Кристаллические и аморфные тела. 10 класс презентация

Цели урока
1. Раскрыть основные свойства кристаллических и аморфных тел и зависимость этих свойств от внутреннего строения тел; отработать понятия «изотропия и анизотропия», «полиморфизм».
2.Рассмотреть количественные характеристики механических свойств тел.
3.Ознакомиться с различными видами деформациями твердого тела и их характеристиками.
4.Сформулировать закон Гука.
5.Объяснить физический смысл модуля упругости.

Виды твердых тел

Разделение на группы
1 Группа – кристаллические тела
2 Группа – аморфные тела
3 Группа – применение кристаллов и аморфных тел

Дескрипторы
- иллюстративность материала;
- научная обоснованность материала;
- указание использованного источника;
- соответствие заданной тематике;
- тайм-менеджмент
- распределение ролей/спикеров в группе.

Кристаллы – твердые тела, имеющие форму правильных многогранников
Главное отличие кристаллов от других твердых тел – наличие кристаллической решетки- совокупности периодически расположенных атомов, молекул или ионов.
с
Связи в кристаллах

Кристаллы могут иметь форму различных призм, основанием которых могут быть правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник.

Для кристаллических тел характерна анизотропия.
Анизотропия - неодинаковость свойств(механических, тепловых, электрических и т.д.) кристаллов по разным направлениям.
Например, теплопроводность, скорость роста кристаллов, оптические свойства.

Полиморфизм
Графит и алмаз – модификации углерода

Аморфные тела
Признаком аморфного тела является неправильная форма поверхности при изломе.
Аморфные тела - изотропны.
Изотропия – одинаковость свойств по всем направлениям.
например: например: стекло, янтарь.

Какое бывает стекло
Стеклом называют все аморфные тела, получаемые путем переохлаждения расплава, независимо от их химического состава и температурной области затвердевания, обладающие в результате постепенного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел, причем процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обратимым.
Стекло поддается механической обработке: его можно пилить циркулярными пилами с алмазной набивкой, обтачивать победитовыми резцами, резать алмазом, шлифовать, полировать. В пластичном состоянии при 800-1000 град С стекло поддается формованию. Его можно выдувать, вытягивать в листы, трубки, волокна, можно сваривать

Свойства аморфных тел
Нет кристаллической структуры;
Нет определенной температуры плавления;
При повышении температуры текут;
При низких температурах – свойства твердых тел;
При высоких температурах – свойства жидкостей.

Монокристаллы
Крупные одиночные кристаллы
Монокристалл кварца
Кристаллы алмаза
Физические свойства:
Правильная геометрическая форма
Постоянная температура плавления
Анизотропия

Поликристаллы
Кристаллы, состоящие из многочисленных сросшихся между собой кристалликов (монокристаллов)
Аметист (разновидность кварца)
Физические свойства:
Правильная геометрическая форма
Постоянная температура плавления
Изотропия

Использование алмазов
Так выглядят алмазные резцы для обработки контактных линз.
В промышленности часто используются инструменты, покрытые алмазным порошком. Прочность алмаза делает его наиболее подходящим материалом, который применяется при изготовлении тонкой проволоки, в частности нитей накаливания электрических лампы.
Алмазные буры

Использование алмазов
Алмазный стеклорез
Два ребра кристалла сходятся под острым углом. Этим требованиям лучше всего отвечают два ребра ромбододекаэдра.
Хотя почти все драгоценные камни царапают стекло, успешно отрезать полоску стекла можно только алмазом.

Многие кристаллы не являются хорошими проводниками электричества, как металлы, но их нельзя отнести и к диэлектрикам, т.к. они не являются и хорошими изоляторами. Это полупроводники. 4/5 массы земной коры: германий, кремний, селен и др., множество минералов, различные оксиды, сульфиды - являются полупроводниками.
Применение кристаллов

Применение кристаллов
Лазер (англ.) –
это усиление света в результате вынужденного излучения.
Основа лазера - рубиновый стержень . Торцы его строго параллельны друг другу. Работает в импульсном режиме на длине волны 694 мм (темно-вишневый свет), мощность излучения может достигать в импульсе 106–109 Вт.

Применение кристаллов
Внимательно посмотрите на рисунки и поставьте рядом с ними порядковые номера кристаллических тел, используемых при создании изображенных объектов:
1. Алмаз 2. Жидкие кристаллы 3. Кремний 4. Кварц
5. Рубин 6. Графит 7. Вольфрам 8. Молибден
9. Полупроводники

Деформации
Деформация - изменение размеров и формы тела под действием внешних сил.
Виды деформации:
Растяжение (тросы, канаты, цепи);
Сжатие (колонны, стены, фундамент);
Кручение (гайки, валы, оси);
Изгиб (или прогиб);
Сдвиг (болты, заклепки).

Деформация растяжения

Закон Гука
σ = |ε|Е
При малых деформациях механическое напряжение прямо пропорционально относительному удлинению.
σ = F/S – механическое напряжение,
ε – относительное удлинение,
Е – модуль Юнга.

Диаграмма растяжения

Дефекты в кристаллах
1)Точечные дефекты
2)Линейные дефекты (дислокации)
а) б) в)

Закрепление материала
1.Какими свойствами обладают кристаллические тела?
2. Какими свойствами обладают аморфные тела?
3. Почему в природе не бывает кристаллов шарообразной формы?
4. Почему в таблице температур плавления различных веществ нет температуры плавления стекла?
5. Что называют деформацией?
6. Какого вида деформации испытывают:
А) ножки скамейки; Б) сиденье стула; В) натянутая струна гитары; Г) винт мясорубки; Д) сверло; Е) зубья пилы.

Задачи
Какой диаметр должен иметь стальной трос подъемного крана, если максимальная масса поднимаемого груза равна 10 т? Предел прочности стальной проволоки 8,5 108 Па, запас прочности должен быть равен 6.
Чему равно абсолютное удлинение стального троса длиной 10 м и площадью поперечного сечения 3см2 при подвешивании на него груза массой 6 т? Модуль упругости стали равен 2 1011Па.

Дескрипторы
Правильно выписаны данные;
Конвертация в СИ;
Правильно используются формулы;
Анализ формул и вывод искомой величины;
Ответ дан в соответствии с единицей измерения искомой величины;
*Ответ дается с десятичной приставкой.

Спасибо за внимание!