Кордик А. Удивительный мир кристаллов

Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия №7 г.Балтийска
Калининградской области
II Всероссийский конкурс презентаций «Топ- слайд»
«Удивительный мир кристаллов»
Выполнила
ученица 8 «В» класса
Кордик Анастасия.
Руководитель
к.п.н. учитель физики
Лопушнян Герда Анатольевна
2012 год
«Магия кристаллов»
Цель исследования:
выяснить, что такое кристаллы,
обладают, в чем их ценность.
какими
свойствами
они
Задачи исследования:
• изучить историю освоения людьми кристаллов;
• изучить свойства кристаллов;
• установить, можно ли кристаллы получать в домашних условиях.
Немного из истории
В Индии и Бирме мужчины и женщины украшали
себя, оружие и предметы быта ещё 7500 – 10000 лет
назад. Это были местные халцедоны, агаты,
нефриты. Изумруды стали известны за 2000 лет до
нашей эры, сапфиры и рубины из россыпей на
Цейлоне – за 600 лет, алмазы Индии – за 1000 – 500
лет до нашей эры.
Виды кристаллов
Кристаллы
Природные кристаллы
Твердые
кристаллы
Жидкие
кристаллы Искусственные
кристаллы
Жидкие
кристаллы
Что такое кристалл?
Твёрдое тело, имеющее форму
правильного многогранника, у которого
вследствие правильного расположения
его частиц углы между
соответствующими гранями и рёбрами
всегда остаются постоянными
(для данного вещества).
Кристаллом (от греч. krystallos –
«прозрачный лед») вначале называли
прозрачный кварц (горный хрусталь),
встречавшийся в Альпах.
Кристаллы бывают
Монокристалл
Твёрдое тело,
состоящее из
единственного
кристалла, (например,
отдельные крупинки
сахарно песка). Так
называемый горный
хрусталь представляет
собой большие
монокристаллы кварца.
Поликристалл
Гораздо чаще твёрдое
тело состоит из
множества
беспорядочно
сросшихся друг с
другом мелких
кристалликов
Твердые тела
опал
Кристаллические
Твердые тела, атомы или
молекулы которых
занимают определенные,
упорядоченные положения
в пространстве.
Кристалл сульфат железа
Аморфные
Твердые тела, у которых
атомы и молекулы не
располагаются в строгом
порядке (только ближайшие
атомы-соседи располагаются
в некотором порядке)
янтарь
Анизотропия кристаллов и
изотропия аморфных тел
Физические свойства:




Проводимость теплоты и электрического тока
Оптические свойства
Прочность
Твердость
Анизотропия – зависимость физических свойств от
направления внутри кристалла (неодинаковы).
Изотропия – физические свойства одинаковы по всем
направлениям.
Как образуются кристаллы?
1. В самом начале затвердевания образуется зародыш
кристалла- небольшое количество молекул образующих
крошечную геометрическую фигурку, зародыш.
2. Следующие молекулы присоединяющиеся к зародышу
наслаиваются на зародыш в таком порядке, что сохраняют
характерную для данного типа кристалла форму, пока
кристалл не достигнет видимых глазом размеров.
3. Кристаллы сравнительно редко достигают большой
величины. Гораздо чаще при затвердевании жидкости
одновременно образуется много зародышей кристаллов, так
что выросшие из них кристаллы имеют малые размеры.
ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ
•Жидкие кристаллы открыл в 1888 г. австрийский ботаник
Ф. Рейнитцер.
•Жидкие кристаллы стали применять после 1973 г., когда группа
английских химиков под руководством Джорджа Грея получила
жидкие кристаллы из относительно дешёвого и доступного
сырья.
•Все формы жизни связаны с деятельностью живой клетки,
многие структурные звенья которой похожи на структуру жидких
кристаллов.
•Таким образом, установление закономерностей поведения ЖК
открывает новые перспективы в развитии молекулярной
биологии.
Интересный факт из жизни кристаллов!
Кристаллами в дальнейшем могут
заинтересоваться биологи,
так как
в их микроскопических полостях,
заполненных жидкостью,
могут находиться древние
микроорганизмы.
ПРИМЕНЕНИЕ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ
термография (изготовление различных индикаторов)
В частности в медицине - ;жидкокристаллический
индикатор на коже больного быстро диагностирует
скрытое воспаление и даже опухоль.
информационная техника:
электронные часы,
цветные телевизоры с жидкокристаллическим экраном
(размером с почтовую открытку).
Такие телевизоры дают изображение весьма высокого
качества, потребляя меньшее количество энергии.
ПРИМЕНЕНИЕ КРИСТАЛЛОВ
Кристаллы сыграли важную роль во многих
технических новинках 20 в.
1) изготовление генераторов радиочастоты со
стабилизацией кварцевыми кристаллами;
2) полупроводниковые приборы изготавливаются из
кристаллических веществ (кремний, германий);
3) при производстве мазеров для усиления волн СВЧдиапазона;
4) в лазерах для усиления световых волн;
5) кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими
свойствами, применяются в радиоприемниках и
радиопередатчиках, в головках звукоснимателей и в
гидролокатора.
Применение кристаллов
•Алмаз - в первую очередь камень-работник:
• при бурении горных пород,
•алмазными пилами распиливают камни,
•алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни);
•Рубин - лазер, часовая промышленность, на полупроводниковых
заводах тончайшие схемы рисуют рубиновыми иглами,
в текстильной и химической промышленности рубиновые нитеводители вытягивают нити из искусственных волокон (капрона);
•Кварц - если сжимать или растягивать кристалл кварца, на его
гранях возникают электрические заряды.
Мифические свойства камней
Существовал МИФ
для облегчения или
предотвращения болезни, нужно
разные камни прикреплялись к
различным частям тела
(гиацинт нужно было носить на
шее, алмаз - на левой руке,
сапфир — на безымянном пальце
и т.д.).
На рисунке приведены
зодиакальные камни с их знаками.
Старинная гравюра, иллюстрирует
влияние одного из знаков Зодиака
(и ассоциирующегося с ним камня)
на определенную часть тела.
Этими верованиями часто
определялось назначение лекарств
из драгоценных камней.
Ювелирное дело
Как это ни странно, но необработанный драгоценный камень
весьма непривлекателен и мало похож на восхитительно
сверкающий самоцвет. Лишь специальная обработка
превращает похожий на булыжник природный минерал
в драгоценность.
Одним из древнейших и самых простых способов обработки
минералов является кабошон, заключающийся в придании
верхней части камня округленной формы.
Огранка - это обработка драгоценных камней для придания им
определённой формы и максимального выявления их игры и
блеска.
Драгоценные кристаллические
камни
Аметист
Сапфир
Бриллиант
Опал
Виды огранки
Бриллиантовая огранка - обычно
бриллиантовая огранка содержит 57 граней,
однако встречаются образцы, ограненные
в 240 граней.
Ступенчатая и клиньевая огранки
характеризуются наличием параллельных
граней в основании. Общий вид камня при
этом — многоугольник с площадкой в форме
треугольников или трапеций.
К фантазийным огранкам относятся все
остальные типы огранок: сердце, цветок,
маркиза, груши, овала, принцесса, ашер,
бусина, радиант, щит, эполет, триллиант и т.д.
Практически каждый природный камень обладает
определенным оптическим эффектом, который
обусловлен особенностями преломления световых
лучей при прохождении сквозь поверхность минерала.
Оптические явления
. Астеризм или
«эффект звезды» оптическое свойство
некоторых кабошонов,
демонстрирующих
лучеподобную фигуру.
Опалесценция способность камня испускать
разноцветные световые
блики своей поверхностью.
Эта игра света необычайно
привлекательно зрелище, и в
опалах оно представлено
наиболее ярко.
Авантюресценция
- это появление мерцающих
и сверкающих искорок
внутри камня. Эффект
наблюдается у авантюрина
благодаря наличию в
структуре камня блестящих
чешуек слюды и фуксита.
Искусственные кристаллы
В настоящее время очень многие виды
драгоценных камней производят искусственно. А
начиналась эра подделок в 1902году, когда
французский химик Вернейль впервые представил
миру синтетические рубины, а позже он смог
получить искусственные сапфиры и шпинель.
Выращивание кристаллов
Хлорид кобальта CoCl2 * 6H2O - гидрат пурпурносиреневого цвета.
Раствор этого вещества готовится в слегка тёплой воде (28-30
градусов). Поскольку раствор получается очень тёмным, то это
затрудняет наблюдение за ростом кристаллов. Поэтому каждые
два дня раствор сливается в чистую ёмкость, отбираются
самые крупные кристаллы и удаляются ненужные, в т. ч. хлопья
хлорида кобальта, наросшие на стенках стакана на границе с
раствором. Затем на дно опять кладутся отобранные вами
кристаллы и заливаются ранее слитым раствором.
Конечно, выращивание кристаллов этого вещества - процесс
трудоёмкий, но часто выращенные кристаллы имеют очень
интересную форму.
Хлорид натрия NaCl - бесцветная соль.
Для выращивания кристалла хлорида натрия вам понадобится
очень чистая соль.
Раствор необходимо готовить в воде комнатной температуры или
чуть-чуть теплее (~28-30 градусов), т. к. соль при растворении
поглощает много тепла. Раствор необходимо оставить на
несколько дней до выпадения первых одиночных кристаллов. Если
кристаллы выпадают хаотически и в больших количествах,
необходимо добавить в раствор немного воды и переставить
ёмкость с раствором в более прохладное место. Если помимо
основного кристалла будут появляться случайно выпавшие, то их
необходимо удалять, время от времени фильтруя раствор.
Кристалл медного купороса
Хлорид кобальта
CoCl2 * 6H2O –
гидрат пурпурносиреневого цвета
Раствор этого вещества
готовится в слегка тёплой
воде (28-30 градусов).
Поскольку раствор получается
очень тёмным, то это
затрудняет наблюдение за
ростом кристаллов. Поэтому
каждые два дня раствор
сливается в чистую ёмкость,
отбираются самые крупные
кристаллы и удаляются
ненужные, Затем на дно опять
кладутся отобранные вами
кристаллы и заливаются
ранее слитым раствором.
Конкурс «Чей кристалл лучше?»
Кристаллы, которые мы вырастили сами
Спасибо
за внимание!
С уважением
Кордик Анастасия
Литература
1. Замечательные минералы. Соболевский В. И. Книга для учащихся.
М., «Просвещение», 1971г., 187с с илл.
2. Н. М. Шахмаев, С.Н. Шахмаев, Д. Ш. Шодиев. Физика: Учебник для
10 классов – 2-е издание – М.: Просвещение, 1992 – 240 с.
3. О. Ф. Кабардин, С. И. Кабардина, Н. И. Шефер. Факультативный
курс физики: 9 класс. Учебное пособие для учащихся – 3-е
издание, переработанное – М.: Просвещение, 1986. – 239с.
4. Электронный ресурс: http://krugosvet.ru/enc/Earth_sciences/
5. Электронный ресурс: http://www.dragkamen.ru/index.html
6. Электронный ресурс: http://www.happy-kids.ru/page.php?id=719
7. Электронный ресурс: http://zagadkikamnej.ru/litoterapiya/
8. Электронный ресурс: http://ru.wikipedia.org/wiki/%
9. Электронный ресурс: http://kristal.21428s12.edusite.ru/p8aa1.html