Дополнение к школьному курсу физики icon

Дополнение к школьному курсу физики



НазваниеДополнение к школьному курсу физики
Дата конвертации07.07.2012
Размер95.76 Kb.
ТипДокументы





(дополнение к школьному курсу физики)



«Кристалл подобен оркестру, руководимому блестящим дирижером; за движениями дирижера следят глаза всех музыкантов, и все смычки повинуются каждому мановению его руки... Для меня музыка физических законов звучит самым полным и сильным аккордом именно в области науки о кристаллах".

(Юхан Фогт)


Содержание:

  1. Взаимодействие молекул (атомов) в твердом теле

    1. Из истории

    2. Природа сил межмолекулярного взаимодействия

    3. Классификация кристаллов по типу взаимодействия

  2. Кристаллическая решетка

    1. Открытие кристаллической решетки

    2. Типы кристаллической решетки

    3. Полиморфизм

    4. Дефекты в кристаллах

  3. Драгоценные камни

  4. Астрология и минералы





Из истории …




В древности ученые знали лишь о контактных силах, возникающих при непосредственном соприкосновении тел. Поэтому в то время сторонники атомистической теории (последователи Демокрита) считали, что атомы твердых и жидких тел наделены какими-то крючками или выступами, позволяющими им зацепиться друг за друга.


Подобной точки зрения исследователи природы придерживались на протяжении 2 тысяч лет!




Даже в 17-ом столетии английский физик и химик Роберт Бойль все еще утверждал, что частицы твердых тел «не могут разлетаться вследствие своей разветвленности, неправильной фигуры, крючковатости и других неудобств формы, которая сцепляет частицы друг с другом»


png" name="graphics4" width=176 height=216 border=0>

Другая точка зрения была высказана Исааком Ньютоном: «Притяжения тяготения, магнетизма и электричества простираются на весьма заметные расстояния и, таким образом, наблюдаются просто глазами, но могут существовать другие притяжения, простирающиеся на столь малые расстояния, которые до сих пор ускользают от наблюдения, и, быть может, электрическое притяжение распространяется на такие малые расстояния и без возбуждения трением».




^ Природа сил межмолекулярного взаимодействия




Сегодня мы знаем, что силы взаимодействия атомов и молекул действительно имеют электрическую природу и возникают в результате взаимодействия заряженных частиц (электронов и атомных ядер), входящих в состав атомов и молекул тел.

Результирующая сила межмолекулярного взаимодействия – разность модулей сил притяжения (между ядрами одной молекулы и электронов другой) и отталкивания (в первую очередь, между ядрами).




Межмолекулярные силы очень быстро убывают с увеличением расстояния R между центрами молекул:

для сил притяжения по закону 1/Rn, n?7;

для сил отталкивания по закону 1/Rk, k ?9.

Расстояние между молекулами, при котором устанавливается равновесие, примерно равно сумме радиусов молекул R0.

При R 0 преобладают силы отталкивания.

При R>R0 - силы притяжения.




^ Классификация кристаллов по типу взаимодействия

Кристаллы

Молекулярные

Ионные

Атомные

(ковалентные)

Металлические

Частицы в узлах решетки

молекулы

Положительно и отрицательно заряженные ионы

атомы

Атомы и положительно заряженные ионы

^ Характер связи между частицами

Межмолекулярные взаимодействия

Электростатические ионные связи

Ковалентные связи

Взаимодействие между ионами решетки и свободными электронами

^ Прочность связи

слабая

прочная

очень прочная

разной прочности

Примеры

Кристаллы аргона, водорода, брома, нафталин

NaCl, AgBr

Алмаз, кремний, германий, сульфид цинка.

металлы

содержание




^ Открытие кристаллической решетки

  • В 1611 году немецкий ученый И.Кеплер выдвинул предположение о том, что форма снежинок – следствие особого упорядоченного расположения частиц.

  • В 1783 году французский аббат Р.Ж.Аюи заметил, что любой кристалл исландского шпата можно разбить на равные ромбоэдры и сделал вывод о том, атомы образуют кристаллическую решетку, состоящую из повторяющихся частей.

  • В 1912 году Лауэ построил теорию дифракции рентгеновских лучей на периодическом атомном ряду, а Фридрих и Книппинг сообщили о первых экспериментальных наблюдениях дифракции рентгеновских лучей в кристалле (что неопровержимо доказывало периодическую структуру кристалла)

  • В 1913 году У.Л.Брегг с помощью рентгеновского дифракционного анализа исследовал структуру кристаллов KCl, NaCl, KBr, KI…






  • Брэгг изобрел инструмент, названный рентгеновским спектрометром и предназначенный для регистрации и измерения длины волн дифрагированных рентгеновских лучей. Изобретение Брэггом рентгеновского спектрометра и его работа вместе с сыном по исследованию кристаллов легли в основу современной науки – рентгеновской кристаллографии.

  • В 1915 г. Брэгги были награждены Нобелевской премией по физике «за заслуги в исследовании структуры кристаллов с помощью рентгеновских лучей». За год до этого разразилась первая мировая война, и церемония награждения была отменена.




^ Типы кристаллической решетки

Существует семь типов кристаллических решеток (кубическая, тетрагональная, орторомбическая, моноклинная, триклинная, тригональная, гексагональная).


  1. – простая кубическая

  2. гранецентрированная кубическая

  3. объемоцентрированная кубическая

  4. гексагональная





Однако основные типы решеток не исчерпывают разнообразия свойств кристаллов. Ведь эти решетки можно вставить одна в другую в различных комбинациях, получая так называемые пространственные группы. Всего имеется 230 пространственных групп.


Все пространственные группы были найдены в 1890 году русским ученым Е.С.Федоровым.



Полиморфизм



В зависимости от температуры железо может иметь объемоцентрированную (?-Fe) или гранецентрированную (?-Fe) решетку



Полиморфизм углерода:

  • Графит – черно-серый, мягкий, слоистый материал

  • Алмаз – прозрачное, самой твердое вещество в природе

  • Карбин – прочный, беловатого цвета материал

  • Лонсдейлит (гексагональный алмаз)- обнаружен в виде маленьких кристаллов внутри метеоритов

  • Фуллерен – вещество черного цвета, обладающее свойствами полупроводника

^ Дефекты в кристаллах



Свойства кристаллов зависят от нарушений строгой периодичности в расположении атомов – дефектов структуры. Точечные дефекты – вакансии, атомы замещения, междоузельные атомы. Линейные дефекты – краевые и винтовые дислокации.




Замещение ионов алюминия в структуре бесцветных кристаллов корунда (AL2O3) ионами Fe3+, Mn3+, Тi3+, V3+ в сотых и даже тысячных долях процента приводит к окрашиванию кристаллов в яркие цвета и получению рубинов, сапфиров и др.

содержание





Ценность драгоценного камня определяется не только типом кристалла, но и его цветом, чистотой, огранкой и массой.

Карат - единица массы драгоценных камней, равная 0,200 грамма.

^ Огранка драгоценных камней



Гранат, огранённый в форме овала.



Топаз, огранённый в форме октагона (квадратного)



Аметист, огранённый в форме октагона.



Аметист, огранённый в форме груши (панделек)



Голубой топаз swiss blue бриллиантовой огранки.



Изумруд – огранка ступенчатая



Голубой топаз sky blue, огранённый в форме сердца.



Рубин – огранка панделек



Аметист, огранённый в форме багета.



Турмалин – огранка кабошон



^ Применение драгоценных и поделочных камней

Цветные камни использовались как украшения и амулеты с древних времен.
В клинописных текстах Шумера и Вавилона упоминалось о лазурите, нефрите и сердолике как о священных камнях, помогающих в определенных ситуациях.

В гробнице египетского фараона Тутанхамона обнаружено множество предметов, украшенных бирюзой и лазуритом.

Пифагор (580–510 до н. э.), Платон (427–347 до н. э.), Аристотель (384–322 до н. э.) – все они упоминали о целебных или охранительных свойствах камней.


К драгоценным камням относили также некоторые материалы органического происхождения, которые издревле использовались в ювелирном деле. Это жемчуг, перламутр раковины, янтарь (ископаемая смола), слоновая и моржовая кости, одонтолит (окаменелая кость), панцирь черепахи, кораллы (скелетные останки морских полипов), гагат (окаменелая древесина).




Драгоценные камни используются не только в ювелирной промышленности.

Большая часть драгоценных камней применяется для технических целей. Благодаря большой твердости алмаз широко применяется в технике бурового дела, для резки и шлифовки твердых материалов и т. д. Рубины и сапфиры, главным образом синтетические, используются в часовом деле и для подпятников в точных механизмах. Прозрачный кварц, турмалин широко применяются для специальных оптических приборов, а также в радиопромышленности.

содержание




^ Камни знаков зодиака






Водолей

азурит, аквамарин, аметист, аметрин, гранат, кварц, обсидиан, перламутр, хризопраз, циркон









Рыбы

аквамарин, гагат, беломорит, коралл, лунный камень, опал, перламутр, хризолит









Овен

алмаз, горный хрусталь, циркон









Телец

авантюрин, агат, александрит, амазонит, бирюза, кахолонг, малахит, хризоколла









Близнецы

агат, аметист, берилл, кошачий глаз, обсидиан, родонит, родохрозит, сердолик, тигровый глаз, цитрин, чароит









Рак

авантюрин, беломорит, гематит, изумруд, диоптаз, жемчуг, лунный камень, хризоберилл









Лев

горный хрусталь, обсидиан, рубин, турмалин, уваровит, шпинель, янтарь









Дева

авантюрин, гелиотроп, горный хрусталь, жадеит, змеевик, кошачий глаз, нефрит, оникс, сердолик, тигровый глаз, яшма









Весы

малахит, нефрит, родонит, родохрозит, рубеллит









Скорпион

актинолит, александрит, апатит, гагат, гематит, гранат, топаз









Стрелец

александрит, бирюза, лазурит, обсидиан, сапфир, турмалин, уваровит, халцедон, хризоколла









Козерог

альмандин, гагат, обсидиан, раухтопаз, турмалин




содержание




©Камзеева Елена Евгеньевна, 2006 г.




Похожие:

Дополнение к школьному курсу физики iconЗанимательные вопросы по школьному курсу ботаники
При чрезмерном разрастании листьев и ветвей томатов в парниках часть листьев удаляют. Очень часто такую процедуру проводят многократно,...
Дополнение к школьному курсу физики iconПрактические советы, как вы можете помочь своему ребёнку в изучении курса «Основы религиозных культур и светской этики»
Совет 1 Настройтесь на воспитание; отнеситесь к новому школьному курсу как к дополнительному средству нравственного развития вашего...
Дополнение к школьному курсу физики iconРекомендации по оценке знаний, умений и навыков учащихся по школьному курсу «оивт»
Содержание и объем материала, подлежащего проверке, определяется программой. При проверке усвоения материала необходимо выявлять...
Дополнение к школьному курсу физики iconВладимир Лях
Ивановичу, школьному учителю физики, нравится собственный голос. Кажется, что он выражает любые, самые тонкие оттенки: то доброжелательную...
Дополнение к школьному курсу физики iconРабочая программа по физике составлена на основе авторской программы по курсу
Физика в основной школе изучается на уровне рассмотрения явлений природы, знакомства с основными законами физики и применением этих...
Дополнение к школьному курсу физики iconДокументы
1. /4 Дружинин/Отчёт/Вступление.doc
2. /4...

Дополнение к школьному курсу физики iconУчитель физики муниципального общеобразовательного учреждения гимназии №11 г. Ельца
Маргарита Викторовна активно участвует в работе областных и городских семинаров учителей физики по проблеме «Организация учебно-исследовательской...
Дополнение к школьному курсу физики iconПобедитель конкурса лучших учителей пнпо в 2008 году Попков Дмитрий Александрович Учитель физики моу сош п. Маяк Елецкого района Липецкой области Член ассоциации учителей физики Липецкой области
Дмитрий Александрович имеет несколько печатных работ в методическом издании – газете «Первое сентября. Физика» по темам: «Дифференцированный...
Дополнение к школьному курсу физики iconДокументы
1. /Info.txt
2. /Текст лекций по курсу -Уравнения...

Дополнение к школьному курсу физики iconДокументы
1. /ВИД СБОКУ.doc
2. /Вид с открыт крышкой...

Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов