Характеристика твердых тел. Кристаллы. Механические свойства твердых тел.

План  учебного  занятия Предмет:  Физика Специальность:  __Характеристика   твердых   тел.   Кристаллы.   Механические   свойства твердых тел. Группа:____________ Дата:____________ Тип занятия: урок формирования ЗУН Цели занятия: Обучающая: систематизация и углубление знаний  о твердых телах и их свойствах; ­ формирование понятий «кристалл», «анизотропия», «поликристалл», «монокристалл»,  «аморфное тело», «изотропия», «жидкие кристаллы»;  Ознакомить обучающихся с практическим применением поверхностного натяжения жидкости Развивающая:   расширение и углубление уровня физических знаний и умений учащихся; ­ формирование у учащихся умений применять физические законы для объяснения         явлений, протекающих в природе, свидетелями и непосредственными участниками  которых, они могут быть. Воспитательная: развитие устойчивого познавательного интереса к изучению  естественных наук; ­ развитие интеллектуальных и творческих способностей, социальной активности. Методы: Объяснительно­иллюстративный, постановка проблемы, формирование ЗУН,  контроль. Оснащение занятия: мультимедийный проектор с экраном; набор кристаллических и  аморфных тел; микроскопы, предметные стёкла, кристаллы соли, марганца; Межпредметные связи математика, химия. Основная литература  1. Б.Кронгарт, В.Кем, Н. Койшыбаев Физика 10 класс Алматы «Мектеп» 2010 Дополнительная литература 1.  Р. Башарулы. Г. Байжасарова, У. Токбергенова. Учебник Физика 10 класс № Этапы занятия 1 Организационный момент 2 Проверка ЗУН 3 Метод   изложения нового материала  Самостоятельная работа  Закрепление материала Подведение   итогов занятия Домашнее задание 4 5 6 7 Содержание этапа Приветствие,   проверка   отсутствующих   и   готовности аудитории, план проведения занятия. Время 2 мин Фронтальный опрос: презентация своих выращенных кристаллов. Объяснительно­иллюстративный, проблемы, формирование ЗУН Заполнение диаграммы Венна,    постановка  решение задач. Выставление оценок с комментариями. Б.Кронгарт, В.Кем, Н. Койшыбаев Физика 10 класс  Алматы «Мектеп» 2010 п.7.1 стр. 205 Ход и хронометраж  занятия 8 мин 15 мин 5 мин 10  мин 3 мин 2 мин Роспись преподавателя __________________________  Ход урока 1. Орг. момент, актуализация знаний, необходимых для усвоения нового  материала 1.Какие состояния вещества вы знаете? 2.Какими свойствами обладают тела в твёрдом состоянии? 3. Назовите несколько твёрдых тел. 4. Сравните свойства, найдите сходство и различие. 5. Как вы думаете, в чём заключаются отличия физических свойств различных  тел? Обучающиеся дают ответы на вопросы. 1.Твёрдое, жидкое, газообразное. 2.Сохраняют форму и объём. 3.Камень, лёд. 4. Все тала состоят из молекул, но в газах расстояние между ними самое  большое, а в твёрдых телах самое ильное притяжение. 5. Разные: теплопроводность, плотность, оптическая проницаемость,  сжимаемость… Актуализация опорных знаний и личного опыта учащихся. Сегодня мы с вами ложны разобрать такие вопросы: 1) Кристаллические и аморфные тела 2) Виды кристаллических решеток 3) Механические свойство твердых тел 4) Закон Гука 2. Сообщение темы и цели урока, мотивация учебной деятельности  Вам заранее было задано домашнее задание, вырастить кристалл. Презентация кристаллов 3.Постановка проблемного вопроса: Алмаз и графит не похожи на вид – В природе встречается чаще графит, С алмазом, увы, не везёт… Графита немало, но редок алмаз … А почему? Кто знает из вас? (именно на этот вопрос нам необходимо сегодня ответить) Изучение нового материала, демонстрационный эксперимент, культурно­ исторический экскурс Мы живём на поверхности твёрдого тела – земного шара, в сооружениях.  построенных из твёрдых тел, ­домах.. Орудия труда также сделаны из  Кристаллы – это твёрдые тела, атомы или молекулы которых  образуют  кристаллическую решётку.  Существует несколько типов кристаллических решёток: кубическая,  гексагональная, кубическая центрированная, гранецентрированная и много других. Кристаллы могут иметь форму различных призм, основанием которых  могут быть правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник.. Каждому химическому веществу, находящемуся в кристаллическом состоянии, соответствует  определенная кристаллическая решетка, которая задает физические свойства кристалла. 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 к 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.  Кристаллы могут иметь различную форму и ограничены плоскими гранями. В природе существуют: а) монокристаллы ­ это одиночные однородные кристаллы, имеющие форму правильных  многоугольников и обладающие непрерывной кристаллической решеткой Монокристаллы поваренной соли. б) поликристаллы ­ это кристаллические тела, сросшиеся из мелких, хаотически  расположенных кристаллов Большинство твердых тел имеет поликристаллическую структуру (металлы, камни, песок,  сахар). Поликристаллы висмута. Анизотропия 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. Любое кристаллическое вещество плавится и кристаллизуется при строго  определенной температуре плавления: железо — при 1530°,олово — при 232°, кварц — при  1713°, ртуть— при минус 38°. Нарушить порядок расположения в кристалле частицы могут, 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. Аморфные тела Аморфные тела не имеют строгого порядка в расположении атомов и молекул (стекло, смола, янтарь, канифоль). 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.  Интересно! Одно и то же вещество может встречаться и в кристаллическом и в некристаллическом виде. В жидком расплаве вещества частицы движутся совершенно беспорядочно. Если, например, расплавить сахар:  Если расплав застывает медленно, спокойно, то частицы собираются в ровные ряды и  образуются кристаллы. Так получается сахарный песок или кусковой сахар. Если остывание происходит очень быстро, то частицы не успевают построиться правильными  рядами и расплав затвердевает некристаллическим. Так, если вылить расплавленный сахар в  холодную воду или на очень холодное блюдце, образуется сахарный леденец,  некристаллический сахар. Удивительно! С течением времени некристаллическое вещество может «переродиться», или, точнее,  закристаллизоваться, частицы в них собираются в правильные ряды. Только срок для разных веществ различен:для сахара это несколько месяцев, а для камня —  миллионы лет. Пусть леденец полежит спокойно месяца два­три.Он покроется рыхлой корочкой. Посмотрите  на нее в лупу: это мелкие кристаллики сахара. В некристаллическом сахаре начался рост  кристаллов. Подождите еще несколько месяцев — и уже не только корочка, но и весь леденец  закристаллизуется. Даже наше обыкновенное оконное стекло может закристаллизоваться. Очень старое стекло  становится иногда совершенно мутным,потому что в нем образуется масса мелких  непрозрачных кристаллов.  На стекольных заводах иногда в печи образуется «козел», то есть глыба кристаллического  стекла. Это кристаллическое стекло очень прочное.Легче разрушить печь, чем выбить из нее  упрямого «козла». Исследовав его, ученые создали новый очень прочный материал из стекла ­ ситалл. Это  стеклокристаллический материал, полученный в результате объёмной кристаллизации стекла.  Любопытно! Могут существовать разные кристаллические формы одного и того же вещества. Например, углерод. Графит ­ это кристаллический углерод. Из графита сделаны стержни карандашей, которые  оставляют след на бумаге при легком надавливании. Структура графита слоиста. Слои графита легко сдвигаются, поэтому чешуйки графита пристают к бумаге при письме.  Но существует и другая форма кристаллического углерода — алмаз. Так расположены атомы углерода в кристалле графита (слева) и алмаза (справа). Алмаз — самый твердый на земле минерал. 4.Заполним диаграмму Венн Алмазом режут стекло и распиливают камни, применяют для бурения глубинных скважинах,  полируют сверхтвердые сплавы, алмазы необходимы для производства тончайшей  металлической проволоки диаметром до тысячных долей миллиметра, например,  вольфрамовых нитей для электроламп. Упругая деформация ­ деформация, при которой после прекращения действия силы размеры и форма тела восстанавливаются. Виды деформаций: a. Растяжение (тросы подъемных кранов, канатных дорог, буксирные тросы) b. Сжатие  (колонны, стены, фундаменты зданий).      (заклепки, болты, соед. металлические конструкции, процесс разрезания ножницами бумаги). 1. Линейная: 2. Сдвиг 3. Кручение 4. Изгиб       слой ­ слой, не подвергающийся ни растяжению, ни сжатию, при изгибе.)   (завинчивание гаек, работа валов машин, сверление металлов и т.п.).        (формально деформация растяжения и сжатия, различная в разных частях тела. Нейтральный 5 решение задач 1. Под действием какой силы пружина, имеющая коэффициент жесткости 1 кН/м, сжалась  на 4 см? 2. Определите удлинение пружины, если на нее действует сила 10 Н, а коэффициент  жесткости пружины 500 Н/м. 3. Чему равен коэффициент жесткости стержня, если под действием груза 1000 Н он  удлинился на 1 мм? 6 Посчитаем жетоны и выставим оценки 7.Домашнее задание: Б.Кронгарт, В.Кем, Н. Койшыбаев Физика 10 класс Алматы  «Мектеп» 2010 п.7.1 стр. 205