Цель урока:
- образовательная повторить особенности строения тел в различных состояниях на основе МКТ, показать красоту кристаллов, рассмотреть их свойства в зависимости от расположения молекул;
- развивающая развивать умение сравнивать, обобщать, делать выводы, самостоятельно добывать знания;
- воспитательная акцентировать внимание учащихся на красоте и гармонии физических процессов в природе, расширить кругозор учащихся по данному вопросу, показать связь изучаемого материала с химией, историей, литературой.
Оборудование: таблица “Кристаллы”, модели кристаллических решеток, алмаза, решеток, образцы некоторых металлов, минералов, дерева.
Опережающее задание: подготовить сообщение о дисперсии, об использовании алмаза.
Ход урока
- Организационный этап.
Учитель: Физика — это наука о природе. И мы сегодня убедимся, как многообразен и красив мир.
“Блажен, кто явственно узрел
Хотя бы скорлупу природы”.
Всего две строки из стихотворения И. Гете, а какой глубокий смысл в них заложен. У природы много тайн и загадок, некоторые из которых мы постараемся раскрыть сегодня на уроке.
Давайте сначала заглянем в себя. Однажды великого мыслителя Сократа спросили о том, что, по его мнению, легче всего в жизни. Он ответил, что легче всего - поучать других, а труднее - познать самого себя. Как мы воспринимаем себя. Как мы воспринимаем окружающий мир? Как художники или как мыслители?
Психологический тест.
- Переплетите пальцы рук. Большой палец правой или левой руки оказался у вас сверху? Запишите результаты буквами “Л” или “П”.
- Скрестите руки на груди (“поза наполеона”). Кисть какой руки оказалась сверху? Запишите.
- Изобразите “бурные аплодисменты”. Ладонь какой руки у вас сверху? Запишите.
Подведите итоги:
- Если ЛЛЛ- вы художники, у вас образное мышление, т.к. более развито правовое полушарие.
- ППП - вы мыслители, у вас логическое мышление, более развито левое полушарие.
- Л и П или ЛПП – вы – гармонично развитая личность (вам свойственно как логическое, так и образное мышление).
Вот и познакомились глубже: вы – с собой, а я – с вами. Можно переходить к познанию внешнего мира. Откройте тетради, запишите дату и тему сегодняшнего урока.
- Актуализация знаний.
Вспомните, какими свойствами обладают газы, жидкости, твердые тела.
Учащийся: Газ занимает весь предоставленный ему объем и принимает форму данного тела. Газы легко сжимаются, т.к. молекулы находятся на большом расстоянии друг от друга, при сжатии уменьшается среднее расстояние между молекулами.
Жидкости малосжимаемы, т.е. их молекулы находятся непосредственно друг возле друга. При попытке сжатия начинается деформация самих молекул, поэтому жидкость обладает текучестью. Не сохраняют форму, но сохраняют объем.
Учитель: переходим к свойствам твердых тел (демонстрирует образцы некоторых металлов, минералов, дерева). Что вы можете сказать о них?
Учащийся: Твердые тела сохраняют форму и объем, они плохо сжимаются, т.к. расстояние между молекулами очень малы, при сжатии начинается деформация самих молекул. Атомы или молекулы твердых тел колеблются около определенных положений равновесия.
- Изучение нового материала.
Учитель: А теперь обратим внимание на кристаллы. С помощью лупы внимательно рассмотрите кусочки соли, сахарного песка, кусочки сахарного рафинада, изюм вара. Это кристаллы - откроем учебники на стр.192 и прочитаем определение (читает учащийся).
Итак, кристалл – это устойчивое, упорядоченное образование частиц в твердом состоянии вещества. Кристаллы отличаются пространственной периодичностью всех свойств. Какие свойства кристаллов вы можете сформулировать.
Учащийся: Сохранение формы и объема при отсутствии внешних воздействий, обладают прочностью , определенной температурой плавления.
Учитель: Верно. Кристаллам также присуще свойство - анизотропия - это различие физических свойств кристалла от выбранного направления. Расщепите слюду на отдельные пластины в одном направлении, в другом, сделайте вывод.
Учащиеся: Опыт доказывает анизотропность кристаллов.
Учитель: Хорошо. Ученые выяснили, что правильная форма кристалла обусловлена тесным, упорядоченным расположением частиц в кристалле.
Давайте рассмотрим углерод. Красоту и многообразие окружающего мира, проследим на его примере. Что вы знаете об углероде?
Учащийся:
- Это вещество в газообразном состоянии.
- Это обыкновенный грифель карандаша - графит
- Это кусочки сажи.
Учитель: Верно. А я хочу представить вам алмаз, переливающийся всеми цветами радуги. Посмотрите на плакат (демонстрация камней). Но алмаз и графит- это атомы одного того же элемента углерода, но почему результат разный? (Демонстрация модели кристаллических решеток алмаза и углерода).
Учащийся: Я думаю, в расположении атомов в кристаллической решетке.
Учитель: Да. Алмаз и графит это атомы одного и того же элемента углерода, но расположенные в разном порядке и имеющие разные кристаллические решетки. Алмаз - самый твердый среди минералов, это царь всех камней. Издавна считали мерой богатства - золото, а символом - бриллиант, алмаз. Существуют алмазы, которые являются героями литературных произведений. Какие из них вы знаете?
Учащийся:
- “Три мушкетера” А. Дюма (алмазные подвески королевы Франции).
- Желтый алмаз из романа “Лунный камень” английский писатель Уилки Коллинза.
- Алмаз “Синей” бургундского герцога Карла Смелого. Уверовав чудодейственную силу алмаза, носил его в шлеме. Однако талисман не помог. Герцог был убит, во время сражения при Нанси в 1488 г. Вражеский солдат вынул алмаз из шлема и продал его за 1 флорин (позже этот камень был оценен в 1 млн. ливров). Этот случай описан академиком Ферсманом.
Учитель: Хорошо. А в произведении Куприна есть такое описание игры света в бриллианте “ ……это не камень- это странный таинственный огонь. Вот блеснул синей сноп лучей. Такого цвета не бывает ни на небе, ни в море. Блеснул, затрепетал и скрылся, и вот уже льется, точно зарево огромного пожара, красный торжествующий огонь. Но мгновение, незаметный поворот головы и загорелось зеленое сияние, тихое, глубокое, похожее на мерцание июльского светлячка в густой траве. Еще миг - и заструится веселый золотой свет солнца, и вдруг заметались, заплясали все цвета радуги”.
Объяснить описанную Куприным игру света в бриллианте попробует наш ученик (демонстрация слайда - радуга).
Учащийся: Алмаз обладает особенными свойствами: рассеивать световые лучи, разлагая их в спектр, от красного до фиолетового. Это явление называется дисперсией (от лат. dispersio – разбрасываю). Оно было открыто И. Ньютоном в 1666 г., когда он занимался усовершенствованием телескопа. Лучи света проходя, через алмаз, преломляются, сильнее всего - фиолетовые, слабее- красные, т.к. показатель преломления света для алмаза n=2,4 а у стекла 1,5, дисперсионные полоски получаются широкими (слайд 2 - опыт Ньютона - демонстрация).
Учитель:
Спасибо. А мы продолжаем, XXI век произвел переоценку ценностей. Благородный алмаз перестал быть только символом богатства, а стал реальным инструментом власти человека над природой, об этом расскажет нам следующий ученик.
(Демонстрация слайда - буровая вышка)
Учащийся: Да, алмазом “инкрустируют” не только королевские короны и скипетры, а буровые колонки и резцы. Алмазными пилами распиливают камни, алмазные буры используют при разведке недр. Через волочильные алмазы протягивают нити парашютной ткани, с помощью алмаза изготавливают тонкую проволоку твердых металлов. Природный алмаз встречается редко, поэтому его получают искусственным путем. Разрабатывая проблему синтеза алмаза из графита, исследователи обратили внимание на материал, очень схожий по структуре с графитом (нитрит Бора), и получили алмазоподобный материал борнитрит (боразон). Он оказался даже тверже алмаза и термически более стойким (алмаз сгорает при температуре 627 °С, а баразон при 2000°С) Баразон нашел широкое применение в технике.
Учитель: Спасибо.
- Итоги урока.
Итак, наш урок подходит к концу. Мы постарались коснуться сегодня самых разнообразных сторон природы. Скажите, что вы узнали нового о свойствах твердых тел?
- Объявление оценок.
- Домашнее задание § 75,76. Зарисовать кристаллические решетки алмаза и графита.
И закончить урок я хочу словами Ф.Шиллера.
“Но дальше, ввысь, к пределам всех дерзаний
Творящий гений над землей парит
Создание возникает из создания
Гармония гармонию творит”.
Использованная литература:
- Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский. Физика. Учебник для 10 кл. общеобразовательных учреждений- М. Просвещение, 2005 г.
- Голованов Я. Этюды об ученых М., Молодая гвардия, 1970 г.
- Эльшанский М. Законы природы служат людям - М., Просвещение 1978 г.
- Спасский Б.И. Физика в ее развитии- М. Просвещение, 1989 г.
- Энциклопедия для детей. Техника - М.: Аванта+, 2001 г.