Методическая разработка урока по физике по теме «Кристаллические и аморфные тела»

Министерство образования и науки Республики Башкортостан

ГБПОУ Октябрьский многопрофильный профессиональный колледж

Методическая разработка урока по физике

по теме

«Кристаллические и аморфные тела»

Разработала преподаватель:

Петрова О.В

2024г.

Тема урока: «Кристаллические и аморфные тела»

Тип урока Урок усвоения новых знаний

Цели урока: Формирование знаний о кристаллических и аморфных телах, их свойствах, практическом применении.

Задачи урока

Обучающие:

- систематизация и углубление знаний о твердых телах и их свойствах;

- формирование понятий «кристалл», «анизотропия», «поликристалл», «монокристалл», «аморфное тело», «изотропия», «жидкие кристаллы»;

Развивающие:

- расширение и углубление уровня физических знаний и умений учащихся;

- формирование у учащихся умений применять физические законы для объяснения явлений, протекающих в природе, свидетелями и непосредственными участниками которых, они могут быть.

Воспитательные:

- развитие познавательного интереса к изучению естественных наук;

- развитие интеллектуальных и творческих способностей, социальной активности.

Знать: понятие кристаллического тела, аморфного тела, определения свойств анизотропии и полиморфизма.

Уметь: определять принадлежность твёрдых тел к аморфным, кристаллическим, отличать поликристаллические от монокристаллических.

Навыки: анализа, обобщения. систематизации.

Качества: коммуникативность, творчество.

Необходимое оборудование и материалы

• мультимедийный проектор с экраном;

• набор кристаллических и аморфных тел;

• набор минералов и горных пород

Формы организации урока

• индивидуальная.

• фронтальная

Структура урока:

1. Орг. момент, актуализация знаний, необходимых для усвоения нового материала

2. Сообщение темы и цели урока, мотивация учебной деятельности (через создание проблемной ситуации и выявление личного опыта учащихся по теме урока)

3. Изучение нового материала.

4. Проверка понимания учащимися изученного материала и его первичное закрепление .

5. Итоги урока. Домашнее задание.

6. Рефлексия.

Ход урока

1. Актуализация знаний, необходимых для усвоения нового материала

Ответить на вопросы с помощью карточек Plikers по теме «Свойства жидкостей» (https://www.plickers.com/seteditor/67346cd291927d8ce808f1c0 )

Обучающиеся дают ответы на вопросы.

2.Постановка проблемного вопроса:

Сегодня на уроке перед нами стоит задача: создать классификацию твёрдых тел по их физическим свойствам. Перед вами несколько твёрдых тел. (набор кристаллических и аморфных тел).

Ребята, рассмотрите образцы твердых тел, посмотрите на экран и ответьте на вопрос: что общего между предметами, которые вы видите?

Требуется разделить их на группы по любым свойствам и аргументировать свою теорию. (После выполнения задания преподаватель обобщает предложенные результаты, обсуждая и комментируя каждый вариант)

Вывод: Можно использовать несколько способов классификации твёрдых тел, но сегодня я предлагаю изучить только один: деление твёрдых тел на кристаллические и аморфные. Определяющим фактором при данной классификации являются различия в молекулярном строении и, как следствие – различие физических свойств.

Формулируется тема и цель урока «Кристаллические и аморфные тела»

Цель урока: Изучить твёрдые тела, их свойства и особенности. Убедиться в многообразии и необозримости окружающего мира. (2)

3. Изучение нового материала.

Мы живем на поверхности твердого тела – земного шара, в сооружениях, построенных из твердых тел, представляющих собой вещества в кристаллическом состоянии.

Специальная область физики – физика твердого тела, изучает строение и свойства твердых тел.

В промышленности широко используют свойства твердого тела: механические, тепловые, электрические, оптические.

Наше тело, хотя и содержит 65% воды (мозг – 80%) тоже твердое. Орудия труда, машины, также сделаны из твердых тел. Знать свойства твёрдых тел жизненно необходимо.

Все твердые вещества, тела, предметы условно подразделяются на: кристаллические и аморфные. (2)

Ребятам предлагается ознакомится со статьей «Кристаллические тела», «Аморфные тела» и выяснить свойства кристаллических и аморфных тел.

Кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве, образуют кристаллическую решётку

Кристаллы имеют плоские грани. Их частицы расположены правильными, симметричными периодически повторяющимися рядами, сетками, решетками. Решетки имеют форму многоранников.

Кристаллы имеют постоянную температуру плавления.

Самая высокая температура плавления среди металлов принадлежит вольфраму: она составляет 3422С⁰, самая низкая - у ртути: элемент плавится уже при - 39С⁰.

Зависимость физических свойств от направления внутри кристалла называется анизотропией. Анизотропия – (от греч. ánisos – неравный и tróроs – направление.

Многие кристаллы по-разному проводят теплоту и электрический ток в различных направлениях. От направления зависят и оптические свойства кристаллов. Например, кусок слюды легко расслаивается в одном из направлений на тонкие пластины, но разорвать его в направлении перпендикулярном пластинам гораздо труднее. Легко расслаиваются в одном направлении кристаллы графита. Когда Вы пишите карандашом, такое расслоение происходит непрерывно и тонкие слои графита остаются на бумаге. Все кристаллические тела анизотропные.

Кристаллические тела делятся на монокристаллы и поликристаллы.

Монокристаллы – одиночные кристаллы (кварц, алмаз, графит, слюда, крупинки соли и сахара).

Поликристаллы – твердые тела, состоящие из большого числа маленьких кристалликов. тела состоят из большого числа маленьких кристалликов (металлы, сахар, поваренная соль).

Большинство кристаллических тел – поликристаллы. (2)

Далее вместе дают определение и перечисляют свойства кристаллических тел.

Запись в тетради определения и свойств кристаллических тел:

Кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве, образуют кристаллическую решётку

1. Кристаллы имеют плоские грани.

2. Кристаллы имеют постоянную температуру плавления.

3. Все кристаллические тела анизотропные.

4. Кристаллические тела делятся на монокристаллы и поликристаллы.

Монокристаллы – одиночные кристаллы. Поликристаллы – твердые тела, состоящие из большого числа маленьких кристалликов

Аморфные тела и их свойства.

Аморфные тела (от греч. Amorphos – бесформенный). По физическим свойствам и по внутреннему строению, стоят ближе к жидкостям, чем к твердым телам. Их часто называют переохлаждёнными жидкостями. Они тоже красивы и многообразны.

Аморфные тела – это твердые тела, для которых характерно неупорядоченное расположение частиц в пространстве. К аморфным телам при определенных условиях относятся стекло, резина (включая жевательную резинку), каучук, смолы, пластмассы.

Аморфные тела не имеют формы.

Аморфные вещества созданные самой природой: мёд, янтарь, смола, битум.

У аморфных тел нет строгого порядка в расположении атомов.

Аморфные тела не имеют постоянной температуры плавления (они не плавятся, а размягчаются). Тепловые, электрические и оптические свойства аморфных тел оказываются совершенно не зависящими от направления.

Все аморфные тела изотропны – их физические свойства одинаковы по всем направлениям.

С течением времени аморфные тела мутнеют (стекло «расстекловывается», леденец «засахаривается» и т. п.). Это помутнение связано с появлением внутри стекла или леденца мелких кристалликов.

Далее вместе дают определение и перечисляют свойства аморфных тел.

Запись в тетради определения и свойств аморфных тел:

Аморфные тела – это твердые тела, для которых характерно неупорядоченное расположение частиц в пространстве.

1. Аморфные тела не имеют формы. У аморфных тел нет строгого порядка в расположении атомов.

2. Аморфные тела не имеют постоянной температуры плавления

3. Все аморфные тела изотропны

И еще один тип структурированного вещества – это жидкие кристаллы, некоторые органические вещества, молекулы которых имеют нитевидную форму или форму плоских пластин, могут находиться в особом состоянии, обладая одновременно свойствами анизотропии и текучести. Это состояние, сочетающее свойства кристалла и жидкости получило название жидкокристаллическое.

«Практическое применение кристаллов и аморфных тел и жидких кристаллов»

Жидкие кристаллы в виде плёнки наносят на транзисторы, интегральные схемы и печатные платы электронных схем.

Но самая многообещающая область применения жидкокристаллических веществ — информационная техника. От первых индикаторов, знакомых всем по электронным часам, до цветных телевизоров с жидкокристаллическим экраном размером с почтовую открытку прошло лишь несколько лет.

Подбирая состав жидкокристаллического вещества, создают индикаторы для разных диапазонов температуры и для различных конструкций. (термометр в одежде). Термометр работает за счёт термохромного эффекта жидких кристаллов. Он не требует батареек и представляет собой полоску плёнки с нанесённой шкалой в градусах Цельсия и Фаренгейта. Температура отображается за счёт подсвечивания соответствующей цифры: изначально фон возле всех цифр чёрный, но если термометр имеет температуру в диапазоне от 16 до 38 °С, то соответствующая цифра подсвечивается, то есть её фон меняет цвет с чёрного на зелёный или голубой.

Применения кристаллов и аморфных тел в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что все их перечислить трудно рамках нашего урока.

Но мы сегодня остановимся на применении кристаллов и аморфных тел в компьютерной технике.

Кристаллические и аморфные тела играют важную роль в компьютерной технологии. Например, кристаллические материалы, такие как кремний, используются для изготовления полупроводниковых чипов, которые используются в компьютерах для обработки информации.

Кристаллы изготавливаются из полупроводникового материала, обычно кремния. 

Чипы процессоров уже настолько маленькие, что под одной крышкой можно поместить какое-нибудь ещё устройство. На маленьком чипе площадью около 1 см² уже можно было поместить процессор, видео, модем и блютус, сделать всё нужное для поддержки памяти и периферии — в общем, система на чипе. Подключив по сути, все «мозги» вашего смартфона находятся на одном маленьком чипе, а 80% пространства за экраном занимает батарея.

Аморфные материалы, такие как стекло или пластик, жидкие кристаллы, могут быть использованы для создания экранов и других компонентов компьютеров.

Будущее новейших технологий принадлежит кристаллам и аморфным телам!!!

4. Проверка понимания учащимися изученного материала

и его первичное закрепление

Итак, какую классификацию твёрдых тел мы изучили на сегодняшнем уроке? (отвечают на вопрос)

Теперь мы систематизируем результаты урока и выполним интерактивные заданияLearningApps

1. Характеристики кристаллического и аморфного состояния (https://learningapps.org/display?v=p46qggm1c24 )

2. Распределить по группам примеры кристаллических и аморфных тел (https://learningapps.org/display?v=p9hrb5u1v24 )

1. Домашнее задание: подготовить сообщение «Механические свойства твердых тел»

1. Рефлексия (обучающиеся дают ответы с помощью карточек Plickers https://www.plickers.com/seteditor/67456e4ab72c05e0f652838a )

Сегодня на уроке….

Все было понятно, узнал много нового

Остались вопросы

Было трудно

Приложение 1

Кристаллические тела и их свойства

Кристаллы (от греч. κρύσταλλος, первоначально —лед, в дальнейшем —горный хрусталь, кристалл) – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве, образуют кристаллическую решётку

Кристаллы имеют плоские грани. Их частицы расположены правильными, симметричными периодически повторяющимися рядами, сетками, решетками. Решетки имеют форму многоранников.

Кристаллы имеют постоянную температуру плавления.

Самая высокая температура плавления среди металлов принадлежит вольфраму: она составляет 3422С⁰, самая низкая - у ртути: элемент плавится уже при - 39С⁰.

Зависимость физических свойств от направления внутри кристалла называется анизотропией. Анизотропия – (от греч. ánisos – неравный и tróроs – направление.

Многие кристаллы по-разному проводят теплоту и электрический ток в различных направлениях. От направления зависят и оптические свойства кристаллов. Например, кусок слюды легко расслаивается в одном из направлений на тонкие пластины, но разорвать его в направлении перпендикулярном пластинам гораздо труднее. Легко расслаиваются в одном направлении кристаллы графита. Когда Вы пишите карандашом, такое расслоение происходит непрерывно и тонкие слои графита остаются на бумаге. Все кристаллические тела анизотропные.

Кристаллические тела делятся на монокристаллы и поликристаллы.

Монокристаллы – одиночные кристаллы (кварц, алмаз, графит, слюда, крупинки соли и сахара).

Поликристаллы – твердые тела, состоящие из большого числа маленьких кристалликов. тела состоят из большого числа маленьких кристалликов (металлы, сахар, поваренная соль).

Большинство кристаллических тел – поликристаллы.

Аморфные тела и их свойства.

Аморфные тела (от греч. Amorphos – бесформенный). По физическим свойствам и по внутреннему строению, стоят ближе к жидкостям, чем к твердым телам. Их часто называют переохлаждёнными жидкостями. Они тоже красивы и многообразны.

Аморфные тела – это твердые тела, для которых характерно неупорядоченное расположение частиц в пространстве. К аморфным телам при определенных условиях относятся стекло, резина (включая жевательную резинку), каучук, смолы, пластмассы.

Аморфные тела не имеют формы.

Аморфные вещества созданные самой природой: мёд, янтарь, смола, битум.

У аморфных тел нет строгого порядка в расположении атомов.

Аморфные тела не имеют постоянной температуры плавления (они не плавятся, а размягчаются). Тепловые, электрические и оптические свойства аморфных тел оказываются совершенно не зависящими от направления.

Все аморфные тела изотропны – их физические свойства одинаковы по всем направлениям.

С течением времени аморфные тела мутнеют (стекло «расстекловывается», леденец «засахаривается» и т. п.). Это помутнение связано с появлением внутри стекла или леденца мелких кристалликов.

Свойства твердых тел