Выращивание кристаллов физика презентация

Презентация «Выращивание кристаллов из растворов различными методами»

Презентация содержит результаты исследовательской работы обучающегося по физике, в рамках заявленной темы.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Головченко Дмитрий гр.1-ОПиУ-14

Разнообразный мир кристаллов Что такое кристаллы ? Криста́ллы (от греч. κρύσταλλος, первоначально — лёд , в дальнейшем — горный хрусталь , кристалл) — твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку — кристаллическую решётку . Кристаллы — это твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, основанную на их внутренней структуре, то есть на одном из нескольких определённых регулярных расположений составляющих вещество частиц ( атомов , молекул , ионов ).

Разнообразие кристаллов Кристаллы, которые залегают глубоко в земле, являются бесконечно разнообразными. Их часто называют «цветами мира камней». Размеры таких природных кристаллов достигают подчас человеческого роста. Встречаются также очень тонкие кристаллы, толщина которых меньше чем у листка бумаги. Но бывают и огромные пласты, толщина которых достигает нескольких метров. Бывают кристаллы маленькие, узкие и острые как иголки, но также могут быть громадной формы, на подобии величественных колонн. Иногда образуются дендриты — это кристаллы, похожие на веточки дерева; очень хрупкие, но очень красивые. Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны, как вода. Недаром постоянно можно слышать выражения: «прозрачный, как кристалл», «кристально чистый». Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа.

Поликристаллы Поликристалл — агрегат мелких кристаллов какого-либо вещества, иногда называемых из-за неправильной формы кристаллитами или кристаллическими зёрнами. Многие материалы естественного и искусственного происхождения (минералы, металлы, сплавы, керамики и т. д.) являются поликристаллами. Поликристалл отличается от монокристалла тем, что состоит из множества разноориентированных мелких монокристаллов. Свойства поликристалла обусловлены свойствами, состоянием его кристаллических зерен, их среднего размера, строением межзеренных границ. Если размеры зерен малы, а сами зерна ориентированы хаотически, то в поликристалл не проявляет анизотропию. Если в поликристалле есть преимущественно кристаллографическая ориентировка зерен, то он обладает анизотропическими свойствами.

Монокристалл Монокристалл — отдельный однородный кристалл , имеющий непрерывную кристаллическую решётку и иногда имеющий анизотропию физических свойств. Внешняя форма монокристалла обусловлена его атомно-кристаллической решёткой и условиями (в основном скоростью и однородностью) кристаллизации . Медленно выращенный монокристалл почти всегда приобретает хорошо выраженную естественную огранку, в неравновесных условиях (средняя скорость роста) кристаллизации огранка проявляется слабо. При ещё большей скорости кристаллизации вместо монокристалла образуются однородные поликристаллы и поликристаллические агрегаты, состоящие из множества различно ориентированных мелких монокристаллов. Примерами огранённых природных монокристаллов могут служить монокристаллы кварца , каменной соли , исландского шпата , алмаза , топаза . Большое промышленное значение имеют монокристаллы полупроводниковых и диэлектрических материалов, выращиваемые в специальных условиях. В частности, монокристаллы кремния и искусственных сплавов элементов III (третьей) группы с элементами V (пятой) группы таблицы Менделеева (например GaAs Арсенид галлия ) являются основой современной твердотельной электроники . Монокристаллы металлов и их сплавов не обладают особыми свойствами и практически не применяются. Монокристаллы сверхчистых веществ обладают одинаковыми свойствами независимо от способа их получения. Кристаллизация происходит вблизи температуры плавления (конденсации) из газообразного (например иней и снежинки), жидкого (наиболее часто) и твёрдого аморфного состояний с выделением тепла. Кристаллизация из газа или жидкости обладает мощным очищающим механизмом: химический состав медленно выращенных монокристаллов практически идеален. Почти все загрязнения остаются (накапливаются) в жидкости или газе. Это происходит потому, что при росте кристаллической решётки происходит самопроизвольный подбор нужных атомов (молекул для молекулярных кристаллов) не только по их химическим свойствам ( валентности ), а также по размеру. Современной технике уже не хватает небогатого набора свойств естественных кристаллов (особенно для создания полупроводниковых лазеров), и учёные придумали метод создания кристаллоподобных веществ с промежуточными свойствами путём выращивания чередующихся сверхтонких (единицы — десятки нанометров) слоёв кристаллов с похожими параметрами кристаллических решёток.

Применение кристаллов Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Поэтому ограничусь несколькими примерами. Например, каменная соль давно и навечно вошла в жизнь человека. Мы называем ее в быту просто солью, в технике — поваренной, или пищевой, солью. Ни с чем несравнимый вкус соли человек оценил давно. В древности страны, куда ее завозили, платили цену, равную золоту: за килограмм соли – килограмм золотого песка. Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище. Самый твердый и самый редкий из природных минералов — алмаз. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. Кристалл кварца используется в телефонных трубках. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца — это и есть горный хрусталь т.е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов. Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 в. Неотъемлемой частью нашей жизни стали мобильные телефоны, цифровые фото- и видеокамеры уже вытеснили пленочные фотоаппараты, жидкокристаллические телевизоры и мониторы постепенно изживают старые. (В 1888 г. австрийский ботаник Реинедзер обнаружил, что при нагревании кристалл размягчался и в дальнейшем превращался в настоящую жидкость). И сейчас ещё часто люди, рассматривая чудесные, сверкающие, переливающиеся многогранники кристаллов, не хотят верить, что они созданы природой, а не человеком.

Способы и условия выращивания кристаллов в домашних условиях Удивительно, но, оказывается, выращивать кристаллы можно не только в химических и промышленных лабораториях, но и в домашних условиях. Самые популярные вещества, из которых выращивают кристаллы дома – это поваренная соль, морская соль, сахар и медный купорос. Существует всего два способа выращивания кристаллов в домашних условиях: 1 . путем выпаривания воды, в котором находится вещество; 2 . путем изменения температуры воды, охлаждения . Берется нужное вещество, готовится из него перенасыщенный (концентрированный) раствор кладется в раствор так называемая затравка, мелкий кристаллик, и путем прилипания молекул вещества на затравку кристаллик растет . Быстрый способ выращивания кристаллов – это медленное охлаждение раствора . В ходе работы над проектом, я выяснил, какие факторы влияют на выращивание кристаллов в домашних условиях. Это:1) раствор необходимо поместить в темное теплое место, где нет сквозняков;2) в том месте, где выращиваются кристаллы, не должно быть вибрации;3) прежде, чем опустить затравку в раствор, раствор необходимо остудить;4) температура раствора; терпение.

Экспериментальная часть Что нам потребуется ? 1. Чистая посуда 2.Карандаш Опыт 1. В ыращивание кристалла медного купороса. 3.нитка 4.Медный купорос 5.Марля Ход работы 1. Сделать концентрированный раствор медного купороса. Для этого взять теплую дистиллированную воду , растворить в ней вещество ,сколько возможно. 2.Перелить раствор через фильтр в другую чистую емкость . 3.Приготовить затравку – пуговицу или кристаллик медного купороса . П ривязать её к нитке и опустить в раствор . Для равномерного разрастания кристаллика , затравку лучше держать в растворе подвешенном состоянии .Для этого делаем перемычку из спички (карандаша) 4.Раствор ставим в темное место.

Наблюдение за процессом кристаллизации 1.Уход за кристаллом : убирать соринки добавлять новый раствор, счищать некрасивые наросты . Через два дня появился нарост кристалла . Для увеличения размера кристалла я ещё раз добавил насыщенный раствор медного купороса . Через неделю кристалл значительно подрос Через 3 недели ,когда кристалл вырос достаточно большим , я вынул его из раствора обсушил его бумажной салфеткой и покрыл кристалл бесцветным лаком ,чтобы предохранить от разрушения на воздухе

Опыт 2.Выращивание кристалла поваренной соли Нам понадобится всё тоже самое оборудование ,что и в опыте 1. Ход работы 1 . Сначала приготовил концентрированный раствор поваренной соли . 2.После этого слегка подогрел смесь, добиваясь полного растворения соли. Для этого стакан поставил в кастрюлю с тёплой водой . 3.Полученный концентрированный раствор перелил в стакан . 4.Подвесил на нитке кристаллическую затравку , маленький кристаллик соли Через трое суток после начала опыта нитка опущенная в раствор, превратилась в ожерелье из кристаллов хлорида натрия .

Кристалл соли Кристалл медного купороса

Заключение В результате проделанной мной работы, я добился реализации, поставленных перед собой задач: во-первых , узнал, что кристалл – это «твердое тело, имеющее упорядоченное, симметрическое строение» во-вторых , познакомился со способами выращивания кристаллов и научился выращивать кристаллы в домашних условиях, используя горячий пересыщенный раствор и специальные наборы; в-третьих , проведя наблюдения за процессом кристаллизации, выяснил факторы, влияющие на процесс выращивания кристаллов. Понял, что для появления кристалла необходимо соблюдать точные инструкции и правила техники безопасности . Таким образом , кристаллы можно выращивать в домашних условиях, но необходимо соблюдать некоторые правила в проведении опытов .

Источник

Презентация по физике на тему: «Выращивание кристаллов медного купороса в домашних условиях»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Описание презентации по отдельным слайдам:

ТЕМА: Выращивание кристаллов поваренной соли и медного купороса в домашних условиях. Исследовательскую работу выполнили Мадияров Раис- 7а класс Яна Казун- 8А класс ЦЕЛИ: 1. Вырастить кристаллы поваренной соли, сахара и медного купороса CuSO4 в домашних условиях. 2. Предложить области их применения. 3. Изготовить изделия, используя выращенные кристаллы. 4. Создать презентацию и использовать её на уроке физики при объяснении темы «Твердые тела».

Не то, что мните вы, природа: Не слепок, не бездушный лик,– В ней есть душа, в ней есть свобода, В ней есть любовь, в ней есть язык. Ф. И. Тютчев.

Кристаллы — это твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, основанную на их внутренней структуре, то есть на одном из нескольких определённых регулярных расположений, составляющих вещество частиц (атомов, молекул, ионов).

Криста́ллы (от греч. κρύσταλλος, первоначально — лёд, в дальнейшем — горный хрусталь, кристалл) — твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку — кристаллическую решётку. Кристаллы — это твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, основанную на их внутренней структуре, то есть на одном из нескольких определённых регулярных расположений составляющих вещество частиц (атомов, молекул, ионов). Основы теории

Следует разделить идеальный и реальный кристалл. Идеальный кристалл Является, по сути, математическим объектом, имеющим полную, свойственную ему симметрию, идеализированно ровные гладкие грани и т. д. Реальный кристалл Всегда содержит различные дефекты внутренней структуры решетки, искажения и неровности на гранях и имеет пониженную симметрию многогранника вследствие специфики условий роста, неоднородности питающей среды, повреждений и деформаций. Реальный кристалл не обязательно обладает кристаллографическими гранями и правильной формой, но у него сохраняется главное свойство — закономерное положение атомов в кристаллической решётке.

Составляющие данное твёрдое вещество частицы образуют кристаллическую решётку. Если кристаллические решётки стереометрически (пространственно) одинаковы или сходны (имеют одинаковую симметрию), то геометрическое различие между ними заключается, в частности, в разных расстояниях между частицами, занимающими узлы решётки. Сами расстояния между частицами называются параметрами решётки. Параметры решётки, а также углы геометрических многогранников определяются физическими методами структурного анализа, например методами рентгеновского структурного анализа.

Интересные факты Самые большие кристаллы были обнаружены в пещере Найка, которая находится в мексиканском штате Чиуауа. Некоторые из них в длину достигают 13 метров, а в ширину — 1 метр. А. Е. Ферсманом в начале XX века на Южном Урале описана каменоломня, заложенная в одном гигантском кристалле полевого шпата

Способ, который я использовал для выращивания кристаллов — испарение растворителя. При этом создается небольшое перенасыщение раствора, за счет которого и идет кристаллизация. Этот способ очень прост и потому широко используется. Подливая по мере испарения новые порции насыщенного раствора, можно вырастить и кристаллы медного купороса. Практическая работа

Для выращивания кристаллов медного купороса необходимы гранулы или порошок медного купороса, стеклянный сосуд, и немного горячей воды.

Готовлю перенасыщенный раствор соли медного купороса. Для этого в сосуд наливаю воду нагретую до 100 градусов и засыпаю медный купорос интенсивно помешивая.

Через некоторое время, соль перестала растворяться, значит я получил насыщенный раствор медного купороса в горячей воде. Я слил раствор во вторую чистую банку так, чтобы туда не попало не растворившееся вещество. Затем накрыл банку стеклом и стал ждать пока раствор остынет до комнатной температуры. При такой температуре мой раствор стал пересыщенным. Снял стекло и оставил раствор в покое на 3 дня.

В начале роста образовывается осадок который в дальнейшем перейдёт в кристалл.

Через три дня на дне банки образовалось множество кристаллов разной формы. Я выбрал самые крупные кристаллы для «затравки». На «затравке» можно вырастить очень крупные кристаллы. Мне захотелось, чтобы мои кристаллы стали ещё крупнее.

Теперь можно приступить к выращиванию очень крупных кристаллов. Я сделал снова тёплый насыщенный раствор и слил его в другую чистую банку. Затем нагрел его ещё немного, накрыл банку стеклом и поставил охладиться. Когда температура раствора приблизиться к температуре насыщения, опустил в банку приготовленную ранее «затравку», которые привязал к ниточкам.

Поскольку раствор еще недосыщен, «затравочные» кристаллики начали растворяться. Но как только раствор охладится до температуры насыщения, растворение кристалликов прекратилось, а вскоре начнётся их рост. Когда раствор охладился, я приподнял стекло так, чтобы вода испарялась, но пылинки в раствор не попадали. Рост кристаллов продолжается два- три дня. Выращивая кристалл, старайтесь банку не трогать и не передвигать. Когда кристалл будет готов, достаньте его из раствора и тщательно промокните бумажной салфеткой.

Мы увидели один из признаков жизни кристалла – рост. Хоть он является символом неживой природы, грань между понятиями живая и неживая природа установить сложно. Кристаллы возникаю в процессе жизнедеятельности организмов. При всех химических процессах этот организм остается самим собой в течении десятков лет. В клетках любого животного, растения имеется что-то постоянное, неизменное. Например, ДНК человека – её молекула рассматривается как особый вид твердого тела – одномерные апериодические кристаллы. Следовательно, Кристаллы – это не только символ неживой природы, но и основа жизни.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

• Сейчас обучается 973 человека из 81 региона

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

• Сейчас обучается 399 человек из 69 регионов

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

• Курс добавлен 23.09.2021
• Сейчас обучается 89 человек из 41 региона

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Данная работа обладает определенным аспектом новизны, поскольку мне никогда не приходилось делать своими руками что-то оригинальное и необыкновенное. В моем представлении « кристалл» — это чудо природы. Получить кристалл – это сотворить чудо. Для меня это новое и необычное дело, даже таинственное. Кто знает, что у меня получится? Как будут выглядеть мои «авторские» кристаллы? А так же я хочу рассмотреть и предложить области применения выращенных мною кристаллов и изготовить изделия из них.

Меня очень заинтересовали кристаллы и возникло желание узнать о них по — больше. Мне пришла в голову мысль попробовать вырастить самому настоящий кристалл и определить области его применения.

Номер материала: 286858

Не нашли то что искали?

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате

Время чтения: 1 минута

ВПР для школьников в 2022 году пройдут весной

Время чтения: 1 минута

Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст

Время чтения: 1 минута

В России планируют создавать пространства для подростков

Время чтения: 2 минуты

Учителям истории предлагают предоставить право бесплатно посещать музеи

Время чтения: 2 минуты

Педагогам Северной Осетии в 2022 году будут выплачивать надбавки за стаж

Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник