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.
Твердые тела отличаются постоянством формы и объема и делятся на кристаллические и аморфные. Кристаллические тела (кристаллы)- это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают упорядоченные положения в пространстве. Частицы кристаллических тел образуют в пространстве правильную кристаллич ескую пространственную решетку.
Кристаллы делятся на: монокристаллы - это одиночные однородные кристаллы, имеющие форму правильных многоугольников и обладающие непрерывной кристаллической решеткой поликристаллы - это кристаллические тела, сросшиеся из мелких, хаотически расположенных кристаллов Большинство твердых тел имеет поликристаллическую структуру (металлы, камни, песок, сахар). Кристаллы делятся на: монокристаллы - это одиночные однородные кристаллы, имеющие форму правильных многоугольников и обладающие непрерывной кристаллической решеткой поликристаллы - это кристаллические тела, сросшиеся из мелких, хаотически расположенных кристаллов Большинство твердых тел имеет поликристаллическую структуру (металлы, камни, песок, сахар).
Анизонтропия кристаллов В кристаллах наблюдается анизотропия - зависимость физических свойств (механической прочности, электропроводности, теплопроводности, преломления и поглощения света, дифракции и др.) от направления внутри кристалла. 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.
Могут существовать разные кристаллические формы одного и того же вещества. Например, углерод. Графит - это кристаллический углерод. Из графита сделаны стержни карандашей. Но существует и другая форма кристаллического углерода алмаз. Алмаз самый твердый на земле минерал. Алмазом режут стекло и распиливают камни, применяют для бурения глубинных скважинах, алмазы необходимы для производства тончайшей металлической проволоки диаметром до тысячных долей миллиметра, например, вольфрамовых нитей для электроламп. Графит - это кристаллический углерод. Из графита сделаны стержни карандашей. Но существует и другая форма кристаллического углерода алмаз. Алмаз самый твердый на земле минерал. Алмазом режут стекло и распиливают камни, применяют для бурения глубинных скважинах, алмазы необходимы для производства тончайшей металлической проволоки диаметром до тысячных долей миллиметра, например, вольфрамовых нитей для электроламп.
В амофных телах наблюдается изотропия - их физические свойства одинаковы по всем направлениям. При внешних воздействиях аморфные тела обнаруживают одновременно упругие свойства (при ударах раскалываются на куски как твердые тела) и текучесть (при длительном воздействии текут как жидкости). При низких температурах аморфные тела по своим свойствам напоминают твердые тела, а при высоких температурах - подобны очень вязким жидкостям. Аморфные тела не имеют определенной температуры плавления, а значит,и температуры кристаллизации. При нагревании они постепенно размягчаются. Аморфные тела занимают промежуточное положение между кристаллическими твердыми телами и жидкостями. Физические свойства
Кристаллические и аморфные тела Выполнила: Готманова Елена Анатольевна, учитель физики МОУ «СОШ № 15» р.п. Первомайский Щекинского района 14.01.2008 г. АННОТАЦИЯ Презентацию можно использовать частично на уроках физики в 8 классе и полностью в 10 классе; на внеклассных мероприятиях (неделях физики, семинарах, на уроках с межпредметными связями) Выполнена в программе Microsoft PowerPoint Объем работы - , количество слайдов - 16 Цели и задачи Познакомить учащихся со строением и свойствами твердых тел; Показать роль физики твердого тела в создании материалов с заранее заданными свойствами; Показать формулу кристаллов, симметрию пространственных кристаллических решеток; Показать практическое значение твердых тел Методические рекомендации учителю Данную презентацию можно использовать в 10 классе и при двух, и при трех часах, отведенных на тему «Твердые тела»; Для реализации дифференцированного обучения решение качественных задач может быть предложено как всему классу, так и частично, ученикам с разным уровнем знаний; В 8 классе может быть использованы материалы презентации, касающиеся изучения кристаллических тел. Методические рекомендации учащимся Данная презентация поддерживает интерес к изучению физики; Использую эту презентацию, вы расширяете свой кругозор, развиваете абстрактное мышление; Данная презентация позволяет закреплять навыки самообразования. Особенности внутреннего молекулярного строения твердых тел. Их свойства Кристалл – устойчивое, упорядочное образование частиц в твердом состоянии. Кристаллы отличаются пространственной периодичностью всех свойств. Основные свойства кристаллов: сохраняет форму и объем при отсутствии внешних воздействий, обладает прочностью, определенной температурой плавления и анизотропией (различием физических свойств кристалла от выбранного направления). Наблюдение кристаллической структуры некоторых веществ соль кварц слюда алмаз Монокристаллы и поликристаллы Кристаллическую структуру имеют металлы. Обычно металл состоит из огромного количества сросшихся друг с другом маленьких кристалликов. Твердое тело, состоящее из большого числа маленьких кристалликов, называют поликристаллическими. Одиночные кристаллы называют монокристаллами. Большинство кристаллических тел – поликристаллы, так как они состоят из множества сросшихся кристаллов. Одиночные кристаллы – монокристаллы имеют правильную геометрическую форму и их свойства различные в зависимости от направления Историческая справка 1867 г. русский инженер А.В. Гадолин впервые доказал, что кристаллы могут обладать 32 видами симметрии Знаменитый русский кристаллограф Е.С. Федоров доказал, что могут существовать только 230 способов построения кристалла Ученные выяснили, правильная форма кристалла обусловлена тесным, упорядоченным расположением частиц в кристалле Демонстрация различных моделей кристаллических решеток алмаз графит соль Обратите внимание на одинаковое расстояние между частицами соли по определенным направлениям Модели кристаллических решеток графита и алмаза являются примером полиморфизма, когда одно и то же вещество может иметь различные типы упаковок Демонстрация доказательств свойств аморфных тел 1. Аморфные тела не имеют определенной температуры плавления парафин стекло 2. Аморфные тела изотропны, например: парафин пластилин Прочность данных тел не зависит от выбора направления испытания Демонстрация доказательств свойств аморфных тел 3. При кратковременном воздействии проявляют упругие свойств. Например: резина воздушный шарик 4. При продолжительном внешнем воздействии аморфные тела текут. Например: парафин в свече. 5. С течением времени мутнеют (н/р: стекло) и расстекловываются (н/р: леденец засахаривается), что связано с появлением маленьких кристалликов, оптические свойства которых отличаются от свойств аморфных тел Решение качественных задач Шар, выполненный из монокристалла, при нагревании может изменить не только свой объем, но и форму. Почему? Кубик из стекла и кубик из монокристалла кварца, опущенный в горячую воду. Сохраняет ли кубики свою форму? Почему в природе не существует кристаллов шарообразной формы? Почему в мороз снег скрипит под ногами? Почему в таблицах температур плавления различных веществ нет температуры плавления стекла? Итоги Учащиеся познакомились со строением и свойствами твердых тел; Ознакомились с роль физики твердого тела в создании материалов с заранее заданными свойствами; Учащиеся увидели формулу кристаллов, симметрию пространственных кристаллических решеток; Посмотрели практическое значение твердых тел Список литературы 1. 2. 3. О.Ф. Кабардин Физика. Справочные материалы.Кабардин О.Ф.- М. «Просвещение», 1988, 367 с. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский – Физика. Учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. - Литература, «Просвещение», 2007, 366 с. И.Г. Власова, А.А. Витебская Решение задач по физике. Справочник школьника. – Власова И.Г., Витебская А.А., Филологическое общество «Слово», АСТ, Ключ-С, Центр гуманитарных наук при факультете журналистики МГУ им. М.В. Ломоносова, -М., 1997, 638 с. Ответы на качественные задачи Монокристалл – это одиночный кристалл, у которого физические свойства зависят от направления внутри кристалла, то есть обладает анизотропией. Поэтому шар, выполненный из монокристалла, при нагревании может расширяться по различным направлениям неодинаково, следовательно, может изменить не только свой объем, но и форму. Стекло является аморфным твердым телом и обладает изотропией. Монокристаллы анизотропны. Следовательно, вследствие анизотропии теплового расширения (по разным направлениям тепловое расширение неодинаково) куб из кварца примет форму параллелепипеда. Кубик из стекла своей формы не изменит. Все монокристаллы анизотропны, то есть физические свойства зависят от направления внутри кристаллов. Следовательно, рост кристаллов неодинаков по разным направлениям, и поэтому нельзя вырастить кристалл шарообразной формы. Снег состоит из огромного числа снежинок-кристалликов. В мороз снег скрипит под ногами, потому что ломается сотни тысяч кристалликов пол действием силы ноги. Это связано с тем, что стекло является аморфным веществом, у которого нет определенной температуры плавления.
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.
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:
