Конспект урока по физике "Кристаллические и аморфные тела"

Конспект урока по физике

Тема: «Кристаллические и аморфные тела»

Для студентов 1 курса

Преподаватель: Федюхина М.А.

Цель урока: формирование знаний о кристаллах и аморфных телах.

Задачи:

Обучающая: сформировать понятие о кристаллическом и аморфном состоянии твердых тел, раскрыть основные свойства кристаллических и аморфных тел, рассмотреть влияние химической связи на свойства твердых тел.

Развивающая: развить логическое мышление, умения и навыки на сравнении свойств кристаллических и аморфных тел.

Воспитательная: воспитывать умения самостоятельность в работе.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый.

Приборы и материалы: кристаллические и аморфные тела, модели кристаллических решеток, мультимедиа, компьютер.

ХОД УРОКА

I. Организационный этап

(Перед началом урока раздать карточки с заданием)

На данном этапе проверить наличие обучающихся в классе, сообщить тему урока.

Прием “Ассоциация”

Обучающемся предлагается прочитать тему урока и ответить на вопрос:

– О чем может пойти речь на уроке? Какая ассоциация у вас возникает, когда вы слышите словосочетание: «Кристаллические тела»? (2 мин)

II. Актуализация знаний

Стадия вызова

Маркировочная таблица «Знаю – Хочу знать – Узнал»).

Таблица 1. «З–Х–У»

Один из способов графической организации и логико-смыслового структурирования материала.

1 шаг: До знакомства с новым материалом учащиеся в группе заполняют первый и второй столбики «Знаю», «Хочу узнать».

2 шаг: По ходу знакомства с текстом или же в процессе обсуждения, учащиеся заполняют графу «Узнал».

3 шаг: Подведение итогов, сопоставление содержания граф. (на выполнение 3 мин.)

Повторение материала

Тест (на слайде устно)

1. Назовите три агрегатных состояния вещества (газообразное, жидкое, твердое)

2. Закончите предложение

«Агрегатное состояние вещества определяется расположением, характером движения и взаимодействия …» (молекул)

3. Найдите соответствие между агрегатным состоянием вещества и расстоянием между молекулами.

(1б; 2а; 3в).

4. Назовите свойства твердых тел (сохраняют объем и форму).

5. Вставьте пропущенные слова.

«Переход вещества из жидкого состояния в твердое называется … или … » (отвердеванием, кристаллизацией).

6. Продолжите

Вещество – это …(то, из чего состоит физическое тело).

Кристаллы – это… (твердые тела, обладающие трехмерной периодической атомной (или молекулярной) структурой и, при определенных условиях образования, имеющие естественную форму правильных симметричных многогранников).

Следует различать понятия структура кристалла и пространственная решетка. Структура – это физическая реальность, а пространственная решетка – геометрическое построение, помогающее выявить законы симметрии структуры кристалла.

7. Перечислите виды кристаллических решеток и их основные характеристики

(Выделяют четыре типа кристаллических решеток:

молекулярные (водород, азот, нафталин, сухой лед и др.) – в узлах решетки расположены молекулы. Характеризуются малой прочностью.

ковалентные или атомные (алмаз, кремний, германий, сульфид цинка и др.) – между соседними атомами осуществляется ковалентная (парноэлектронная связь), общие электроны могут двигаться по строго определенным путям. Являются диэлектриками или полупроводниками.

ионные (поваренная соль, бромистое серебро и др.) – в узлах ионы, удерживающиеся электростатическими силами притяжения.

металлические (металлы) – в узлах ионы металлов). (5 мин)

III. Изучение нового материала

На столе лежат тела: мыло, стеклянный стакан, свеча, шоколад, чупа – чупс, кольцо с рубином, выращенные кристаллы сульфата меди и поваренной соли, металлическая ложка. Их можно разделить на 2 группы по определенным свойствам. По каким? Для этого необходимо, изучить новый материал.

Дальше идет работа в группах (разбить класс на 4- 5 групп) по самостоятельному изучению материала по учебнику (пораг.67) и раздаточному материалу, заполнить таблицы в тетрадях. (шаблон таблицы на слайде)

Провести инструктаж о правилах работы в группе (слайд) и проверке выполнения самостоятельной работы (Первыми отвечает та группа, которая справились быстрее всех, каждая последующая имеет право дополнить). (15 мин)

Раздаточный материал

Все твёрдые тела делятся на кристаллические и аморфные. Мы рассмотрим, в чём их сходство и различие. Что такое кристаллы? Кристаллы – это твёрдые тела, атомы или молекулы которых занимают определённые, упорядоченные положения в пространстве. Кристаллические тела делятся на монокристаллы и поликристаллы. Монокристаллы – одиночные кристаллы. Монокристаллами наз. одиночные кристаллы, имеющие макроскопическую упорядоченную кристаллическую решетку. Поликристаллы – это твёрдые тела, состоящие из большого числа кристаллов, беспорядочно ориентированных друг относительно друга. Одним из наиболее существенных свойств монокристаллов является анизотропия – зависимость (неодинаковость) физических свойств кристалла от направления. Но в отличии от монокристаллов, поликристаллы изотропны, т.е. физические свойства одинаковые по всем направлениям. Это объясняется тем, что кристаллы внутри располагаются беспорядочно, и каждый в отдельности обладает анизотропией, а в целом кристалл изотропен. Свойства кристаллических тел: правильность геометрической формы, постоянная температура плавления, анизотропия свойств.

Аморфные тела – это твёрдые тела, где сохраняется только ближний порядок в расположении атомов. (Кремнезём, смола, стекло, канифоль, сахарный леденец). Отличие в характере движения: частицы не только совершают колебательные движения, но совершают скачки (движения характерные для жидкой фазы состояния вещества) Свойства аморфных тел: отсутствие симметрии, отсутствие постоянной температуры плавления, изотропия свойств.

Аморфные тела – жидкости с очень большой вязкостью (при низких температурах ведут себя как кристаллические тела, при высоких температурах и постоянной нагрузке – как жидкости).

В аморфных телах не наблюдается строгого порядка в расположении их частиц.

Сравнение свойств аморфных и кристаллических тел (с помощью таблицы 2).

Проверка выполнения самостоятельной работы (заслушиваются ответы групп).

Таблица 2. Состояние твердого тела

Показ слайдов, беседа о строении и свойствах твердых тел (2 мин)

Затем выходит учащийся и раскладывает мыло, стеклянный стакан, свечу, шоколад, чупа – чупс, кольцо с рубином, выращенные кристаллы сульфата меди и поваренной соли, металлическую ложку на две группы: кристаллические и аморфные тела.

Большинство окружающих нас твердых тел представляют собой вещества в кристаллическом состоянии. К ним относятся строительные и конструкционные материалы: различные марки стали, всевозможные металлические сплавы, минералы и т. д. Специальная область физики—физика твердого тела — занимается изучением строения и свойств твердых тел. Эта область физики является ведущей во всех физических исследованиях. Она составляет фундамент современной техники.

В любой отрасли техники используются свойства твердого тела: механические, тепловые, электрические, оптические и т. д. Все большее применение в технике находят кристаллы. (2 мин)

Сообщение обучающегося о применении кристаллических тел. После выступления задает вопросы группе (5 мин)

IV. Закрепление нового материала (7 мин)

1. Решение качественных задач

1. Температура плавление олова составляет 232^оС. В каком агрегатном состояние будет находится олово при температуре 230^оС? 233^оС?

2. Температура плавления льда составляет 0^оС? В каком агрегатном состояние будет находиться вода при температуре - 5^оС? +2^оС?

3. Можно ли в алюминиевой коробке расплавить железо?

4. При спаиванием стальных деталей иногда пользуются медным припоем. Почему нельзя паять медные детали стальным припоем?

5. Какой процесс позволяет мокрому белью высохнуть даже при сильных морозах?

6. Зачем, дуют на горячий чай, налитый в блюдце? Почему в этом случае чай остывает быстрее?

7. Шар, выточенный из монокристалла, при нагревании может изменить не только объем, но и форму. Почему?

Ответ: Вследствие анизотропии кристаллы при нагревании расширяются неравномерно.

8. Каково происхождение узоров на поверхности оцинкованного железа?

Ответ: Узоры появляются вследствие кристаллизации цинка.

9. Закончите предложение «Зависимость физических свойств от направления внутри кристалла называется …» (анизотропией).

10. Вставьте пропущенные слова «Твердые тела подразделяются на … и … » (кристаллические и аморфные)

11. Найдите соответствие между твердыми телами и кристаллами.

- 1а; 2б.

12. Найдите соответствие между веществом и его состоянием.

- 1б; 2в; 3б; 4а.

13. Найдите соответствие между телами и температурой плавления.

- 1б; 2а.

1. Прием «Фишбоун»

Голова – вопрос темы, верхние косточки – основные понятия темы, нижние косточки – суть понятий, хвост – ответ на вопрос. Записи должны быть краткими, представлять собой ключевые слова или фразы, отражающие суть. (на слайде)

V. Домашнее задание: 1. § 66, 68.

2. Вырастить кристаллы:

а) В стакан горячей воды всыпьте столько вещества сколько может раствориться. Когда вещество совсем перестанет растворяться и начнет оседать на дно, слейте образовавшийся раствор в другой стакан так, чтобы на дно стакана с раствором не попало ни одной крупинки. Для этого профильтруйте раствор через фильтрованную бумагу или через чистую тряпочку.

б) Приготовить каркас из проволоки, обмотанной обычными нитками или ватой, окунуть его в насыщенный раствор, тут же вынуть и просушить при комнатной температуре (в дальнейшем послужит «затравкой»). (2 мин)

в) Опустите каркас в насыщенный раствор и наращивайте на нем кристаллы.

VI. Подведение итогов урока

Рефлексия (заполнение обучающимися третьей колонки в таблице 1. «З-Х-У») (2 мин)

Используемая литература:

1. Касьянов В.А. Физика 10 класс. М.: Дрофа, 2003.

2. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика 10 класс. М.: Просвещение, 2004.

3. Блудов М.И. Беседы по физике. М.: Просвещение, 1984.

4. http://school-collection.edu.ru/catalog/res/f1c7daca-2c2d-4500-bd74-844b12d0db0c/view/

5. http://festival.1september.ru/articles/569014/

6