Кристаллические и аморфные тела - презентация. Презентация - кристаллические и аморфные тела - поверхностное натяжение жидкостей Аморфные тела жидкие кристаллы фазовые переходы презентация

Класс: 10

Тип урока: объяснение нового материала

Цели урока:

• Обучающие: повторить и систематизировать знания о свойствах кристаллов, рассмотреть особенности аморфных тел, провести сравнение, ввести понятия «изотропия», «анизотропия», «поликристалл», «монокристалл».
• Развивающие: развитие интереса к физике и математике, развитие логического мышления, внимания, памяти, самостоятельности при поиске решения.
• Воспитательные: формирование научного мировоззрения, воспитание аккуратности, взаимопомощи.

Средства обучения:

• Учебник «Физика. 10 класс» Генденштейн Л.Э.
• Сборник задач по физике. Генденштейн Л.Э.
• Проектор, компьютер, видеоматериалы (Приложение 1).
• Демонстрационное оборудование – модель кристаллической решетки, образцы кристаллов слюды, кварца.
• Лабораторное оборудование – микроскопы, образцы веществ – соль, сахар, сахарный леденец.

Методы обучения:

• Словесный (объяснение учителя)
• Наглядный (видео)
• Практический (опытное исследование – наблюдение в микроскоп, решение задач)

План урока:

1. Орг. момент
2. Актуализация и мотивация знаний (повторение)
3. Объяснение нового материала
4. Закрепление
5. Подведение итогов. Домашнее задание

Ход урока

1. Орг. момент.

2. Напомню, что мы продолжаем изучать молекулярно-кинетическую теорию.

– В чем состоит основная задача МКТ? (Ответ: МКТ объясняет свойства макроскопических тел на основе знаний о строении вещества и поведении молекул).

Мы рассмотрели подробно на предыдущих уроках особенности газов и жидкостей. Для завершения МКТ нам необходимо рассмотреть особенности твердых тел.

– Какие особенности о строении твердых тел нам известны из курса физики? (Ответы: молекулы расположены очень близко друг к другу, силы взаимодействия между молекулами велики, молекулы совершаю колебания около своих положений равновесия).

– В чем отличия в строении жидкостей и твердых тел? (Ответ: в силах взаимодействия между молекулами, в расположении частиц, в скоростях и видах движения молекул).

Итак, главная особенность – это правильное расположение атомов, т.е. наличие кристаллической решетки, поэтому большинство твердых тел называют кристаллическими. Однако, существует еще одна группа твердых тел, о которых мы раньше не говорили – это аморфные тела. Итак, тема сегодняшнего урока «Кристаллические и аморфные тела». (Слайд 1) (Приложение 1)

3. Некоторые свойства кристаллов мы знаем. Вспомните, что можно сказать о форме и объеме твердых тел? (Ответ: сохраняются и форма, и объем)

Для систематизации знаний о твердых телах и для сравнения кристаллов и аморфных тел в процессе урока будем заполнять следующую таблицу (таблица приготовлена заранее на доске или можно вывести на экран через компьютер):

Начертите таблицу в тетради.

В колонку «Кристаллические тела» впишите, что нам известно о форме и объеме кристаллических тел.

(Слайд 2)

На рисунке показаны кристаллические решетки различных веществ. Обратите внимание на то, что линии, соединяющие положения атомов, образуют правильные геометрические фигуры: квадраты, прямоугольники, треугольники, 6-угольники и т.д.

Т.е. кристаллы – это твердые тела, атомы которых расположены в определенном порядке (записать в таблицу).

Правильное расположение атомов хорошо демонстрирует модель кристаллической решетки.

Демонстрация модели кристаллической решетки графита.

(Слайд 3) Из уроков химии вы знаете, что кристаллические решетки могут состоять не только из нейтральных атомов, но и из ионов. На рисунке – ионные кристаллические решетки поваренной соли и хлорида цезия. При этом мы опять же наблюдаем правильное расположение частиц в пространстве.

(Слайд 4) Бывает, что одни и те же атомы образуют разные вещества с абсолютно разными свойствами в зависимости от вида кристаллической решетки: слева – слоистая решетка графита (модель которого мы только видели). Графит – мягкое, непрозрачное, проводящее ток вещество. Справа – алмаз с каскадной решеткой, состоящей из тех же атомов углерода. Алмаз – прозрачный кристалл, диэлектрик, самое прочное вещество в природе.

(Слайд 5) Графит и алмаз.

Следствием правильного расположения атомов является наличие плоских граней и правильная геометрическая форма кристаллов (независимо от размера), симметрия. Обратите внимание на это на следующих слайдах:

(Слайд 6) Йодид свинца. Размеры кристалликов разные, а форма повторяется. Кроме того, если кристалл расколется на части, то все они будут такой же формы.

(Слайд 7) Алмазы

(Слайд 9) Снежинки.

(Слайд 10) Кварц.

Исследование. У вас на столе находятся различные вещества и микроскопы. Настройте свет в микроскопе, положите на предметное стеклышко крупинки соли и рассмотрите их. Что из перечисленных уже особенностей кристаллов подтверждается при наблюдении кристалликов соли? (Правильная форма в виде кубиков, видны плоские грани).

Внутри кристалла расстояния между атомами в разных направлениях разные, поэтому и взаимодействия между атомами различны. Давайте подумаем, к чему это приводит.

Еще раз посмотрим на модель решетки графита.

– Где сильнее связаны атомы: в отдельных слоях или между слоями? (Ответ: в отдельных слоях, так как частицы ближе расположены друг к другу).

– Как это может повлиять на прочность кристалла? (Ответ: прочность скорее всего будет отличаться).

– В каком направлении будет быстрее передаваться тепло – вдоль слоя или в перпендикулярном направлении? (Ответ: вдоль слоя) .

Итак, физические свойства различны по разным направлениям. Это называется анизотропией . Запишем в таблицу: кристаллы анизотропны , т.е. их физические свойства зависят от выбранного в кристалле направления (теплопроводность, электропроводность, прочность, оптические свойства). Это основное свойство кристаллов!!

Демонстрация кусочков слюды и ее способности легко расслаиваться, но при этом трудно разорвать пластинку слюды поперек слоев.

(Слайд 11) Рассмотрим еще одну особенность кристаллов.

– Чем отличаются эти два объекта? (Ответ: слева сахар в виде отдельных крупинок, а справа – сросшиеся кристаллики).

Одиночные кристаллы называются монокристаллами , а множество спаянных друг с другом кристалликов – поликристаллы (записать в таблицу).

(Слайд 12) Примеры монокристаллов – драгоценные камни (сапфиры, рубины, алмазы). Так выглядит кристалл рубина в природе.

(Слайд 13) Для ювелирных изделий им придают дополнительную огранку. К поликристаллам относятся все металлы.

(Слайд 14) А здесь сахар в трех состояниях: сахарный песок, сахар-рафинад, и сахарный леденец.

– Есть ли среди этих образцов монокристаллы? (Ответ: сахарный песок) .

– Есть ли среди этих образцов поликристалл? (Ответ: сахар-рафинад) .

– Можем ли мы утверждать, что леденец имеет правильную форму? Есть ли у него плоские грани? (Ответы: нет).

Исследование. Рассмотрите в микроскоп крупинки сахара и кусочки леденца. Что можно сказать о форме крупинок, о наличии плоских граней, о повторяемости формы в разных крупинках? (ответ: у крупинок сахара есть все признаки кристаллов, у крупинок леденца их нет).

(Слайд 15) Вот фотографии, сделанные с помощью микроскопа: слева – крупинка сахарного песка, справа – кусочек леденца. Обратите внимание на скол леденца.

В отличие от кристаллов сахарный леденец может и раскалываться и размягчаться, постепенно переходя в жидкое состояние, при этом меняя форму. Все аморфные тела – это вещества, атомы которых расположены в относительном порядке, нет строгой повторяемости пространственной структуры. (Слайд 16) Следствием этого является изотропия – одинаковые физические свойства по разным направлениям (записать в таблицу).

(Слайд 17) Еще один пример вещества в кристаллическом и аморфном состояниях (песок и стекло). Важно, что из-за разных расстояний между атомами даже в соседних ячейках, разрушаться пространственная решетка не будет при определенной температуре, как это происходит у кристаллов. У аморфных тел существует промежуток температур, при котором вещество плавно переходит в жидкое состояние.

(Слайд 18) Примерами аморфных тел являются смола, канифоль, янтарь, пластилин и другие.

4. Для закрепления материала отвечаем на вопросы № 597, № 598 из сборника задач Рымкевича А.П., № 17.26, 17.30 из сборника задач Генденштейна Л.Э.

Если остается время – решаем задачи из ЕГЭ (А10, А11).

5 . Домашнее задание: заполнить до конца таблицу, §30.

Слайд 1

Кристаллические и аморфные тела
Поверхностное натяжение жидкостей

Слайд 2

Основные состояния вещества
Газообразное Жидкое Твердое Кристаллы Аморфные тела Любое вещество может находиться в 3-х агрегатных состояниях, в зависимости от условий (температуры и давления) Плазма

Слайд 3

Кристаллы- твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве
В кристаллических телах частицы располагаются в строгом порядке, образуя пространственные периодически повторяющиеся структуры во всем объеме тела (дальний порядок) Для наглядного представления таких структур используются пространственные кристаллические решетки, в узлах которых располагаются центры атомов или молекул данного вещества. Чаще всего кристаллическая решетка строится из ионов (положительно и отрицательно заряженных) атомов, которые входят в состав молекулы данного вещества.

Слайд 4

Кристаллы
Плавятся при определенной температуре (температуре плавления) Свойства кристалла зависят от типа кристаллической решетки
Монокристалл – это одиночный кристалл Физические свойства: 1)Правильная геометрическая форма 2)Постоянная температура плавления.

Слайд 5

Кристаллические решетки
Молекулярная Атомная Металлическая Ионная
В узлах располагаются молекулы. Между ними действуют слабые силы притяжения, поэтому вещества летучи, у них низкие температуры плавления и кипения, малая твердость. Лед, йод. В узлах находятся отдельные атомы. Связи между ними самые прочные, поэтому вещества самые твердые, в воде не растворяются, у них высокие температуры плавления и кипения. Алмаз (углерод) В узлах находятся атомы металлов, легко переходящие в ионы, при отдаче электронов в общее пользование. Вещества ковкие, пластичные, имеют металлический блеск, высокую тепло- и электропроводность В узлах находятся положительные и отрицательные ионы. Связь между ними прочная, поэтому вещества обладают высокой твердостью, тугоплавкостью, нелетучие, но многие могут растворяться в воде. Хлорид натрия (соль)

Слайд 6

Кристаллы

Слайд 7

Колумбийский изумруд
Шапка Мономаха

Слайд 8

Поликристаллы
Поликристалл висмута
Аметист(разновидность кварца)
Поликристаллы – это твёрдые тела, состоящие из большого числа маленьких кристалликов. Примеры: металлы, кусочек сахара.

Слайд 9

Анизотропия кристалла- зависимость физических свойств от направления внутри кристалла
Различная механическая прочность по разным направлениям (слюда, графит) Разные тепло – и электро- проводимости Различные оптические свойства кристалла (разная преломляемость света - кварц) Все кристаллические тела анизотропны

Слайд 10

Аморфные тела
Это твёрдые тела, где сохраняется только ближний порядок в расположении атомов. (Кремнезём, смола, стекло, канифоль, сахарный леденец) . Они не имеют постоянной температуры плавления и обладают текучестью. При низких температурах они ведут себя подобно кристаллическим телам, а при высокой подобны жидкостям.

Слайд 11

Аморфные тела изотропны, физические свойства одинаковы по всем направлениям
Аморфный, окаменелый древесный сок

Слайд 12

Жидкие кристаллы
Обладают одновременно свойствами кристалла и жидкости (анизотропией и текучестью) Жидкие кристаллы – в основном органические вещества, молекулы которых имеют длинную нитевидную форму или форму плоских пластин

Слайд 13

Жидкости
В жидкостях наблюдается ближний порядок - упорядоченное относительное расположение (или взаимная ориентация в жидких кристаллах) соседних частиц жидкости внутри малых ее объемов

Слайд 14

Жидкости
Строение сходно со строением аморфных тел Отличие: обладают большой текучестью

Слайд 15

Жидкость
Поверхностные явления – это явления, связанные с существованием у жидкости свободной поверхности. Избыточная энергия, которой обладают молекулы поверхностного слоя по сравнению с молекулами в толще жидкости, называется поверхностной (избыточной) энергией. Удельная поверхностная энергия - отношение поверхностной энергии к площади поверхности σ= Е пов/s [σ]=1 Дж/м2

Слайд 16

На поверхности жидкости остается такое количество молекул, при котором ее площадь остается минимальной для данного объема жидкости. Капли жидкости принимают форму, близкую к шарообразной, при которой площадь поверхности минимальна. Собственная форма - шарообразная Поверхностное натяжение-явление вызванное притяжением молекул поверхностного слоя к молекулам внутри жидкости. Сила поверхностного натяжения- сила, направленная по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно участку контура, ограничивающего поверхность, в сторону ее сокращения.

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:

Кристаллические

и аморфные

Подготовил: преподаватель математики и физики ОГБОУ СПО «Тулунский аграрный техникум» Гузняков Александр Васильевич

Цели урока:

обучающая-

• сформировать понятия: «кристаллическое тело», «кристаллическая решетка», «монокристалл», «поликристалл», «аморфное тело»;
• выявить основные свойства кристаллических и аморфных тел;

развивающая-

• развивать умения выделять главное;
• развивать умение систематизировать материал;
• развивать познавательный интерес к предмету, используя разнообразные формы работы;

воспитательная -

• воспитывать научное мировоззрение.

Едва прозрачный лед, над озером тускнея, Кристаллом покрывал недвижные струи.

А.С.Пушкин.

И шальной холодок изумруда, И тепло золотого топаза, И простого кальцита премудрость - Лишь они не обманут ни разу. В них, в безмолвных осколках вселенной, Искры вечных гармоний сверкают. Повседневности образ надменный В этих искрах бледнеет и тает. Они дарят покой и защиту, Они дарят огонь вдохновенья, Заплетаясь цепочкой единой, С нашей бренностью - в вечности звенья.

Виктор Слётов

Кристаллы изумруда

Практическая работа

Показания сухого термометра, °С	Разность показаний сухого и влажного термометров,°С								Показания влажного термометра, °С

Определите

влажность

Входной тест

1. Назовите три агрегатных состояния вещества.

- газообразное, жидкое, твердое.

2. Закончите предложение.

«Агрегатное состояние вещества определяется расположением, характером движения и взаимодействия …»

- молекул.

Входной тест

3. Найдите соответствие между агрегатным состоянием вещества и расстоянием между молекулами.

- 1б; 2а; 3в.

4. Назовите свойства твердых тел.

- сохраняют объем и форму.

1) газообразное;

2) твердое;

3) жидкое.

а) расположены упорядоченно, вплотную друг к другу;

б) расстояние во много раз больше размеров молекул;

в) расположены беспорядочно друг возле друга.

Входной тест

5. Вставьте пропущенные слова.

«Переход вещества из жидкого состояния в твердое называется … или … »

- отвердеванием, кристаллизацией.

Большинство окружающих нас твердых тел представляют собой вещества в кристаллическом состоянии. К ним относятся строительные и конструкционные материалы: различные марки стали, всевозможные металлические сплавы, минералы и т. д. Специальная область физики-физика твердого тела - занимается изучением строения и свойств твердых тел. Эта область физики является ведущей во всех физических исследованиях. Она составляет фундамент современной техники.

Физика твердого тела

Свойства твердых тел

Не изменяется

Не изменяется

В чём причина?

Свойства кристаллических тел

• Температура плавления постоянна

• Имеют кристаллическую решетку

• Каждое вещество имеет свою температуру плавления.

• Анизотропные (механическая прочность, оптические, электрические, тепловые свойства)

Типы кристаллов

Ам́орфные веществ́а

(отдр.греч ἀ «не-» и μορφή «вид, форма») не имеют кристаллической структуры и в отличие от кристаллов не расщепляются с образованием кристаллических граней, как правило - изотропны, то есть не обнаруживают различных свойств в разных направлениях, не имеют определённой точки плавления.

Свойства аморфных тел

• Не имеют постоянной температуры плавления

• Не имеют кристаллического строения

• Изотропны

• Обладают текучестью

• Способны переходить в кристаллическое и жидкое состояние.

• Имеют только «ближний порядок» в расположении частиц

Минералы

Разнообразие кристаллов

Аморфные тела

Зри в корень

Типы кристаллов

Кубическая система

Тетрагональная

Гексагональная

Ромбоэдрическая

Ромбическая

Моноклинная

Триклинная

Жидкие кристаллы

вещества, обладающие одновременно

свойствами как жидкостей (текучесть),

так и кристаллов (анизотропия).

Применение жидких кристаллов

На основе жидких кристаллов созданы измерители давления, детекторы ультразвука. Но самая многообещающая область применения жидкокристаллических веществ - информационная техника. От первых индикаторов, знакомых всем по электронным часам, до цветных телевизоров с жидкокристаллическим экраном размером с почтовую открытку прошло лишь несколько лет. Такие телевизоры дают изображение весьма высокого качества, потребляя ничтожное количество энергии от малогабаритного аккумулятора или батарейки.

Огранка алмазов

Бриллиант признан самой красивой и часто используемой формой бриллиантовой огранки, созданной для оптимального сочетания блеска и «игры» света, раскрытия ювелирных свойств алмаза.

Алмаз «Шах»

Алмаз «Орлов»

Решение задач

1. Шар, выточенный из монокристалла, при нагревании может изменить не только объем, но и форму. Почему?

Ответ :

Вследствие анизотропии кристаллы при нагревании расширяются неравномерно.

Решение задач

2. Каково происхождение узоров на поверхности оцинкованного железа?

Ответ :

Узоры появляются вследствие кристаллизации цинка.

Выходной тест

1. Закончите предложение.

«Зависимость физических свойств от направления внутри кристалла называется …»

- анизотропией.

2. Вставьте пропущенные слова.

«Твердые тела подразделяются на … и … »

- кристаллические и аморфные.

3. Найдите соответствие между твердыми телами и кристаллами.

- 1а; 2б.

4. Найдите соответствие между веществом и его состоянием.

- 1б; 2в; 3б; 4а.

Выходной тест

Выходной тест

5. Найдите соответствие между телами и температурой плавления.

- 1б; 2а.

Вы можете познакомиться подробнее: 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.

Кристаллические