Кристаллы блещут симметрией!

Интегрированная творческая работа « Кристаллы блещут симметрией!?»

Руководитель : учитель физики и математики: Горошникова М.Н.

Выполнила: Завьялова Вера. Ученица 11 «А» класса.

ЦЕЛЬ: формирование целостной картины мира.

Демонстрация симметрии- общего свойства кристаллов и правильных многогранников.

Применение и рост кристаллов.

Литература и медиаресурсы.: интернет ресурсы ,М.П.Шаскольская. Кристаллы. Москва «Наука»; презентация, стих Бальмонта «Безглагольность», музыка Энри Мариконе.

План.

• Актуализация. Вводное слово.

• Основная часть:

• Виды многогранников и их симметрия.

• В мире камней :

• - симметрия кристаллов;

• - гигантские кристаллы;

• -формы и структура кристаллов;

• -удивительный водород;

• А если кристалл не многогранный?

• Почему все-таки кристаллы вырастают многогранными? Анизотропия.

• Кристаллы неправильной формы.

• Влияние музыки на рост кристаллов.

• Снежинка. Рисуем правильно снежинку.

• Вместо послесловия. Музыкальная зарисовка «Зимний лес»

Слайд 1.

Слайд 2немного о себе

Слайд 3 План

Слайд 4Многогранники и кристаллы, что их объединяет?

Многогранники изучают на геометрии

Слайд 5 Виды многранников

Что такое многогранник?

Опр. Тело ,ограниченное несколькими гранями, называется многогранником.

Виды многогранников:

Слайд 6 . Пирамида - это многогранник, одна грань которого многоугольник, а остальные грани - треугольники с общей вершиной. Пирамида называется усеченной, если вершина её отсекается плоскостью

Слайд 7 Призма - многогранник, две грани которого (основания призмы) представляют собой равные многоугольники с взаимно параллельными сторонами, а все другие грани параллелограммы. Призма называется прямой, если её ребра перпендикулярны плоскости основания. Если основанием призмы является прямоугольник, призму называют параллелепипедом

Слайд 8 Призматоид - многогранник, ограниченный двумя многоугольниками, расположенными в параллельных плоскостях (они являются его основаниями); его боковые грани представляют собой треугольники или трапеции, вершины которых являются и вершинами многоугольников оснований

Особенно важную роль играют выпуклые многогранники.

Слайд 9   Тела Платона. Многогранник, все грани которого представляют собой правильные и равные многоугольники, называют правильными. Углы при вершинах такого многогранника равны между собой.

Существует пять типов правильных многогранников. Эти многогранники и их свойства были описаны более двух тысяч лет назад древнегреческим философом Платоном, чем и объясняется их общее название.

Каждому правильному многограннику соответствует другой правильный многогранник с числом граней, равным числу вершин данного многогранника. Число ребер у обоих многогранников одинаково.

Известно только 5  выпуклых правильных многогранников и 4 невыпуклых правильных многогранника. Правильные выпуклые многогранники следующие: тетраэдр ( 4 грани); гексаэдр ( 6 граней) – это хорошо нам известный куб; октаэдр ( 8 граней ); додекаэдр ( 12 граней); икосаэдр ( 20 граней).

Слайд 10 Тетраэдр - правильный четырехгранник . Он ограничен четырьмя равносторонними треугольниками (это - правильная треугольная пирамида).

Слайд 11 Гексаэдр - правильный шестигранник . Это куб состоящий из шести равных квадратов.

Слайд 12 Октаэдр - правильный восьмигранник . Он состоит из восьми равносторонних и равных между собой треугольников, соединенных по четыре у каждой вершины.

Слайд 13 Додекаэдр - правильный двенадцатигранник, состоит из двенадцати правильных и равных пятиугольников, соединенных по три около каждой вершины .

Слайд 14 Икосаэдр - состоит из 20 равносторонних и равных треугольников, соединенных по пять около каждой вершины.

Слайд 15   Звездчатые формы и соединения тел Платона. Кроме правильных выпуклых многогранников существуют и правильные выпукло-вогнутые многогранники. Их называют звездчатыми .

Слайд 16Звездчатый октаэдр . Такой звездчатый многогранник в 1619 году описал Кеплер (1571-1630) и назвал его stella octangula - восьмиугольная звезда.

  Слайд 17. Их называют так по числу граней от древнегреческих слов «тетра»-4, «окта»-8, «икоса»-20, «додека»-12.Своствами этих фигур особенно занимался древнегреческий математик и философ Платон, поэтому их часто называют Платоновыми телами. В 18-веке великим математиком Эйлером обнаружен замечательный факт: для любого выпуклого многогранника справедливо равенство: Г-Р+В=2, где Г-число граней, Р- число ребер, В – число вершин.

Слайд 18 проверка на кубе

Плато́н (др.-греч. Πλάτων, 428 или 427 до н. э., Афины — 348 или 347 до н. э., там же) — древнегреческий философ, ученик Сократа, учитель Аристотеля.

Слайд 19 Правильные многогранники имеют центры симметрии, оси симметрии, плоскости симметрии. Например, тетраэдр не имеет центра симметрии, но имеет три оси симметрии и шесть плоскостей симметрии.

Куб имеет один центр симметрии, девять осей симметрии и плоскостей симметрии.

Слайд 20 Выпуклые многогранники изучают и в кристаллографии – науке о кристаллах. В начале 20-го века русский кристаллограф и геометр Е.Федоров доказал, что существует лишь 230 форм многогранников. Сейчас все Федоровские многогранники открыты и существуют в виде различных кристаллов. Все знают кристаллы, блещут симметрией, это же самое мы можем сказать о правильных многогранниках

Слайд 21 В мире камней Кристаллы изучают на физике, химии. Они встречаются нам повсюду. Мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем кристаллы ,создаем приборы и изделия из кристаллов, применям их в технике, едим кристаллы, лечимся кристаллами, находим кристаллы в живых организмах, проникаем в тайны строения кристаллов, выходим на просторы космических дорог с помощью кристаллов и растим кристаллы в космосе.

Что же такое кристаллы? Кристаллы –это вещества, в которых их частицы расположены строго периодически, образуя геометрически закономерную кристаллическую решетку. Кристаллы могут быть не только в виде многогранных камней, никому и в голову не приходило, что кристаллическое строение имеют глина, сажа, человеческие кости, волосы, волокна шерсти, шелка, целлюлоза.

Справка. Слово «кристаллос» в переводе с греческого означает «лед». Но это не только лед, почти все камни, горные породы, металлы, соль. сахар и драгоценные камни-все это кристаллы.

Слайд 22 Вот они кристаллы великаны, найденные в природе. Камни, такой формы, как будьто их кто-то выпиливал, шлифовал, полировал. Это многогранники с плоскими ребрами, с прямыми ребрами. Правильность и совершенные формы камней, безукаризненная гладкость их граней поражают нас. Вот эти-то камни с природной, т.е. не сделанной руками человека, правильной, симметричной, многогранной формой и называются Кристаллами.

Слайды 23 Великаны. Глендонит (псевдоморфозы кальцита по икаиту). Кристаллы до 30 см. Остров Морс, Сев. Дания.

Слайд 24. Аурипигмент. Мен-Кюле р., прит. р. Томпо, Якутия. Около 40 см. в длину

Гигатские кристаллы берилла (до 1,4 м) и эшинита-Y ("бломстрандина") (до 40 см) из пегматитовой провинции Эвье-Ивеланд\ Evje - Iveland Pegmatite Province, Южн. Норвегия Слайд 25.Вивианит. Камерун. Около 30 см. Данбурит. , Дальнегорск.

Слайд 26 Топаз. Кристалл -30 см., Украина. 114 кг .Кварц (более 1 м, вес ~500 кг) Урал, Россия

Слайд 27 О.В. Кононов у гигантского кристалла пирита из Акчатау. Пирит. Акчатау, Ц. Казахстан. Кристалл 28х20х18.

Слайд 28 Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны как вода. Недаром говорят: «прозрачный, как кристалл», «кристально чистый»…

Мне кажется, мы ответили на первый вопрос. Вот они- правильные многогранники: кубы, призмы, пирамиды, и другие формы. Природные формы кристаллов правильны и симметричны, причудливо разнообразны. Столбики, таблички, пластинки, звезды, иглы, а почему не шарики?.

Почему говорят, что посуда бьется на осколки! Осторожно не уколись!

Приглядитесь к кристаллам, они имеют определенную многогранную форму, грани имеют углы, о которые мы укалываемся!

Поникнуть во внутренний мир кристаллов помогли рентгеновские лучи (дифракция рентгеновских лучей 1912год), благодаря им были изучены бесконечные, правильные, симметричные решетки в металлах и природных минералах

Если ударить острием ножа или молотком по кубику  каменной   соли,  он  расколется   не  на  кривые обломки, а на правильные кубики или параллелепипеды с прямыми углами и плоскими гранями.

Слайд 29 В истории кристаллографии известен забавный случай: французский кристаллограф, аббат Рене Дюст Гаюи (1743-1826), пытливый естествоиспы­татель и наблюдатель, еще в начале прошлого века много размышлял о том, каково внутреннее строение кристаллов.   Рассказывают,   что   однажды,   находясь в гостях у знакомого любителя камней, Гаюи нечаян­но уронил прекрасный кристалл прозрачного каль­цита (исландского шпата).

Рис. 74. Схема (а) и модель (б) структуры кристаллов кальцита (исландского шпата);  жирными линиями выделена  форма  ром­боэдра.

Велико было огорчение Гаюи: кристалл разбился вдребезги. Но еще больше было его изумление, когда оказалось, что все осколки точно повторяют форму разбитого кристалла. Каждый из осколков оказался тоже ромбоэдром. Тогда Гаюи уже нарочно разбил один из осколков на еще более мелкие осколки: маленький ромбоэдр, который он бро­сил на пол, раскололся по ровным плоскостям опять на такие же ромбоэдры!

Слайд 30 Структура кристаллов. Не вызывало сомнений, что удивительные свойства кристаллов определены их структурой, незыблемым и нерушимым симметричным строем атомов в кристаллах Вольфрам и магний

Слайд 31 Основной характерной особенностью структуры кристалла является симметрия! Медь и соль

Строй атомов меди не похож на постройку кристаллов соли. В каждом веществе свой характерный узор и порядок, от этого и зависят свойства вещества.

Одни и те же атомы, частицы одного сорта, располагаясь по-разному, образуют вещества с разными свойствами.

Посмотрим, например, на атомы углерода.

Слайд 32-33

Углерод был известен древним народам еще в доисторические времена в виде древесного угля, сажи и каменного угля, а позже алмаз.

Сажа, или копоть-мягкий черный порошок, выбрасываемый черными клубами дыма из трубы.

По свидетельству римского историка Витрувия, сажа в его время производилась в большом количестве и шла на изготовление краски, применяемой во фресковой живописи, и чернил. С незапамятных времен китайцы пользовались сажей для приготовления туши, которая распространилась затем в Корее, Японии и у народов ближнего Востока . В Европе тушь стала известна только в XV–XVI вв.

Уголь, древесный или каменный – это тоже углерод. Угольный порошок, как и кусковой уголь, обладает многими ценными свойствами, из которых наиболее важным является его способность адсорбировать различные газообразные и твердые вещества. Это свойство было обнаружено в 1785 г. русским химиком, академиком Т.Е.Ловицем и сразу же нашло широкое применение в лабораторной, фармацевтической и промышленной практике.

Слайд 34 -35 Графит, мягкий стерженек карандаша, оставляющий след на бумаге. Графит выдерживают высокие температуры, поэтому из него делают огнеупорную посуду стержни на заводах и АЭС. Графит- кристалл, сложенный из атомов углерода.

Справка. Название «графит» (от греч. grapho – пишу) . В русской литературе графит в начале XVIII в. назывался «карандаш» (от монгольского «кара» – черный, «таш» – камень), а углерод – «углетвором».

Структура графита совсем иная: он образован параллельными слоями, состоящими из атомов углерода, расположенных по углам правильных шестиугольников на расстоянии 1,42  ; слои же отстоят друг от друга на значительно большем расстоянии – 3,39 и к тому же сдвинуты относительно друг друга. Это строение и обусловливает свойство графита расслаиваться на чешуйки, благодаря чему он применяется для изготовления карандашей и в качестве смазочного материала.

Справка. Слово «алмаз» и западноевропейское «diamant» – арабского происхождения и означает твердейший

Слайд36 В кристаллах алмаза все атомы углерода расположены на одинаковых расстояниях друг от друга (1,54 ): каждый атом в алмазе находится в центре правильного тетраэдра, в вершинах которого расположены другие атомы. Такое строение придает алмазу необычайную твердость. Это наиболее твердое из всех известных в природе веществ.

Слайд 37 Алмаз самый дорогой, красивый драгоценный камень.он тоже сложен из атомов углерода, но строение другое. Поэтому очень твердый, он тверже всех камней на Земле. Алмазом стекольщик режет стекло ,им можно шлифовать, сверлить камни и металлы.

Трудно поверить, что алмаз и графит сложены из одних и тех же атомов углерода. Графит мягкий, непрозрачный, черный. Алмаз- твердый, прозрачный, искрящийся всеми цветами радуги. Графит огнеупорный, алмаз легко горит. В пламени кислорода драгоценный бриллиант сгорает полностью, остается лишь кучка сажи или графит. Алмаз и графит отличаются порядком расположения атомов, поэтому и отличаются свойствами.

Справка Й.Я.Берцелиус в 1841 г. впервые описал уголь (сажу), алмаз и графит как видоизменения одного и того же элемента и ввел в химию новое понятие «аллотропия».

Слайд 38 Алмаз в качестве украшений появился в начале нашей эры и, по всей вероятности, привозился из Индии или с острова Борнео, где имеются его месторождения. Крупные, красиво ограненные экземпляры алмаза считались лучшим украшением сокровищниц властителей и часто добывались путем насилия и крови. Таковы знаменитые алмазы «Регент», «Кох-и-Нур», «Великий могол», «Южная звезда», «Хоуп», «Шах».

Слайд 39 Алмаз «Шах» — бриллиант индийского происхождения весом в 88,7 карата, который хранится в Алмазном фонде в Москве^.. Этим алмазом персидский шах заплатил царю Николаю I за кровь предательски убитого в Тегеране русского посла А.С.Грибоедова – автора комедии «Горе от ума».

Слайд 40 Алмаз «Куллинан» (Звезда Африки) — самый большой алмаз в мире, найден в 1905 г. в Южной Африке Его масса 621 г, а размер 10х6х5 см. Эксперты оценили алмаз в 7,5 млрд. долларов.

Слайд 41 Алмаз «Орлов» один из самых больших и красивых алмазов в мире хранится в алмазном фонде нашей страны.Его масса 37,92 г.

Алмаз был найден в Индии в конце XVII века — начале XVIII века

Слайд 42 Алмаз «Регент» был найден в Южной Африкн, невольником, который скрыл свою находку, глубоко разрезав себе ногу, он спрятал сокровище в ране под повязкой. Он открыл тайну матросу ,который помог ему бежать. На корабле матрос отнял у него алмаз и сбросил в море. Матрос продал камень за бесценок, пропив деньги. Переходя из рук в руки, он попал в сокровищницу Наполеона 1,которы носил его на рукоятке своей шпаги. Стоимость его шесть миллионов франков.

Кристалл аметист предохранят от пьянства, изумруд спасает мореплавателей от бурь.

Слайд 43-44 Рубин –красный и сапфир –лазарево- синий (окись алюминия,в сапфире есть малые примеси окиси титана; примеси хрома в рубине)относятся к самым дорогим и самым красивым из драгоценных камней. Они обладают целебными свойствами: «Рубин врачует сердце, силу, мозг и память человека. Сапфир хранит и умножает мужество, очищает глаза, укрепляет мускулы».

Их выращивают искусственным путем и широко применяют: наждачная бумага, точильные круги, камни для часов, нити вытягивают рубиновыми иглами.

Слайд 45 Новая жизнь рубина –это лазер ,чудесный прибор наших дней. Лазер светит ярче тысячи Солнц.(Если на кристалл рубина пустить слабый пучок света от маломощной лампы, то свет не только поглотится кристаллом, а, наоборот, брызнет из кристалла как алая молния.)

Это мощный луч лазера доходит до Луны и других планет, фотографируя их поверхность. Доносит до экрана телевизора шаги человека по Луне, и рукопожатия космонавтов; он режет и прошивает металлические трубы; в медицине это незаменимый скальпель он позволяет проводить сложные операции по приварке сетчатки глаза; лазерный луч выжигает злокачественные опухоли, является чрезвычайно острым и стерильным скальпелем при выполнении операций на печени, селезенке, причем они бескровные, лазерный луч может передавать одновременно 200 тв каналов.

Слайд 46 В космических лабораториях в условиях глубокого вакуума, осуществляется рост кристаллов невиданной чистоты, которые в земных условиях невозможно. Например полученные в космосе нитевидные кристаллы сапфира отличаются в десятки раз высочайшей прочностью, таких же кристаллов выращенных на Земле.

Слайд 47 Мы пришли к выводу, что кристаллы имеют многогранную форму!

Но опять берут сомнения ,в жизни мы можем видеть металлический шарик, драгоценные украшения из камней без углов и граней? Значит это не кристалл?!

Слайд 48 Ученые провели опыт .Шарик, выточенный из кристалла алюмокалиевых квасцов, поместили в сосуд с насыщенным раствором. На фотографиях видно, что в первые же часы шарик начал одеваться плоскими гранями. Постепенно появлялись крохотные ровные площадки граней, которые постепенно увеличивались, и шар превратился в многогранник!

Рис. 72. Схема изменения формы кристалла квасцов в насыщен­ном растворе (ср. с рис. 71)

Промежутки времени не одинаковы: верхний ряд фотографий снят в течение недели, нижний занял более двух месяцев. Между первой, второй, третьей фотографиями проходили сутки, двое суток. Изменения формы ясно вид­ны. Процесс, зафиксированный на последних трех фотографиях, длился полтора месяца. Видно: чем более совершенной становится форма кристалла, тем медленнее идет ее перестройка. В самом деле! Части­цы занимают все более устойчивые, равновесные положения: зачем им теперь менять свои позиции? Сна чала быстро, а затем все медленнее и медленнее, но упорно, неизменно кристалл как бы стремился к од­ной цели: шаг за шагом менялась его форма и в ко­нечном счете шар превратился в правильный октаэдр, а вес и объем его при этом не изменились .. Последней   фотографии   на рис 71 отвечает время опыта 2459 часов, т. е. 102 дня. После этого опыт длился еще 220 часов, но форма кристалла теперь уже больше не менялась. Ведь кристалл «добился своего», он принял свою правильную, равновесную, многогранную форму - именно ту форму октаэдра, какая характерна для кристалла квасцов.

Слайд 49 Почему же все-таки кристаллы вырастают многогранными?

Здесь проявляется одна из самых основных осо­бенностей кристалла - анизотропия его физических свойств. Анизотропия - это неодинаковость физиче­ских свойств вещества в разных направлениях (при этом в симметричных направлениях свойства могут оказаться одинаковыми).

Бросьте в воду камень - от камня расходятся круги, потому что вода изотропна: волны распростра­няются в ней во все стороны с одинаковой скоростью. Посмотрите на далекий огонек: свет от него расхо­дится во все стороны одинаково, по радиусам сферы, потому что воздух - среда изотропная.

Слайд 50 Не так обстоит дело в анизотропном кристалле. Свет в нем расходится не по кругам, а по эллипсам. Твердость, электропроводность, упругость кристал­ла - почти все физические свойства - в разных на­правлениях различны. Впрочем, вы этого не можете не знать! Возьмите слюду, слоистый кристаллический минерал: слюду легко пальцами расщепить в одном направлении на тоненькие прозрачные листочки, но крайне трудно не то что пальцами, но даже ножом разрезать поперек, потому что прочность кристаллов по разным направлениям различна. Кристалл раска­лывается по тем направлениям, где прочность всего меньше. Этим свойством слюды широко пользовались раньше, когда еще не умели делать большие- стеклянные пластины. Прозрачные листы слюды вставляли в окна вместо стекла.

  Окно времен Ивана Грозного из пластинчатых кристал­лов  слюды,   скрепленных  свинцовыми перекладинами, нату­ральной величины.

Лучшая прозрачная слюда для окон вывозилась в Западную Европу из России. Белая слюда и сейчас называется «мусковит», от слова «Московия», как тогда называли Россию.

Слайд 51 Академик А. Е. Ферсман повествует, что еще во времена гражданской войны под Оренбургом вместо стекла для окон пользовались большими листами прозрачного кристаллического гипса. Гипс тоже легко расщепляется на тонкие пластины из-за анизотропии его прочности.

Главное свойство исландского шпата - это так называемое двойное лучепреломление. На фото вверху для сравнения поставлены рядом два одинаковых на вид кристалла - галит или исландский шпат. Очень хорошо видно, что надпись "кальцит" двоится при прохождении через кристалл исландского шпата. Это и есть двойное лучепреломление, являющееся следствием оптической анизотропии этого минерала. Он широко применяется в оптике, где идет на изготовление поляризационных призм

Слайд 52 Твердость кристалла тоже зависит от направления. Этим пользуются гравировщики. На алмазе «Шах» вырезаны мелкие буквы, весь он исписан тонкой арабской вязью. Это кажется загадкой, если алмаз- самый твердый из всех камней на Земле? Видимо, опытный мастер использовал анизотропию. Он гранил алмаз алмазом, выбирая самые твердые направления у одного и те, что легче всего поддаются резцу,-у другого.

Анизотропна и скорость роста кристалла. Кристаллы вырастают в форме многогранников из-за анизотропии скоростей роста. Если их скорость была одинакова во все стороны, все алмазы были бы в виде шара.

Слайд 53- 66 И не только многогранники.

В природе кристаллы неправильной формы встречаются чаще, чем правильные. И все таки свойства всех этих уродцев и свойства великолепных многогранников одинаковы. Примерами причудливых кристаллов служат ледяные узоры на окне.

Расчистите на заледенелом окне круглый «глазок» и внимательно наблюдайте ,сначала от его краев в середине вытягиваются тонкие иголки - нежный, еле видимый узор. От этих иголочек в стороны ответвляются новые иголочки, перышки, звездочки. Новые кристаллы всегда начинают расти с краев, от оставшихся не растаявших слоев льда. Пристроиться всегда легче. На замерзшем окне первые кристаллы появляются прежде всего в местах, где на стекле царапины, грязь. Первые кристаллики льда на стекле-это всегда шестилучевая звездочка или шестигранный стебелек..

Справка: Ледяные узоры образуются при резком похолодании, когда температура оконного стекла становится гораздо ниже окружающей и на нем оседают молекулы пара, образуя узоры. Помните, что узоры не появятся, если форточка открыта, ведь температура стекла тоже понизится.

Слайд 67-68 Если рост кристаллов очень быстрый часто образуются так называемые скелетные формы или дентриты. Самый характерный пример –снежинка, ледяные узоры на стекле.

Справка: дентриты (от греческого слова «дендрон»- дерево.)

Чем менее стесненно они растут, тем большей величины они достигают. Масса знаменитого дентритного кристалла стали Чернова, найденного в усадочной раковине 100-т слитка, составляет 3,45 кг, а высота 39 см

Слайд 69 «Каменная роза» Магические свойства камней

В Риме гематит связывали с Марсом, богом войны, и считали, что он дарует воинам неуязвимость в жестоком бою, сдерживает вспышки гнева, лечит половую слабость мужчин.

Считалось, что гематит ,снимает воспаление и опухоли, широко использовался для. остановки кровотечений и уменьшения воспалений.

Слайд 70 Чудо –рыба. В одной из лабораторий Института кристаллогра­фии АН СССР вырастили однажды таким способом кристаллическую рыбу в полметра длиной в качестве подарка на юбилей основоположника совет­ской промышленности  роста кристаллов,  академика Алексея Васильевича Шубникова. Для изготовления этой рыбы потребовались, конечно, мастерство, изобретательность и знания.

 Уменьшено в 4 раза.

Справка:Так же на затравке можно вырастить и один большой кристалл, но для этого надо много терпения, ак­куратности и настойчивости.

Кристаллы из растворов можно растить и в сосудах, не закрытых крышкой. По мере испарения воды из открытого сосуда насыщенный раствор постепенно

становится пересыщенным, и в нем начинают расти кристаллы. Чтобы в раствор не попадала пыль, банку с раствором лучше прикрыть листком бумаги.

Слайд 71 На рост кристаллов кроме температуры, примесей, скорости, степени пересыщения раствора, оказывается действует музыка и информация.

Интересны эксперименты по изучению влияния музыки, различных слов на образование кристаллов льда при замерзании воды. Однажды молодой исследователь, увлеченный фотографированием кристаллов льда, сказал: «А давайте поставим воде музыку! Мне кажется, это будет интересно»

Слайд 72 Мелодия звучала с приятной человеческому уху громкостью. Полученные результаты превзошли все наши ожидания. Музыка так же благотворно действовала на воду, как и на нас самих. Особенно сложные и замысловатые кристаллы образовывались после исполнения произведений оркестрами.

Слайд 73-74 Наряду с классической мы давали воде «прослушать» так называемую «целебную» музыку, и в ней при замерзании наблюдались красивые кристаллы. С другой стороны, после звучания произведений в стиле «хэви металл» кристаллы не образовывались.

Ученые считают, что музыка действительно обладает терапевтическим эффектом. Возможно, мы чувствуем себя лучше при прослушивании музыки потому, что она «исцеляет» воду в нашем теле. Хорошая музыка достигает каждой из шестидесяти триллионов клеток в организме человека. Вносит свой вклад в наше здоровье. Ее можно прослушивать по утрам или в период вечернего отдыха.

Успех с фотографированием кристаллов после проигрывания воде музыки подтолкнул ученых к исследованию воздействия на воду красивых изображений и слов различного содержания.

В последнее время врачи все больше задумываются о взаимосвязи между музыкой и человеческим организмом. В медицине растет число врачей, использующих в своей практике «музыкальную терапию». Они утверждают, что прослушивание музыки ускоряет процесс выздоровления. Если музыка благотворно воздействует на воду, значит, она положительно влияет и на клетки нашего организма, состоящие большей частью из воды.

Справка : Доктор-нейрохирург Наоки Сибуя, основавший Нейрохирургическую клинику в Япония , известен своей практикой «терапии энергии звука». Свою степень доктора он получил в Нагойском университете за исследование опухолей головного мозга и методов химиотерапии. Если эта новая методика приобретет широкую известность, музыкальная терапия получит новое развитие. Звуком, несущим наиболее подходящую информацию, можно будет успешно воздействовать на клетки больного.

Слайд 75 Пожалуй, на Земле нет более распространенного и в то же время более загадочного вещества, чем вода в жидкой и твердой фазах. Действительно, достаточно вспомнить, что все живое вышло из воды и состоит из нее более чем на 50%, что 71% поверхности Земли покрыта водой и льдом, а значительная часть северных территорий суши представляет собой вечную мерзлоту. Чтобы наглядно представить себе суммарное количество льда на нашей планете, заметим, что в случае их таяния вода в Мировом океане поднимется более чем на 50 м, что приведет к затоплению гигантских территорий суши на всем земном шаре. Во Вселенной, в том числе и в Солнечной системе, обнаружены огромные массы льда. Кристаллы замерзшей воды, т.е. лед ,снег, град, айсберги, перистые облака ! Известны всем.

Покрытые инеем листья кажутся щетками: ка щетинки стоят на них блестящие шестигранные столбики кристаллов льда.

Справка: Снежинки, льдинки образуются при температуре 0⁰С и ниже.

Облака - та же вода в состоянии жидком (мельчайшие капельки) или твердом (кристаллики). Масса может достигать 1 млн.тонн.,1г воды содержит 240 млн. мельчайших капелек.

Слайд 76

Типы:

Слоистые на высоте 1-2 км(капельки)

Куполообразные или кучевые на высоте 3-4 км( капельки и кристаллики)

Перистые нежные белые на высоте 6-12 км (кристаллы ,если на Земле +250 ⁰С на облаке -400 ⁰С.

Закончить наш разговор о симметрии кристаллов, все-таки хочется на примере снежинки.

Слайд 77-84 На снежинках легче всего убедиться в том, что форма кристаллов правильна и симметрична!

Каждый отдельный кристаллик льда, каждая снежинка хрупка и мала. Часто говорят, что снег падает как пух. Но даже это сравнение, можно сказать, слишком «тяжелое»: снежинка намного легче, чем пушинка. Десяток тысяч снежинок составляют вес одной копейки.

Прикоснитесь пальцем к снежинке, и она мгновенно растает от тепла руки. Сбросьте снежинку с рукава пальто- вы, конечно, не услышите ,как она упала. Но прислушайтесь, как скрипит снег у вас под ногами. Что это за скрип? Это трещат и ломаются миллионы снежных кристаллов.

«Мелькает, вьется первый снег, звездами падая на берег» говорит А.С.Пушкин. Звездами? Конечно, ведь каждая снежинка - шестилучевая звездочка, изредка -шестиугольная пластинка.

Они образуются в облаке пара в верхних атмосферных слоях при понижении температуры, появляются микроскопические кристаллики льда.

Пространственная решетка кристаллов льда: а) вид сверху

Демонстрационное пособие представляет собой модель пространственной решетки льда, состоящую из красных шаров, обозначающих атомы кислорода, белых шаров, обозначающих атомы водорода, и соединительных трубок и стержней, обозначающих связи.

Подчиняясь закону всемирного тяготения, кристаллики устремляются к земле. В полете ледяные «зародыши» начинают расти в шести боковых направлениях абсолютно равномерно, что обусловлено единой температурой во всем теле кристалла. В свою очередь, на каждом из образовавшихся лучиков растут новые лучики, в тех же направлениях, под углом 60 или 120 градусов

Наверняка вы видели изображения снежинок под микроскопом — красивые фото! Не ожидайте увидеть идеальные по строению снежинки, как те, что представлены на иллюстрациях. Преодолевая атмосферные слои, снежинки сталкиваются, прилипают друг к другу, тают и испаряются, поэтому нелегко обнаружить внутреннюю симметрию в бесформенной крупинке. Снег под микроскопом тогда будет иметь совершенную форму, когда он имел возможность свободно падать, без каких-либо помех. Разглядывая снежинки под микроскопом, вы увидите, что размеры и форма граней кристаллов различна. Однако некая внешняя симметрия им свойственна во всех случаях.

Знаете ли Вы, почему снежинка белая? Она белая, потому что в снежинке заключён воздух. Свет всех возможных частот отражается на граничных поверхностях между кристаллами и воздухом и рассеивается. Снежинки состоят на 95 % из воздуха, что обуславливает низкую плотность и сравнительно медленную скорость падения (0,9 км/ч).

А знаете ли Вы, какая самая большая снежинка?

Самая крупная снежинка была засвидетельствована 28 января 1887 года во время снегопада в Форт-Кео, Монтана, США. Эта снежинка имела диаметр около 38 см. Обычно же снежинки имеют размер диаметра около 5 мм при массе 0,004 г.

Бывают ли одинаковые снежинки? Снежинок существует так много, что обычно считается, что не бывает двух одинаковых снежинок. Простые снежинки, например, призмы, образующиеся при низкой влажности, могут выглядеть одинаково, хотя на молекулярном уровне они отличаются. Сложные звёздчатые снежинки обладают уникальной, отличимой на глаз геометрической формой. И вариантов таких форм больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной.

Прежде чем приступить к рисованию, давайте посмотрим как выглядят снежинки под микроскопом:

Эти фотографии сделаны в лаборатории профессора физики Кеннетом Либбрехтом из Калифорнийского технологического института. Он выращивает снежинки искусственно.

Предполагается, что в одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок, каждая из которых уникальна. Не бывает пятиугольных или семиугольных снежинок, все они имеют строго шестиугольную форму.

Теперь, зная, что такое снежинка и какие они бывают, давайте попробуем их нарисовать! Вот несколько пошаговых схем, как можно легко нарисовать снежинки разных форм. Используя этот принцип, Вы легко сможете сами нарисовать любую понравившуюся Вам снежинку!

Опыт. В банке с горячей водой растворите столько соли, чтобы она уже перестала растворятся. На тонкую шелковинку привяжите кристаллик соли. Когда раствор остынет, опустите этот кристаллик в банку. Через несколько дней вы увидите кристаллик увеличится.

Природные формы кристаллов правильны и симметричны, причудливо разнообразны…

Чешский писатель восхищаясь писал: «Есть кристаллы огромные; как колоннада храма, нежные, как плесень, острые, как шипы; чистые, лазурные, зеленые, как ничто другое в мире, огненные, черные; математически точные, совершенные, похожие на конструкции сумасбродных, капризных ученых, или напоминающие, печень, сердце…

Каков же самый характерный, самый основной признак кристалла?»

Ответ гласит: самая характерная особенность кристалла - это его атомная структура, правильное, симметричное, закономерное расположение атомов.

.

Кристаллы блещут симметрией?!

ВЫПОЛНИЛА:

УЧЕНИЦА 11 «А» класса

КВ(С)ОШ №7 г. Красноярск

Завьялова Вера Викторовна

Немного о себе

Я очень любознательна.

Люблю камни, алмазы и мне захотелось поделиться с Вами тем чему научили меня в нашей школе.

Надеюсь, что эта презентация завлечёт Вас, как и меня в дебри науки.

Очень красочная, познавательная и интересная получилась работа.

В ней расскажем об многогранниках, кристаллах драгоценных камнях и не забудем о снежинках…

План

• Вводное слово.
• Виды многогранников и их симметрия.
• В мире камней :
• - симметрия кристаллов;
• - гигантские кристаллы;
• -формы и структура кристаллов;
• -удивительный водород;
• А если кристалл не многогранный?
• Почему все-таки кристаллы вырастают многогранными? Анизотропия.
• Кристаллы неправильной формы.
• Влияние музыки на рост кристаллов.
• Снежинка. Рисуем правильно снежинку.
• Заключение.

Многогранники и кристаллы, что их объединяет?

Что такое многогранник?

Многогранники изучают на геометрии.

Тело ,ограниченное несколькими гранями, называется многогранником. Особенно важную роль играют выпуклые многогранники.

Многогранник называют выпуклым, если он расположен по одну сторону плоскости каждого плоского многоугольника на его поверхности.

Что такое кристаллы?

Кристаллы изучают на физике.

Кристаллы –это вещества, в которых их частицы расположены строго периодически, образуя геометрически закономерную кристаллическую решетку.

Виды многогранников

• Пирамида - это многогранник, одна грань которого многоугольник, а остальные грани - треугольники с общей вершиной. Пирамида называется усеченной, если вершина её отсекается плоскостью

Призма

Призма - многогранник, две грани которого (основания призмы) представляют собой равные многоугольники с взаимно параллельными сторонами, а все другие грани параллелограммы. Призма называется прямой, если её ребра перпендикулярны плоскости основания. Если основанием призмы является прямоугольник, призму называют параллелепипедом

Призматоид

• Призматоид - многогранник, ограниченный двумя многоугольниками, расположенными в параллельных плоскостях (они являются его основаниями); его боковые грани представляют собой треугольники или трапеции, вершины которых являются и вершинами многоугольников оснований .

Правильные многогранники

Тела Платона

Плато́н ( др.-греч. Πλάτων, 428 или 427 до н. э. , Афины  — 348 или 347 до н. э. , там же) — древнегреческий философ , ученик Сократа , учитель Аристотеля .

• Многогранник, все грани которого представляют собой правильные и равные многоугольники, называют правильными . Углы при вершинах такого многогранника равны между собой.
• Эти многогранники и их свойства были описаны более двух тысяч лет назад древнегреческим философом Платоном, чем и объясняется их общее название.
• Известно только 5  выпуклых правильных многогранников и 4 невыпуклых правильных многогранника. Правильные выпуклые многогранники следующие: тетраэдр, гексаэдр – это хорошо нам известный куб; октаэдр, додекаэдр, икосаэдр

• Справка. Их называют так по числу граней от древнегреческих слов «тетра»-4, «гекса»- 6 «окта»-8, «икоса»-20, «додека»-12.

Тетраэдр

• Тетраэдр - правильный четырехгранник . Он ограничен четырьмя равносторонними треугольниками (это - правильная треугольная пирамида).

Гексаэдр

• Гексаэдр - правильный шестигранник . Это куб состоящий из шести равных квадратов.

Октаэдр

• Октаэдр - правильный восьмигранник. Он состоит из восьми равносторонних и равных между собой треугольников, соединенных по четыре у каждой вершины.

Додекаэдр

• Додекаэдр - правильный двенадцатигранник, состоит из двенадцати правильных и равных пятиугольников, соединенных по три около каждой вершины

Икосаэдр

• Икосаэдр - состоит из 20 равносторонних и равных треугольников, соединенных по пять около каждой вершины.

Кроме правильных выпуклых многогранников существуют и правильные выпукло-вогнутые многогранники. Их называют звездчатыми .

Звездчатый октаэдр

• Звездчатый октаэдр . Такой звездчатый многогранник в 1619 году описал Кеплер (1571-1630) и назвал его stella octangula - восьмиугольная звезда.

Это интересно !

• В 18-веке великим математиком Эйлером обнаружен замечательный факт: для любого выпуклого многогранника справедливо равенство: Г-Р+В=2, где Г-число граней, Р- число ребер, В – число вершин.
• Проверим на примере: дан тетраэдр(треугольная призма): число граней Г=4,число ребер Р=6,число вершин В=4
• Г-Р+В =4-6+4=2!

Гексаэдр или куб

• Проверим на кубе

Проверим на примере: дан Гексаэдр или куб : число граней Г=6,число ребер Р=12,число вершин В=8

Г-Р+В=2 6-12+8=2!

Симметрия многогранников

• Правильные многогранники имеют центры симметрии, оси симметрии, плоскости симметрии. Например тетраэдр не имеет центра симметрии, но имеет три оси симметрии и шесть плоскостей симметрии.
• Куб имеет один центр симметрии, девять осей симметрии и плоскостей симметрии.

Многогранники изучают и в кристаллографии – науке о кристаллах. В начале 20-го века русский кристаллограф и геометр Е.Федоров доказал, что существует лишь 230 форм многогранников. Сейчас все Федоровские многогранники открыты и существуют в виде различных кристаллов. Все знают кристаллы блещут симметрией, это же самое мы можем сказать о правильных многогранниках

Что же такое кристаллы?

Справка. Слово «кристаллос» в переводе с греческого означает «лед». Но это не только лед, почти все камни, горные породы, металлы, соль. сахар и драгоценные камни-все это кристаллы

В мире камней

• Кристаллы изучают на физике, химии. Они встречаются нам повсюду. Мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах ,выращиваем кристаллы ,создаем приборы и изделия из кристаллов, применяем их в технике, едим кристаллы, лечимся кристаллами, находим кристаллы в живых организмах, проникаем в тайны строения кристаллов, выходим на просторы космических дорог с помощью кристаллов и растим кристаллы в космосе.

Кристаллы великаны.

• Вот они кристаллы великаны, найденные в природе. Камни, такой формы, как будто их кто-то выпиливал, шлифовал, полировал. Это многогранники с плоскими ребрами, с прямыми ребрами. Правильность и совершенные формы камней, безукоризненная гладкость их граней поражают нас. Вот эти-то камни с природной, т.е. не сделанной руками человека, правильной, симметричной, многогранной формой и называются Кристаллами.
• Кристаллы могут быть не только в виде многогранных камней, никому и в голову не приходило, что кристаллическое строение имеют глина, сажа, человеческие кости, волосы, волокна шерсти, шелк, целлюлоза.
• Бериллий(1,4)

Кристаллы великаны Глендонит (псевдоморфозы кальцита по икаиту). Кристаллы до 30 см. Остров Морс, Сев. Дания .

Гигантские кристаллы

Аурипигмент.

Якутия. Около 40 см. в длину

Кристаллы берилла (0,4 м)

Норвегия

Вивианит. Камерун. Около 30 см.

Гигантские кристаллы

ДАНБУРИТ. , ДАЛЬНЕГОРСК

Топаз. Кристалл ~30 см. , Украина. 114 кг

Гигантские кристаллы

КВАРЦ (БОЛЕЕ 1 М, ВЕС ~500 КГ) УРАЛ, РОССИЯ

О.В. Кононов у гигантского кристалла пирита из Акчатау. Казахстан. Кристалл 28х20х18 см .

• Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны как вода. Недаром говорят: «прозрачный, как кристалл», «кристально чистый»…
• Мне кажется мы ответили на первый вопрос. Вот они-правильные многогранники: кубы, призмы, пирамиды, и другие формы. Природные формы кристаллов правильны и симметричны, причудливо разнообразны. Столбики, таблички, пластинки, звезды, иглы, сростки…,а почему не шарики?.
• И Почему говорят посуда бьется на осколки! Осторожно не уколись!
• Приглядитесь к кристаллам они имеют определенную многогранную форму, грани имеют углы, о которые мы укалываемся!
• Поникнуть во внутренний мир кристаллов помогли рентгеновские лучи (дифракция рентгеновских лучей 1912год), благодаря им были изучены бесконечные, правильные, симметричные решетки в металлах и природных минералах
• Если ударить острием ножа или молотком по кубику  каменной   соли,  он  расколется не   на кривые обломки , а на правильные кубики или параллелепипеды с прямыми углами и плоскими гранями.
• На рисунке сегнетова соль и кварц

• В истории кристаллографии известен забавный случай: французский кристаллограф, аббат Рене Дюст Гаюи (1743-1826), пытливый естествоиспы­татель и наблюдатель, еще в начале прошлого века много размышлял о том, каково внутреннее строение кристаллов.   Рассказывают,   что   однажды,   находясь в гостях у знакомого любителя камней, Гаюи нечаян­но уронил прекрасный кристалл прозрачного каль­цита (исландского шпата).
• . Схема (а) и модель (б) структуры кристаллов кальцита (исландского шпата);  жирными линиями выделена  форма  ром­боэдра.

• Структура кристаллов исландского шпата и их форма, так называемый ром­боэдр. Велико было огорчение Гаюи: кристалл разбился вдребезги. Но еще больше было его изумление, когда оказалось, что все осколки точно повторяют форму разбитого кристалла. Каждый из осколков оказался тоже ромбоэдром. Тогда Гаюи уже нарочно разбил один из осколков на еще более мелкие осколки: маленький ромбоэдр, который он бро­сил на пол, раскололся по ровным плоскостям опять на такие же ромбоэдры!

Структура кристаллов. Не вызывало сомнений, что удивительные свойства кристаллов определены их структурой, незыблемым и нерушимым симметричным строем атомов в кристаллах Эти правильные ряды частиц в пространстве образуют кристаллическую решетку. Во всех кристаллах частицы выстраиваются симметричными рядами, плоскими сетками, трехмерными решетками.

Вольфрам ( хром, ванадий, молибден, ниобий, тантал, -кобальт, -железо, титан, цирконий, гафний, щелочные элементы - литий, натрий, калий, рубидий, цезий, щелочноземельные - кальций, стронций, барий, актиниды - уран, нептуний, плутоний )

Магний (кадмий, бериллий, таллий, титан, никель, хром)

Основной характерной особенностью структуры кристалла является симметрия! Строй атомов меди не похож на постройку кристаллов соли. В каждом веществе свой характерный узор и порядок, от этого и зависят свойства вещества.

Соль

Медь ( к этому типу относятся: золото, серебро, никель, алюминий, кальций, торий, свинец)

Удивительный углерод

• Одни и те же атомы, частицы одного сорта, располагаясь по-разному, образуют вещества с разными свойствами.
• Посмотрим, например , на атомы углерода.
• Уголь, древесный или каменный – это тоже углерод. Угольный порошок, как и кусковой уголь, обладает многими ценными свойствами, из которых наиболее важным является его способность адсорбировать различные газообразные и твердые вещества. Это свойство было обнаружено в 1785 г. русским химиком, академиком Т.Е.Ловицем и сразу же нашло широкое применение в лабораторной, фармацевтической и промышленной практике.(Активированный уголь мы применяем при отравлении, при аллергии, при поносе.)
• уголь

Удивительный углерод

У глерод был известен древним народам еще в доисторические времена в виде древесного угля, сажи и каменного угля, а позже алмаз.

• Сажа, или копоть-мягкий черный порошок, выбрасываемый черными клубами дыма из трубы.

По свидетельству римского историка Витрувия, сажа в его время производилась в большом количестве и шла на изготовление краски, применяемой во фресковой живописи, и чернил. С незапамятных времен китайцы пользовались сажей для приготовления туши, которая распространилась затем в Корее, Японии и у народов ближнего Востока . В Европе тушь стала известна только в XV–XVI вв.

Древние фрески

Графит

• Графит, мягкий стерженек карандаша, оставляющий след на бумаге. Графит выдерживают высокие температуры, поэтому из него делают огнеупорную посуду стержни на заводах и АЭС. Графит-кристалл, сложенный из атомов углерода.
• Справка. Название «графит» (от греч. grapho – пишу) . В русской литературе графит в начале XVIII в. назывался «карандаш» (от монгольского «кара» – черный, «таш» – камень), а углерод – «углетвором».

Графит

Расположение атомов углерода в графите

Структура графита совсем иная: он образован параллельными слоями, состоящими из атомов углерода, расположенных по углам правильных шестиугольников на расстоянии 1,42 ; слои же отстоят друг от друга на значительно большем расстоянии – 3,39 и к тому же сдвинуты относительно друг друга. Это строение и обусловливает свойство графита расслаиваться на чешуйки, благодаря чему он применяется для изготовления карандашей и в качестве смазочного материала.

• В кристаллах алмаза все атомы углерода расположены на одинаковых расстояниях друг от друга (1,54 ): каждый атом в алмазе находится в центре правильного тетраэдра, в вершинах которого расположены другие атомы. Такое строение придает алмазу необычайную твердость. Это наиболее твердое из всех известных в природе веществ.
• Справка: Слово «алмаз» и западноевропейское «diamant» – арабского происхождения и означает твердейший

• Расположение атомов углерода в алмазе

Алмаз

• Алмаз самый дорогой, красивый драгоценный камень. Он тоже сложен из атомов углерода, но строение другое. Поэтому очень твердый, он тверже всех камней на Земле. Алмазом стекольщик режет стекло ,им можно шлифовать, сверлить камни и металлы.
• Трудно поверить, что алмаз и графит сложены из одних и тех же атомов углерода. Графит мягкий, непрозрачный, черный.
• Алмаз-твердый, прозрачный, искрящийся всеми цветами радуги. Графит огнеупорны, алмаз легко горит. В пламени кислорода драгоценный бриллиант сгорает полностью, остается лишь кучка сажи или графит. Алмаз и графит отличаются порядком расположения атомов, поэтому и отличаются свойствами.

• Алмаз в качестве украшений появился в начале нашей эры и, по всей вероятности, привозился из Индии или с острова Борнео, где имеются его месторождения. Крупные, красиво ограненные экземпляры алмаза считались лучшим украшением сокровищниц властителей и часто добывались путем насилия и крови. Таковы знаменитые алмазы «Регент», «Кох-и-Нор», «Великий могол», «Южная звезда», «Хоуп», «Шах».

Южная звезда

• Кох-нор
• Кох-нор
• Кох-нор

• Алмаз «Шах» — бриллиант индийского происхождения весом в 88,7 карата, который хранится в Алмазном фонде в Москве..Этим алмазом персидский шах заплатил царю Николаю I за кровь предательски убитого в Тегеране русского посла А.С.Грибоедова – автора комедии «Горе от ума».
• Справка Й.Я.Берцелиус в 1841 г. впервые описал уголь (сажу), алмаз и графит как видоизменения одного и того же элемента и ввел в химию новое понятие «аллотропия».

• Алмаз «Куллинан» (Звезда Африки) — самый большой алмаз в мире, найден в 1905 г. в Южной Африке Его масса 621 г, а размер 10х6х5 см. Эксперты оценили алмаз в 7,5 млрд. долларов.

• «Орлов» один из самых больших и красивых алмазов в мире хранится в алмазном фонде нашей страны.
• Его масса 37,92 г.
• Алмаз был найден в Индии в конце XVII века — начале XVIII века
• Граф Г. Г. Орлов в 1773 году преподнесён его Екатерине II в день именин вместо букета цветов в тщетной надежде вернуть её утраченную милость. Весть об этом поистине царском подарке облетела всю Европу, так как ни один из европейских монархов не мог похвастаться бриллиантом такого размера.

• Алмаз «Регент» был найден в Южной Африки, невольником, который скрыл свою находку, глубоко разрезав себе ногу, он спрятал сокровище в ране под повязкой. Он открыл тайну матросу ,который помог ему бежать. На корабле матрос отнял у него алмаз и сбросил в море. Матрос продал камень за бесценок, пропив деньги Переходя из рук в руки, он попал в сокровищницу Наполеона 1,которы носил его на рукоятке своей шпаги Стоимость его шесть миллионов франков.
• Кристалл аметист предохранят от пьянства, изумруд спасает мореплавателей от бурь.
• «Аметист», «Регент»

Красота алмазов

Эврика

Топаз

• Рубин –красный и сапфир –лазарево-синий (окись алюминия, в сапфире есть малые примеси окиси титана; примеси хрома в рубине)относятся к самым дорогим и самым красивым из драгоценных камней. Они считают обладают целебными свойствами: «Рубин врачует сердце, силу, мозг, и память человека
• Сапфир хранит и умножает мужество, очищает глаза, укрепляет мускулы».
• Их выращивают искусственным путем и широко применяют: наждачная бумага, точильные круги, камни для часов, нити вытягивают рубиновыми иглами.

операция лазером на глаза

• Новая жизнь Рубина –это лазер, чудесный прибор наших дней. Лазер светит ярче тысячи Солнц.(Если на кристалл рубина пустить слабый пучок света от маломощной лампы, то свет не только поглотится кристаллом, а, наоборот, брызнет из кристалла как алая молния.)
• Это мощный луч лазера доходит до Луны и других планет, фотографируя их поверхность; Доносит до экрана телевизор шаги человека по Луне, и рукопожатия космонавтов;;он режет и прошивает металлические трубы; в медицине это незаменимый скальпель он позволяет проводить сложные операции по приварке сетчатки глаза; лазерный луч выжигает злокачественные опухоли, является чрезвычайно острым и стерильным скальпелем при выполнении операций на печени, селезенке, причем они бескровные, лазерный луч может передавать одновременно 200 тв каналов.

Очень интересно !

В космических лабораториях в условиях глубокого вакуума, осуществляется рост кристаллов невиданной чистоты, которые в земных условиях невозможно. Например полученные в космосе нитевидные кристаллы сапфира отличаются в десятки раз высочайшей прочностью, таких же кристаллов выращенных на Земле.

Мы пришли к выводу, что кристаллы имеют многогранную форму!

• Но опять берут сомнения, в жизни мы можем видеть металлический шарик, драгоценные украшения из камней без углов и граней? Значит это не кристалл?!
• Ученые провели :Шарик, выточенный из кристалла алюмокалиевых квасцов, поместили в сосуд с насыщенным раствором. На фотографиях видно, что в первые же часы шарик начал одеваться плоскими гранями. Постепенно появлялись крохотные ровные площадки граней ,которые постепенно увеличивались, и шар превратился в многогранник!
• Промежутки времени не одинаковы: верхний ряд фотографий снят в течение недели, нижний занял более двух месяцев. Между первой, второй, третьей фотографиями проходили сутки, двое суток. Изменения формы ясно видны.
• Схема изменения формы кристалла квасцов в насыщенном растворе

• Процесс, зафиксированный на последних трех фотографиях, длился полтора месяца. Видно: чем более совершенной становится форма кристалла, тем медленнее идет ее перестройка.
• В самом деле! Частицы занимают все более устойчивые, равновесные положения: зачем им теперь менять свои позиции? Сна чала быстро, а затем все медленнее и медленнее, но упорно, неизменно кристалл как бы стремился к одной цели: шаг за шагом менялась его форма и в конечном счете шар превратился в правильный октаэдр, а вес и объем его при этом не изменились.
• Последней фотографии на отвечает время опыта 2459 часов, т. е. 102 дня. После этого опыт длился еще 220 часов, но форма кристалла теперь уже больше не менялась. Ведь кристалл «добился своего», он принял свою правильную, равновесную, многогранную форму - именно ту форму октаэдра, какая характерна для кристалла квасцов.

Почему же все-таки кристаллы вырастают многогранными?

Здесь проявляется одна из самых основных особенностей кристалла - анизотропия его физических свойств. Анизотропия - это неодинаковость физических свойств вещества в разных направлениях (при этом в симметричных направлениях свойства могут оказаться одинаковыми).

Бросьте в воду камень - от камня расходятся круги, потому что вода изотропна : волны распространяются в ней во все стороны с одинаковой скоростью. Посмотрите на далекий огонек: свет от него расходится во все стороны одинаково, по радиусам сферы, потому что воздух - среда изотропная.

• Не так обстоит дело в анизотропном кристалле. Свет в нем расходится не по кругам, а по эллипсам. Твердость, электропроводность, упругость кристалла - почти все физические свойства - в разных направлениях различны. Впрочем, вы этого не можете не знать! Возьмите слюду, слоистый кристаллический минерал: слюду легко пальцами расщепить в одном направлении на тоненькие прозрачные листочки, но крайне трудно не то что пальцами, но даже ножом разрезать поперек, потому что прочность кристаллов по разным направлениям различна. Кристалл раскалывается по тем направлениям, где прочность всего меньше. Этим свойством слюды широко пользовались раньше, когда еще не умели делать большие-стеклянные пластины. Прозрачные листы слюды вставляли в окна вместо стекла
• Лучшая прозрачная слюда для окон вывозилась в Западную Европу из России. Белая слюда и сейчас называется «мусковит», от слова «Московия», как тогда называли Россию

.

• Окно времен Ивана Грозного из пластинчатых кристаллов слюды, скрепленных свинцовыми перекладинами, натуральной величины .

Академик А. Е. Ферсман повествует, что еще во времена гражданской войны под Оренбургом вместо стекла для окон пользовались большими листами прозрачного кристаллического гипса. Гипс тоже легко расщепляется на тонкие пластины из-за анизотропии его прочности.

Главная исландского шпата - это так называемое двойное лучепреломление. На фото вверху для сравнения поставлены рядом два одинаковых на вид кристалла - галит и исландский шпат. Очень хорошо видно, что надпись "кальцит" двоится при прохождении через кристалл исландского шпата. Это и есть двойное лучепреломление, являющееся следствием оптической анизотропии этого минерала.

Он широко применяется в оптике, где идет на изготовление поляризационных призм

Твердость кристалла тоже зависит от направления. Этим пользуются гравировщики. На алмазе «Шах» вырезаны мелкие буквы, весь он исписан тонкой арабской вязью. Это кажется загадкой, если алмаз-самый твердый из всех камней на Земле? Видимо, опытный мастер использовал анизатропию. Он гранил алмаз алмазом, выбирая самые твердые направления у одного и те, что легче всего поддаются резцу,-у другого.

Анизотропна и скорость роста кристалла. Кристаллы вырастают в форме многогранников из-за анизатропии скоростей роста. Если их скорость была одинакова во все стороны, все алмазы были бы в виде шара.

И не только многогранники.

В природе кристаллы неправильной формы встречаются чаще, чем правильные. И все таки свойства всех этих уродцев и свойства великолепных многогранников одинаковы. Примерами причудливых кристаллов служат ледяные узоры на окне.

Расчистите на заледенелом окне круглый «глазок» и внимательно наблюдайте ,сначала от его краев в середине вытягиваются тонкие иголки- нежный, еле видимый узор…От этих иголочек в стороны ответвляются новые иголочки, перышки, звездочки. Новые кристаллы всегда начинают расти с краев, от оставшихся нерастаявших слоев льда. Пристроиться всегда легче. На замерзшем окне первые кристаллы появляются прежде всего в местах, где на стекле царапины ,грязь.

Ледяные узоры образуются при резком похолодании, когда температура оконного стекла становится гораздо ниже окружающей и на нем оседают молекулы пара, образуя узоры. Помните, что узоры не появятся, если форточка открыта, ведь температура стекла тоже понизится

Справка: Первые кристаллики льда на стекле-это всегда шестилучевая звездочка или шестигранный стебелек

• Если рост кристаллов очень быстрый часто образуются так называемые скелетные формы или дендриты. Самый характерный пример –снежинка, ледяные узоры на стекле.
• Справка: дендриты (от греческого слова «дендрон»- дерево.)

Кристалл Чернова

Чем менее стесненно они растут, тем большей величины они достигают. Масса знаменитого дендритного кристалла стали Чернова, найденного в усадочной раковине 100-тонного слитка, составляет 3,45 кг, а высота 39 см

Каменная роза из гематита

• В Риме гематит связывали с Марсом, богом войны, и считали, что он дарует воинам неуязвимость в жестоком бою, сдерживает вспышки гнева, лечит половую слабость мужчин.
• Считалось, что гематит снимает воспаление и опухоли, широко использовался для. остановки кровотечений и уменьшения воспалений.

Чудо- рыба

В одной из лабораторий Института кристаллогра­фии АН СССР вырастили однажды таким способом кристаллическую рыбу в полметра длиной в качестве подарка на юбилей основоположника совет­ской промышленности  роста кристаллов,  академика Алексея Васильевича Шубникова. Для изготовления этой рыбы потребовались, конечно, мастерство, изобретательность и знания.

•   Эту   чудо-рыбу  вырастили  из  кристаллов в подарок академику А. В. Шубникову. Уменьшено в 4 раза.
• Справка: Так же на затравке можно вырастить и один боль­шой кристалл, но для этого надо много терпения, ак­куратности и настойчивости.
• Кристаллы из растворов можно растить и в сосу­дах, не закрытых крышкой. По мере испарения воды из открытого сосуда насыщенный раствор постепенно становится пересыщенным, и в нем начинают расти кристаллы. Чтобы в раствор не попадала пыль, банку с раствором лучше прикрыть листком бумаги.
• Домашний опыт. В банке с горячей водой растворите столько соли, чтобы она уже перестала растворятся. На тонкую шелковинку привяжите кристаллик соли. Когда раствор остынет, опустите этот кристаллик в банку. Через несколько дней вы увидите кристаллик увеличится.

На рост кристаллов кроме температуры, примесей, скорости, степени пресыщения раствора, оказывается действует музыка и информация.

Интересны эксперименты по изучению влияния музыки, различных слов на образование кристаллов льда при замерзании воды . Однажды молодой исследователь, увлеченный фотографированием кристаллов льда, сказал: «А давайте поставим воде музыку! Мне кажется, это будет интересно.

Мелодия звучала с приятной человеческому уху громкостью. Полученные результаты превзошли все наши ожидания. Музыка так же благотворно действовала на воду, как и на нас самих. Особенно сложные и замысловатые кристаллы образовывались после исполнения произведений оркестрами.

Наряду с классической мы давали воде «прослушать» так называемую «целебную» музыку, и в ней при замерзании наблюдались красивые кристаллы. С другой стороны, после звучания произведений в стиле «хэви металл» кристаллы не образовывались .

Влияние информации : ангел-дьявол

Влияние музыки на образование снежинки

Тяжёлый рок

Мелодия Бетховена

Сравните сами

Любовь и благодарность

Ты мне надоел

• Ученые считают, что музыка действительно обладает терапевтическим эффектом. Возможно, мы чувствуем себя лучше при прослушивании музыки потому, что она «исцеляет» воду в нашем теле. Хорошая музыка достигает каждой из шестидесяти триллионов клеток в организме человека, вносит свой вклад в наше здоровье. Ее можно прослушивать по утрам или в период вечернего отдыха.
• Успех с фотографированием кристаллов после проигрывания воде музыки подтолкнул ученых к исследованию воздействия на воду, красивых изображений и слов различного содержания.
• В последнее время врачи все больше задумываются о взаимосвязи между музыкой и человеческим организмом. В медицине растет число врачей, использующих в своей практике «музыкальную терапию». Они утверждают, что прослушивание музыки ускоряет процесс выздоровления. Если музыка благотворно воздействует на воду, значит, она положительно влияет и на клетки нашего организма, состоящие большей частью из воды.
• Справка: Доктор- нейрохирург Наоки Сибуя, основавший Нейрохирургическую клинику в Японии , известен своей практикой «терапии энергии звука». Свою степень доктора он получил в Нагойском университете за исследование опухолей головного мозга и методов химиотерапии. Если эта новая методика приобретет широкую известность, музыкальная терапия получит новое развитие. Звуком, несущим наиболее подходящую информацию, можно будет успешно воздействовать на клетки больного.

Пожалуй, на Земле нет более распространенного и в то же время более загадочного вещества, чем вода в жидкой и твердой фазах. Действительно, достаточно вспомнить, что все живое вышло из воды и состоит из нее более чем на 50%, что 71% поверхности Земли покрыт водой и льдом, а значительная часть северных территорий суши представляет собой вечную мерзлоту. Чтобы наглядно представить себе суммарное количество льда на нашей планете, заметим, что в случае их таяния вода в Мировом океане поднимется более чем на 50 м, что приведет к затоплению гигантских территорий суши на всем земном шаре. Во Вселенной, в том числе и в Солнечной системе, обнаружены огромные массы льда .

• Облака - та же вода в состоянии жидком (мельчайшие капельки) или твердом (кристаллики).Масса может достигать 1 1 млн.тонн.,1г воды содержит 240 млн. мельчайших капелек.
• Типы:
• Слоистые на высоте 1-2 км(капельки)
• Куполообразные или кучевые на высоте 3-4 км( капельки и кристаллики)
• Перистые нежные белые на высоте 6-12 км (кристаллы,если на Земле +250С на облаке -400С.

• Закончить наш разговор о симметрии кристаллов, все таки хочется на примере снежинки.
• На снежинках легче всего убедиться в том, что форма кристаллов правильна и симметрична!
• Покрытые инеем листья кажутся щетками: как щетинки стоят на них блестящие шестигранные столбики кристаллов льда.

• Каждый отдельный кристаллик льда, каждая снежинка хрупка и мала. Часто говорят, что снег падает как пух. Но даже это сравнение, можно сказать, слишком «тяжелое»: снежинка гораздо легче, чем пушинка. Десяток тысяч снежинок составляют вес одной копейки.
• Прикоснитесь пальцем к снежинке, и она мгновенно растает от тепла руки. Сбросьте снежинку с рукава пальто- вы, конечно, не услышите ,как она упала. Но прислушайтесь ,как скрипит снег у вас под ногами. Что это за скрип?. Это трещат и ломаются миллионы снежных кристаллов.

• Наверняка вы видели изображения снежинок под микроскопом — красивые фото! Не ожидайте увидеть идеальные по строению снежинки, как те, что представлены на иллюстрациях. Преодолевая атмосферные слои, снежинки сталкиваются, прилипают друг к другу, тают и испаряются, поэтому нелегко обнаружить внутреннюю симметрию в бесформенной крупинке.

• Мелькает, вьется первый снег,

Звездами падая на берег,

говорит А.С.Пушкин.

Звездами?

Конечно, ведь каждая снежинка-шестилучевая звездочка, изредка-шестиугольная пластинка.

• Они образуются в облаке пара в верхних атмосферных слоях при понижении температуры появляются микроскопические кристаллики льда. Последний изначально имеет правильную шестигранную форму . Снег под микроскопом тогда будет иметь совершенную форму, когда он имел возможность свободно падать, без каких-либо помех.
• Разглядывая снежинки под микроскопом, вы увидите, что размеры и форма граней кристаллов различна. Однако некая внешняя симметрия им свойственна во всех случа ях.

Фото: снежинка и лед под микроскопом

Справка : Снежинки ,льдинки образуются при температуре 0С и ниже..

Лёд

• Подчиняясь закону всемирного тяготения, кристаллики устремляются к земле. В полете ледяные «зародыши» начинают расти в шести боковых направлениях абсолютно равномерно, что обусловлено единой температурой во всем теле кристалла. В свою очередь, на каждом из образовавшихся лучиков растут новые, в тех же направлениях, под углом 60 или 120 градусов
• Демонстрационное пособие представляет собой модель пространственной решетки льда, состоящую из красных шаров, обозначающих атомы кислорода, белых шаров, обозначающих атомы водорода, и соединительных трубок и стержней, обозначающих связи
• Пространственная решетка кристаллов льда: а) вид сверху; б) вид сбоку.

Знаете ли Вы почему снежинка белая? Она белая, потому что в снежинке заключён воздух. Свет всех возможных частот отражается на граничных поверхностях между кристаллами и воздухом и рассеивается. Снежинки состоят на 95 % из воздуха, что обуславливает низкую плотность и сравнительно медленную скорость падения (0,9 км/ч).

А знаете ли Вы какая самая большая снежинка?

Самая крупная снежинка была засвидетельствована 28 января 1887 года во время снегопада в Форт-Кео, Монтана, США. Эта снежинка имела диаметр около 38 см. Обычно же снежинки имеют размер диаметра около 5 мм при массе 0,004 г.

Предполагается, что в одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок, каждая из которых уникальна. Не бывает пятиугольных или семиугольных снежинок, все они имеют строго шестиугольную форму.

Бывают ли одинаковые снежинки?

• Снежинок существует так много, что обычно считается, что не бывает двух одинаковых снежинок. Простые снежинки, например, призмы, образующиеся при низкой влажности, могут выглядеть одинаково, хотя на молекулярном уровне они отличаются. Сложные звёздчатые снежинки обладают уникальной, отличимой на глаз геометрической формой. И вариантов таких форм больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной.
• Прежде чем приступить к рисованию, давайте посмотрим как выглядят снежинки под микроскопом:
• Эти фотографии сделаны в лаборатории профессора физики Кеннетом Либбрехтом из Калифорнийского технологического института. Он выращивает снежинки искусственно.

• Теперь, зная что такое снежинка и какие они бывают, давайте попробуем их нарисовать! Вот несколько пошаговых схем, как можно легко нарисовать снежинки разных форм. Используя этот принцип, Вы легко сможете сами нарисовать любую понравившуюся Вам снежинку!

• Природные формы кристаллов правильны и симметричны, причудливо разнообразны

• Чешский писатель восхищаясь писал: «Есть кристаллы огромные; как колоннада храма, нежные, как плесень, острые, как шипы; чистые, лазурные, зеленые, как ничто другое в мире, огненные, черные; математически точные, совершенные, похожие на конструкции сумасбродных, капризных ученых, или напоминающие, печень, сердце…

• Каков же самый характерный ,самый основной признак кристалла?
• Ответ гласит: самая характерная особенность кристалла- это его атомная структура, правильное, симметричное, закономерное расположение атомов.

Лучшие друзья женщины –это бриллианты !