Исследовательский проект "Кристаллы: на грани живого и неживого"

Исследовательский проект«Кристаллы: на грани живого и неживого».
Старикова Анастасия, Бахитова Надияученицы 9 б класса МБОУ СОШ №1 Саратовская область, Советский район, р.п. Степное Руководители работы: Викулова Е.В., учитель биологии и химии, Бейбулатова Е.А., учитель физики
План.
Введение Глава 1.Строение кристаллов 1.1.Экспериментальные исследования строения кристаллов 1.2.Идеальная форма и симметрия кристаллов 1.3.Пространственная решетка Глава 2.Механические свойства кристаллов Глава 3.Процесс роста кристаллов 3.1.Лабораторная работа «Выращивание кристаллов хлорида натрия» 3.2. Лабораторная работа «Выращивание кристаллов медного купороса» 3.3.Лабораторная работа «Изготовление прикладного гониометра и изменение углов между гранями кристаллов» Глава 4.Применение кристаллов 4.1.Кристаллы в промышленности, нанотехнологии 4.2.Фотонные кристаллы – оптические сверхрешетки. Применение фотонных кристаллов Заключение. Список используемой литературыПриложения
Цели и задачи:
Познакомиться с обширной областью применения кристаллов.Изучить свойства кристаллов и их строение.Провести практические работы по изучению свойств и выращиванию кристаллов, проведение которых возможно в условиях школьных кабинетов химии и физики.
Строение кристаллов.
«Форма снежинок (кристалликов льда) есть следствие особых расположений составляющих их частиц» Иоганн Кеплер «О шестиугольных снежинках» (1611 г).
Кристалл, составленный из параллельно расположенных равных частиц, смежных по целым граням (по Р.Ж. Гаюи)
 Элементарные ячейки пространственной решетки.
куб объемно-центрированный куб
Симметрия кристаллов.
Куб, имеющий 3 оси симметрии 4-го порядка, 4 оси 3-го порядка и 6 осей 2-го порядка.
Закон постоянства углов между гранями a и c, b и c (кристаллы кварца).
Идеальная форма кристаллов
Форму, которую принимает монокристалл тогда, когда при его росте устранены все случайные факторы, называют идеальной.
Кристаллы поваренной соли в форме куба
Алмаз в форме октаэдра
Эксперимент «Выращивание кристаллов хлорида натрия»
Цель работы: изучить методику, экспериментально вырастить кристалл поваренной соли
Этапы работы:
Приготовление насыщенного раствора
Начало кристаллизации
Этапы работы:
Полученный концентрированный раствор перельем в химический стакан; туда же с помощью перемычки (стержень шариковой ручки) подвесим на нитке кристаллическую "затравку" - маленький кристаллик поваренной соли - так, чтобы он был погружен в раствор на высоту 3/5 от дна.
Кристаллик через 7 суток
Эксперимент«Выращивание кристаллов медного купороса»
Оборудование: медный купорос, дистиллированная вода, воронка, фильтровальная бумага, химические стаканы, термометр.Цель работы: экспериментально вырастить кристалл медного купороса
Этапы работы:
Химический стакан с раствором медного купороса и нитка с "затравкой" для выращивания кристаллов.
Этапы работы:
Через трое суток после начала опыта на нитке появился кристалл медного купороса, похожий на драгоценный камень
Этапы работы:
Полученный кристалл медного купороса
Эксперимент: «Измерение углов между гранями кристаллов»
Образец
Углы между гранями
1
2
3
4
5
6
Кварц № 1
90
86
90
87
88
89
Кварц № 2
87
88
90
90
89
88
Вывод: Все грани имеют одинаковые размеры углов (88 – 90), т.е. грани имеют прямые углы, что придает им правильную геометрическую форму. Образцы №1 и 2 кварца имеют форму пирамиды.
Применение кристаллов
Пьезо - и сегнетоэлектрические кристаллы применяются в электронике
Применение сверхтвердых кристаллов (алмазов) впромышленности
применения алмазного шлифовального инструмента
Космическое материаловедение и нанотехнологии
Получение новых веществ и материалов и улучшение их свойств в невесомости.
Рост кристаллов в условиях невесомости
Применение жидких кристаллов
Фотонно-кристаллические световоды (ФК-световоды)
Вирусы
Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)
Молекулы ДНК - одномерные апериодические кристаллы
«Кристаллы» и «жизнь»
Воздействие электромагнитного излучения на кристаллы воды
До воздействия
После воздействия
Воздействие звуков музыки на кристаллы воды
Песня в стиле хэви- металл
Бетховен, Симфония № 5
Список литературы:
1. Банн Ч. Кристаллы в природе и науке. М., Просвещение, 1970г.2.Большая Советская Энциклопедия (в 30 томах) / Гл. ред. А.М.Прохоров. – 3-е изд. – М.: «Советская энциклопедия», 1973г/3.Вейль Г. Симметрия. М., Просвещение, 2002г.4. Кабардин О. Ф. Физика. М., Просвещение, 2002г. 5.Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. М., Наука, 1973г.6. Физика. Справочник школьника / Науч. разраб. и сост. Т.Фещенко, В.Вожегова. – М.: «Слово», ООО «Изд-во АСТ», 2001. – 574 с./7. Шубников А.В. Зарождение и рост кристаллов. 1999г.8. Энциклопедия для детей. Том 16. Физика. Ч.1. Биография физики. Путешествие в глубь материи. Механическая картина мира / Глав. ред. В.А.Володин. – М.: Аванта +, 2000. – 448 с. ил./9. . Энциклопедический словарь юного физика /Сост. В.А.Чуянов. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Педагогика, 1991. – 336 с.: ил./10. Я познаю мир: Дет.энцикл.:Физика /Сост. худож. А.А.Леонович; Под общей ред. О.Г.Хинн. – М.: ООО «АСТ», 1999. – 480 с./ crestalls.ucoz.ruclubs.ya.runano-edu.ulsu.rucd-zone.rugazeta.rustroynet.ruсompitech.ru