, o minge dintr-un singur cristal, atunci când este încălzită, se poate extinde în diferite direcții în mod inegal, prin urmare, își poate schimba nu numai volumul, ci și forma. Sticla este un solid amorf și este izotropă. Monocristalele sunt anizotrope. În consecință, datorită anizotropiei dilatației termice (dilatația termică nu este aceeași în direcții diferite), cubul de cuarț va lua forma unui paralelipiped. Un cub de sticlă nu își va schimba forma. Toate cristalele simple sunt anizotrope, adică proprietățile fizice depind de direcția din interiorul cristalelor. În consecință, creșterea cristalelor nu este aceeași în direcții diferite și, prin urmare, un cristal sferic nu poate fi crescut. Zăpada este formată dintr-un număr mare de fulgi de zăpadă cristalini. Pe vreme rece, zăpada scârțâie sub picioarele tale pentru că sute de mii de cristale se sparg pe podea sub forța picioarelor tale. Acest lucru se datorează faptului că sticla este o substanță amorfă care nu are un punct de topire specific.

Cristalin

si amorf

Pregătit de: profesor de matematică și fizică al OGBOU SPO „Colegiul Agrar Tulun” Guznyakov Alexander Vasilievich

Obiectivele lecției:

educational-

• formează conceptele: „corp cristalin”, „rețea cristalină”, „monocristal”, „policristal”, „corp amorf”;
• identificați proprietățile de bază ale corpurilor cristaline și amorfe;

în curs de dezvoltare-

• dezvoltarea capacității de a evidenția principalul lucru;
• dezvoltarea capacității de sistematizare a materialului;
• dezvoltarea interesului cognitiv pentru subiect folosind diverse forme de lucru;

educational -

• să cultive o viziune științifică asupra lumii.

Gheața abia transparentă, întunecată deasupra lacului, acoperea pâraiele nemișcate cu cristal.

A.S. Pușkin.

Și frigul nebun al smaraldului, Și căldura topazului auriu, Și înțelepciunea calcitului simplu - Numai ei nu vor înșela niciodată. În ele, în fragmentele tăcute ale universului, scântei de armonii eterne. Imaginea arogantă a vieții de zi cu zi se estompează și se topește în aceste scântei. Ele dau pace și protecție, Ele dau focul inspirației, împletite într-un singur lanț, cu fragilitatea noastră - verigi în eternitate.

Victor Sletov

cristale de smarald

Munca practica

Indicatii termometru uscat, °С	Diferența de lectură termometre uscate și umede, °C								Citirile termometrului umed, °C

Defini

umiditate

Proba de admitere

1. Numiți cele trei stări ale materiei.

- gazos, lichid, solid.

2. Completează propoziţia.

„Starea de agregare a unei substanțe este determinată de locația, natura mișcării și interacțiunii...”

- molecule.

Proba de admitere

3. Găsiți o potrivire între starea de agregare substanțe și distanța dintre molecule.

- 1b; 2a; 3c.

4. Numiți proprietățile solidelor.

- păstrează volumul și forma.

1) gazos;

2) tare;

3) lichid.

a) amplasate în mod ordonat, aproape unele de altele;

b) distanța este de multe ori mai mare decât dimensiunea moleculelor;

c) situate aleatoriu unul lângă altul.

Proba de admitere

5. Completați cuvintele lipsă.

„Tranziția unei substanțe de la starea lichidă la starea solidă se numește... sau...”

- întărire, cristalizare.

Majoritatea solidelor din jurul nostru sunt substanțe în stare cristalină. Acestea includ materiale de construcție și de structură: diferite clase de oțel, tot felul de aliaje metalice, minerale etc. Un domeniu special al fizicii este fizica stării solide - se ocupă cu studiul structurii și proprietăților solidelor. Această zonă a fizicii este lider în toate cercetările fizice. Ea formează baza tehnologiei moderne.

Fizica stării solide

Proprietățile Solidelor

Nu se schimba

Nu se schimba

Care este motivul?

Proprietățile solidelor cristaline

• Punctul de topire este constant

• Aveți o rețea cristalină

• Fiecare substanță are propriul punct de topire.

• Anizotrop (rezistență mecanică, proprietăți optice, electrice, termice)

Tipuri de cristale

Substante amorfe

(diferiți greci ἀ „non-” și μορφή „tip, formă”) nu au o structură cristalină și, spre deosebire de cristale, nu se despart pentru a forma fețe cristaline; de ​​regulă, ele sunt izotrope, adică nu prezintă proprietăți diferite în direcții diferite, nu au un anumit punct de topire.

Proprietățile corpurilor amorfe

• Nu au un punct de topire constant

• Nu au o structură cristalină

• Izotrop

• Să aibă fluiditate

• Capabil să treacă în stare cristalină și lichidă.

• Au doar „ordine pe distanță scurtă” în aranjamentul particulelor

Minerale

Varietate de cristale

Corpuri amorfe

Privește la rădăcină

Tipuri de cristale

Sistem cubic

tetragonală

Hexagonal

Romboedric

Rombic

Monoclinic

Triclinica

Cristale lichide

substanţe care au simultan

proprietăți precum lichidele (fluiditatea),

și cristale (anizotropie).

Aplicarea cristalelor lichide

Contoarele de presiune și detectoarele cu ultrasunete au fost create pe baza de cristale lichide. Dar cel mai promițător domeniu de aplicare a substanțelor cristaline lichide este tehnologia informației. Au trecut doar câțiva ani de la primii indicatori, familiari tuturor de la ceasurile digitale, la televizoarele color cu ecrane LCD de mărimea unei cărți poștale. Astfel de televizoare oferă o imagine foarte Calitate superioară, consumând o cantitate nesemnificativă de energie dintr-o baterie sau baterie de dimensiuni mici.

Tăiere cu diamant

Diamantul este recunoscut ca fiind cea mai frumoasă și frecvent utilizată formă de tăiere strălucitoare, creată pentru combinația optimă de strălucire și „jocul” luminii, dezvăluind proprietățile de bijuterie ale diamantului.

Diamantul „Șah”

diamant „Orlov”

Rezolvarea problemelor

1. O minge prelucrată dintr-un singur cristal, atunci când este încălzită, își poate schimba nu numai volumul, ci și forma. De ce?

Răspuns :

Datorită anizotropiei, cristalele se extind neuniform atunci când sunt încălzite.

Rezolvarea problemelor

2. Care este originea modelelor de pe suprafața fierului zincat?

Răspuns :

Modelele apar datorită cristalizării zincului.

Test de ieșire

1. Completează propoziţia.

„Dependența proprietăților fizice de direcția în interiorul cristalului se numește...”

- anizotropie.

2. Completați cuvintele lipsă.

„Corpurile solide sunt împărțite în... și...”

- cristalin si amorf.

3. Găsiți corespondența dintre solide și cristale.

- 1a; 2b.

4. Găsiți o corespondență între substanță și starea ei.

- 1b; 2c; 3b; 4a.

Test de ieșire

Test de ieșire

5. Găsiți o corespondență între corpuri și punctul de topire.

- 1b; 2a.

Puteți afla mai multe: http://ru.wikipedia.org/wiki; http://physics.ru/courses/op25part1/content/chapter3/section/paragraph6/theory.html; http://www.alhimik.ru/stroenie/gl_17.html; http://bse.sci-lib.com/article109296.html; http://fizika2010.ucoz.ru/socnav/prep/phis001/kris.html.

Cristalin

Cu mulți ani în urmă, în Sankt Petersburg, într-unul din depozitele neîncălzite, erau stocuri mari de nasturi albi lucioși de tablă. Și deodată au început să se întunece, să-și piardă strălucirea și să se prăbușească în pulbere. În câteva zile, munții de nasturi s-au transformat într-un morman de pudră gri. „Peste de staniu” este numele dat acestei „boali” a staniului alb. Și aceasta a fost doar o rearanjare a ordinii atomilor din cristalele de staniu. Staniul, trecând de la un soi alb la unul gri, se sfărâmă în pulbere.

Atât staniul alb, cât și cel gri sunt cristale de staniu, dar la temperaturi scăzute structura lor cristalină se modifică și, ca urmare, proprietățile fizice ale substanței se modifică. Atât staniul alb, cât și cel gri sunt cristale de staniu, dar la temperaturi scăzute structura lor cristalină se modifică și, ca urmare, proprietățile fizice ale substanței se modifică.

Anizotropia se observă în principal în monocristale. În policristale (de exemplu, într-o bucată mare de metal), anizotropia nu apare în stare normală. Policristalele constau dintr-un număr mare de granule mici de cristal. Deși fiecare dintre ele are anizotropie, din cauza dezordinei aranjamentului lor, corpul policristalin în ansamblu își pierde anizotropia.

Aranjarea particulelor într-un cristal poate fi perturbată numai dacă acesta începe să se topească. Atâta timp cât există o ordine de particule, există o rețea cristalină, un cristal există. Dacă structura particulelor este perturbată, înseamnă că cristalul s-a topit - s-a transformat în lichid sau s-a evaporat - s-a transformat în abur.

Slide 1

Descriere slide:

Slide 2

Descriere slide:

Slide 3

Descriere slide:

Slide 4

Descriere slide:

Slide 5

Descriere slide:

Slide 6

Descriere slide:

Slide 7

Descriere slide:

Slide 8

Descriere slide:

Slide 9

Descriere slide:

Să facem un experiment. Vom avea nevoie de o bucată de plastilină, o lumânare cu stearina și un șemineu electric. Să punem plastilină și o lumânare la distanțe egale de șemineu. După ceva timp, o parte din stearina se va topi (deveni lichidă), iar o parte va rămâne sub forma unei piese solide. În același timp, plastilina se va înmuia doar puțin. După ceva timp, toată stearina se va topi, iar plastilina se va „coroda” treptat de-a lungul suprafeței mesei, înmoaie din ce în ce mai mult. Să facem experimentul. Vom avea nevoie de o bucată de plastilină, o lumânare cu stearina și un șemineu electric. Să punem plastilină și o lumânare la distanțe egale de șemineu. După ceva timp, o parte din stearina se va topi (deveni lichidă), iar o parte va rămâne sub forma unei piese solide. În același timp, plastilina se va înmuia doar puțin. După ceva timp, toată stearina se va topi, iar plastilina se va „coroda” treptat de-a lungul suprafeței mesei, înmoaie din ce în ce mai mult.

Slide 10

Descriere slide:

Slide 11

Descriere slide:

Să facem următorul experiment. Aruncați o bucată de rășină sau ceară într-o pâlnie de sticlă și lăsați-o într-o cameră caldă. După aproximativ o lună, se dovedește că ceara a luat forma unei pâlnii și chiar a început să curgă din ea sub forma unui „flux” (vezi imaginea). Spre deosebire de cristale, care își păstrează propria formă aproape pentru totdeauna, corpurile amorfe prezintă fluiditate chiar și la temperaturi scăzute. Prin urmare, pot fi considerate lichide foarte groase și vâscoase. Să facem următorul experiment. Aruncați o bucată de rășină sau ceară într-o pâlnie de sticlă și lăsați-o într-o cameră caldă. După aproximativ o lună, se dovedește că ceara a luat forma unei pâlnii și chiar a început să curgă din ea sub forma unui „flux” (vezi imaginea). Spre deosebire de cristale, care își păstrează propria formă aproape pentru totdeauna, corpurile amorfe prezintă fluiditate chiar și la temperaturi scăzute. Prin urmare, pot fi considerate lichide foarte groase și vâscoase.

Slide 12

Descriere slide:

Slide 13

Descriere slide:

Slide 14

Descriere slide:

Slide 15

Descriere slide:

Slide 16

Descriere slide:

Slide 17

Descriere slide:

Slide 18

Descriere slide:

Slide 19

Descriere slide:

Slide 20

Descriere slide:

Slide 21

Descriere slide:

Slide 22

Descriere slide:

Slide 23

Descriere slide:

Slide 24

Descriere slide:

Slide 25

Descriere slide:

Slide 26

Descriere slide:

Slide 27

Descriere slide:

Slide 28

Descriere slide:

Slide 29

Descriere slide:

Slide 30

Descriere slide:

Slide 31

Descriere slide:

Toate deformațiile solidelor sunt reduse la tensiune (compresie) și forfecare. La deformarile elastice se reface forma corpului, dar la deformarile plastice nu se reface. Toate deformațiile solidelor sunt reduse la tensiune (compresie) și forfecare. La deformarile elastice se reface forma corpului, dar la deformarile plastice nu se reface. Mișcarea termică provoacă vibrații ale atomilor (sau ionilor) care formează un solid. Amplitudinea vibrațiilor este de obicei mică în comparație cu distanțele interatomice, iar atomii nu își părăsesc locurile. Deoarece atomii dintr-un solid sunt legați între ei, vibrațiile lor au loc în mod concertat, astfel încât o undă se propagă prin corp cu o anumită viteză.

Slide 33

Descriere slide:

Slide 34

Descriere slide:

Descrierea prezentării prin diapozitive individuale:

1 tobogan

Descriere slide:

2 tobogan

Descriere slide:

Asemănări și diferențe. În fizică, numai corpurile cristaline sunt numite de obicei solide. Corpurile amorfe sunt considerate a fi lichide foarte vâscoase. Nu au un punct de topire specific; atunci când sunt încălzite, se înmoaie treptat, iar vâscozitatea lor scade. Corpurile cristaline au un anumit punct de topire, neschimbat la presiune constantă. Corpurile amorfe sunt izotrope - proprietățile corpurilor sunt aceleași în toate direcțiile. Cristalele sunt anizotrope. Proprietățile cristalelor nu sunt aceleași în direcții diferite.

3 slide

Descriere slide:

Cristale. Studierea structurii interne a cristalelor folosind raze X a făcut posibilă stabilirea faptului că particulele din cristale au aranjamentul corect, adică. formează o rețea cristalină. - Punctele din rețeaua cristalină care corespund celei mai stabile poziții de echilibru a particulelor unui solid se numesc noduri rețelei cristaline. În fizică, un solid înseamnă doar acele substanțe care au o structură cristalină. Există 4 tipuri de rețele cristaline: ionică, atomică, moleculară, metalică. 1. nodurile contin ioni; 2.atomi; 3.molecule; 4.+ ioni metalici

4 slide

Descriere slide:

Corpuri amorfe. Corpurile amorfe, spre deosebire de corpurile cristaline, care se caracterizează prin ordinea pe distanță lungă în aranjarea atomilor, au doar ordine pe distanță scurtă. Corpurile amorfe nu au propriul punct de topire. Când sunt încălzite, corpurile amorfe se înmoaie treptat, moleculele sale își schimbă din ce în ce mai ușor vecinii cei mai apropiați, vâscozitatea îi scade și, cu suficient temperatura ridicata se poate comporta ca un lichid cu vâscozitate scăzută.

5 slide

Descriere slide:

Tipuri de deformare. O modificare a formei și mărimii unui corp se numește deformare.Există următoarele tipuri de deformare: 1. deformarea tensiunii longitudinale și compresiei longitudinale; 2. deformarea întinderii și compresiei integrale; 3.deformare la încovoiere transversală; 4.deformarea de torsiune; 5.deformare prin forfecare;

6 slide

Descriere slide:

Fiecare dintre tipurile de deformare descrise poate fi mai mare sau mai mică. Oricare dintre ele poate fi evaluat prin deformare absolută ∆o modificare numerică în orice dimensiune a unui corp sub influența forței. Deformarea relativă Ɛ (epsilon grecesc) este o mărime fizică care arată ce parte din dimensiunea inițială a corpului a este deformația absolută ∆a: Ɛ=∆L/L Ɛ= ∆a / a Efortul mecanic este o mărime care caracterizează acțiunea forțe interneîntr-un solid deformat. σ= F / S [Pa]

7 slide

Descriere slide:

Legea lui Hooke Modulul elastic. Legea lui Hooke: solicitarea mecanică într-un corp deformat elastic este direct proporțională cu deformația relativă a acestui corp. σ=kƐ Valoarea k care caracterizează dependența stres mecanicîn material din genul acestuia din urmă și din conditii externe numit modul de elasticitate. σ=EƐ σ=E (∆L/L) E – modulul elastic „Modulul Young”. Modulul lui Young este măsurat prin efortul normal care trebuie să apară în material atunci când o deformare relativă egală cu unitatea, i.e. când lungimea probei este dublată. Valoarea numerică a modulului Young este calculată experimental și introdusă în tabel. Thomas Young