Кристаллы вокруг нас сообщение

Обновлено: 19.05.2024

Удивительной особенностью горного хрусталя и многих других прозрачных минералов являются их гладкие плоские грани. В конце 17 в. было подмечено, что имеется определенная симметрия в их расположении. Было установлено также, что некоторые непрозрачные минералы также имеют естественную правильную огранку и что форма огранки характерна для того или иного минерала. Возникла догадка, что форма может быть связана с внутренним строением. В конце концов, кристаллами стали называть все твердые вещества, имеющие природную плоскую огранку.

Атомы, из которых состоят газы, жидкости и твердые вещества, имеют разную степень упорядоченности. В газе атомы и небольшие группы атомов, соединенные в молекулы, находятся в постоянном беспорядочном движении. Если охлаждать газ, то достигается температура, при которой молекулы сближаются друг с другом, насколько это возможно, и образуется жидкость. Но атомы и молекулы жидкости все-таки могут скользить относительно друг друга. При охлаждении некоторых жидкостей, например, воды, достигается температура, при которой молекулы застывают в относительной неподвижности кристаллического состояния. Эта температура, разная для всех жидкостей, называется температурой замерзания. (Вода замерзает при 0°С; при этом молекулы воды упорядоченно соединяются друг с другом, образуя правильную геометрическую фигуру.) У каждой частицы вещества (атома или молекулы), находящегося в кристаллическом состоянии, окружение точно такое же, как и у любой другой частицы того же типа во всем кристалле. Другими словами, ее окружают вполне определенные частицы, находящиеся на вполне определенных расстояниях от нее. Именно это упорядоченное трехмерное расположение характерно для кристаллов и отличает их от других твердых веществ .

Наверное, самым обычным и в тоже время удивительными кристаллами являются снежинки. Каждую зиму мы наблюдаем миллиарды этих маленьких кристалликов. А какие узоры образуются на окнах (если конечно, они у вас не пластиковые).

Снежинка — сложная симметричная структура, состоящая из кристалликов льда, собранных вместе. Вариантов сборки множество — до сих пор не удалось найти среди снежинок двух одинаковых. Исследования, проведенные в лаборатории Либбрехта, подтверждают этот факт — кристаллические структуры можно вырастить искусственно или наблюдать в природе.

Кристаллография в настоящее время активно развивается в связи с потребностями электроники и физики твердого тела — в частности, свойства полупроводников, использующихся в наших повседневных электронных приборах, в значительной мере зависят от характеристик, используемых в них кристаллов. Очередной шаг в изучении свойств наиболее известных природных кристаллов — снежинок — сделан профессором физики Кеннетом Либбрехтом (Kenneth Libbrecht) из Калифорнийского технологического института.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Управление образования г.Орска

Муниципальное общеобразовательное автономное учреждение

Направление: наука

Руководитель:

Ратушняк Олеся Игоревна,

учитель начальных классов

Введение . …. 3

Глава 1. Знакомство с кристаллами …………. . Глава 1. Теоретический материал о кристаллах ………………………………………. . 5

1.1. Понятие кристаллов . . 4

1.2. Причины появления плесени . 6

1.4. Применения кристаллов в науке и технике . . …….9

Глава 2. Опытно - экспериментальная часть ……. работа ……. 10

2.1. Как кристаллы растут из соли ………. ………. 10

2.2. Набот (Таджикская кухня) …….……………. ) …….……………. 14

2 .3. Изучение мнения одноклассников о кристаллах . . 16

Заключение . 18

Литература . 19

После беседы с родителями, поиска информации в библиотеке, в интернете я узнал, что:

- мы ходим по кристаллам,

- строим из кристаллов различные сооружения,

- обрабатываем кристаллы на заводах,

- создаем приборы и изделия из кристаллов,

- находим кристаллы в живых организмах,

- выращиваем кристаллы в лабораториях и заводских установках, а также в домашних условиях.

Объект исследования – кристаллы .

Предмет исследования – способы выращивания кристаллов в домашних условиях

Цель работы : изучить разнообразие кристаллов как природных, так и созданных руками человека, вырастить кристалл соли в домашних условиях .

- узнать о природе кристаллов;

- выявить значение кристаллов в жизни людей;

- провести экспериментальное наблюдение за процессом роста кристаллов в домашних условиях.

. Гипотеза: мы предположили, что кристаллы могут образоваться при создании определённых условий. Значит, если изменить условия и растворить разные вещества, то можно получить кристаллы различной формы и окраски даже в домашней лаборатории

Методы исследования:

-консультация со специалистом;

-метод эксперимента, анализ полученных результатов.

Структура работы: работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.

Теоретическая значимость: Использование данного материала на уроках окружающего мира.

Практическое значение исследования в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, на занятиях внеурочной деятельности .

Глава 1. Знакомство с кристаллами Теоретический материал о кристаллах .

1.1. Понятие кристаллов.

Что же такое кристаллы?

Удивительной особенностью горного хрусталя и многих других прозрачных минералов являются их гладкие плоские грани. В конце 17 века было подмечено, что имеется определенная симметрия в их расположении. Было установлено также, что некоторые непрозрачные минералы также имеют естественную правильную огранку и что форма огранки характерна для того или иного минерала. Возникла догадка, что форма может быть связана с внутренним строением. Поэтому, кристаллами стали называть все твердые вещества, имеющие природную плоскую огранку.

1 .2. Природные кристаллы

Кристаллы, залегающие в земле, бесконечно разнообразны. Размеры природных многогранников достигают подчас человеческого роста и более. Встречаются кристаллы-лепестки тоньше бумаги и кристаллы – пласты в несколько метров толщиной. Бывают кристаллы маленькие, узкие и острые, как иголки, и бывают громадные, как колонны. Примеры некоторых из природных кристаллов представлены на рисунке 1.

С самых ранних времен человеческой культуры люди ценили красоту драгоценных камней. Алмаз, рубин, сапфир и изумруд – самые дорогие и излюбленные камни. За ними следуют александрит, топаз, шпинель, горный хрусталь, аметист, гранат, аквамарин, хризолит.

В морозное весеннее или осеннее утро, когда солнце еще не успело уничтожить следы ночных заморозков, деревья и кусты покрыты инеем. На ветках повисли капли льда.

Вглядитесь: внутри ледяных капель видны пучки тонких шестигранных иголочек – кристалликов льда.

На снежинках легче всего убедиться в том, что форма кристаллов правильна и симметрична (см. рисунок 3). Бесконечно разнообразны формы снежинок.

МИР КРИСТАЛЛОВ

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Аннотация проекта

Введение

Окружающий нас мир состоит из кристаллов, и мы живем в мире кристаллов. Кристаллы - творение природы, завораживают и притягивают взгляд. Кристаллы повсеместно встречаются в жизни человека, и нашли широкое применение в науке, технике и промышленности. Что же такое кристаллы, какими свойствами они обладают, как растут и можно ли вырастить кристалл в домашних условиях?

Поэтому мы решили изучить эту проблему, ответить на интересующие нас вопросы и самостоятельно вырастить кристалл. Так как выращенные кристаллы сохраняют природные ископаемые и ускоряют технический прогресс, а именно современных средств связи, транспорта, компьютерной техники, медицины.

В ходе работы были поставлены следующие цели и задачи.

Цель проекта: Изучить теоретический материал о кристаллах, вырастить самостоятельно кристаллы в домашних условиях.

Задачи проекта:

- изучить литературу и другие источники информации о кристаллах;

- выяснить какие бывают кристаллы;

- вырастить кристаллы в домашних условиях;

- создать презентацию по теме проекта.

Методы проекта:

- изучение литературы, поиск в Интернете, использование инструкции;

- анализ и обобщение результатов;

Теоретическая часть

Кристаллы и их свойства

Твердые тела сохраняют не только свой объем, но и форму и находятся в кристаллическом состоянии.

Кристаллы (от греч. krýstallos, первоначально — лёд, в дальнейшем — горный хрусталь, кристалл). В древности люди думали, что кристаллы горного хрусталя и кристаллы льда это одно и то же, только лёд замерзает мгновенно, а горный хрусталь при сильном морозе. И лёд становится хрусталём через тысячу лет, а хрусталь становится алмазом через тысячу веков. Поэтому кристаллы наделялись множеством таинственных свойств: исцелять болезни, влиять на судьбу человека. Представления о кристаллах, их строении и свойствах развивались на протяжении нескольких веков. Точкой отсчета истории кристаллов может быть известие о существовании изумрудов в Индии за 2 тыс. лет до н. э., алмазов за 1000-500 лет до н. э., рубинов Цейлона за 600 лет до н. э.

Кристаллы - это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве. Они образуют кристаллическую решетку. Поэтому кристаллы имеют плоские грани.

Изучением кристаллов занимается специальная наука - кристаллография; ее изучают в институтах и университетах, когда уже знают и химию, и физику и некоторые другие науки.

Монокристаллы и поликристаллы

Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами. Монокристаллом называют одиночный кристалл. Примерами огранённых природных монокристаллов могут служить монокристаллы кварца, каменной соли, исландского шпата, алмаза, топаза.

Большинство встречающихся в природе и получаемых в технике твердых тел представляют собой совокупность сросшихся друг с другом маленьких кристаллов, такие тела называют поликристаллами. Примерами поликристаллов являются: каменная соль, кварц, сахар, лед.

Природные и искусственные кристаллы

В природе кристаллы образуются тремя путями: из расплава, из раствора и из паров. Примером кристаллизации из расплава является образование льда из воды. Примером образования кристаллов из растворов, могут служить сотни миллионов тонн соли, выпавшей из морской воды.

Примером образования кристаллов из пара и газа являются снежинки, иней.

Кристаллы, которые залегают глубоко в земле, являются бесконечно разнообразными. Размеры таких природных многогранников достигают иногда человеческого роста. Встречаются также очень тонкие кристаллы, толщина которых меньше чем у листка бумаги. Но бывают и огромные пласты, толщина которых достигает нескольких метров.

Интересные факты о кристаллах

В древности кристаллам приписывали всякие магические свойства. Считали, например, что изумруд спасает мореплавателей от бурь. Кристалл аметиста навевает счастливые сны. Алмаз бережёт от болезней. Сапфир помогает при укусах скорпионов. Топаз приносит счастье в ноябре. Гранат - в январе и т.д.

- кристаллы воспроизводят сами себя и таким образом растут;

- самые большие кристаллы, длиной 15м были обнаружены в 2000 году в Пещере кристаллов в шахтовом комплексе Найка, в мексиканском штате Чиуауа.

- есть и представители самых больших и крошечных кристаллов. Хранятся они в Австрии в музее "Хрустальные миры". Самый крупный весит более 62 кг. Все они принадлежат к самой знаменитой компании "Сваровски" и занесены в книгу рекордов Гиннеса;

- вода является основным "ингредиентом" для образования кристалла;

- кристаллы могут образовывать самые различные формы.

Применение кристаллов

Многие из самых обычных веществ вокруг нас, представляют из себя кристаллы. Мы встречаемся с ними повсюду и даже не подозреваем об этом.

Лед-это кристалл. На кухне - едим кристаллы, например, соль или сахар.

Наши дома из кристаллов – панели многих многоэтажек сделаны из бетона (искусственного камня) в состав которого входит щебень из кристаллического сланца.

В медицине используют кристаллы – лучи от кварцевой лампы используются в медицине для дезинфекции.

Кристаллы являются продуктами жизнедеятельности организмов. Некоторые виды моллюсков обладают способностью наращивать на инородных телах, попавших в раковину, перламутр. За 5-10 лет появляется драгоценный камень жемчуг, имеющий кристаллическое строение.

В морях и океанах рифы и целые острова сложены из кристалликов углекислого кальция, входящих в состав скелета беспозвоночных животных – коралловых полипов.

Кристаллы играют важную роль в жизни человека:

Земная кора на 95% состоит из кристаллов. Кристаллы используют в промышленности, технике, производстве, медицине. Кристаллы используют для изготовления украшений и ювелирных изделий.

Применение кристаллов в науке и технике очень разнообразно.

Самый твердый и редкий минерал – алмаз. Используется как украшение. Так же из-за его исключительной твердости многие режущие инструменты покрывают смесью алмазного порошка и клейкого вещества. Алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни, закаленную сталь, твердые и сверхтвердые сплавы.

Рубин и сапфир относятся к самым красивым и дорогим из драгоценных камней. Но у них есть и другие применения. Все часы работают на искусственных рубинах. Рубины используют в лазерах, так как его кристалл усиливает свет. Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов.

Кристаллы используются в устройствах для записи и воспроизведения звука. Кристаллы кремния и германия входят в состав полупроводниковых диодов, которые есть в каждом компьютере и мобильном телефоне.

Материал поляроид – тонкая прозрачная пленка, заполненная крохотными игольчатыми кристаллами. Поляроидные пленки используют в поляроидных очках, так как они гасят блики отраженного света. Это важно для полярников, которым приходится смотреть на ослепительный снег, а так же для водителей автотранспорта.

Практическая часть

Искусственные кристаллы люди научились выращивать не только в лабораториях, но даже в домашних условиях. Самые популярные вещества, из которых выращивают кристаллы дома – это поваренная соль, железный купорос и медный купорос.

Выращивание кристаллов медного купороса

Нальём в сосуд 200 мл горячей воды. Насыпаем медный купорос и тщательно размешаем. Сделаем раствор пересыщенным, а затем профильтруем его. Разделили раствор на две части, в один опускаем нитку, чтобы она не касалась стенок и дна банки. Далее поставим сосуд с ниткой остывать, и уже через несколько часов появятся наросшие на нитку кристаллики. Во второй сосуд добавили несколько кристаллов медного купороса и на следующий день из раствора выбрали два наиболее крупных сформированных кристалла. Кристаллы привязали на леску и опустили во второй сосуд. Пару дней они подрастали. Потом мы достали из раствора нитку и леску и подогрели раствор. Уже через пару дней заметили значительный для кристаллика рост. С каждым днём он увеличивался.

Условия для выращивания кристаллов:

1. Воду нужно взять дистиллированную, т. е. не содержащую других растворённых в ней солей.

2. Кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора.

3. Не допускать попадание мусора в насыщенный раствор.

4. Отсутствие сквозняков.

6. Периодически (раз в неделю) менять или обновлять насыщенный раствор.

При выращивании кристаллов замечены следующие особенности:

1. Верхняя грань кристалла вырастает меньше нижней. Это можно объяснить тем, что насыщенный раствор (более тяжелый) опускается в низ, а менее насыщенный после выпадения из него вещества на кристалл поднимается вверх.

Вывод: для получения правильного по форме кристалла необходимо постоянное перемешивание раствора.

2. Колебания температуры раствора сильно сказываются на процессе роста кристалла. При увеличении температуры раствора кристалл начинает растворяться.

Вывод: у медного купороса прямая зависимость растворимости от температуры (при более высокой температуре растворимость больше).

Работая над проектом, я:

Изучила литератору о кристаллах.

Выяснила, что кристалл – это твердое состояние вещества, имеет определенную форму, цвет и определенное количество граней.

Познакомилась с разнообразием и применением кристаллов.

Освоила способы выращивания кристаллов, наблюдала за ростом кристаллов.

Для выращивания кристаллов использовала: медный купорос. И пришла к выводу, что для роста кристалла необходимо, чтобы с поверхности кристалла шло испарение жидкости, а скорость роста зависит от температуры.

Для положительного результата необходимо соблюдать точные инструкции и правила безопасности.

В ходе работы над проектом я нашла ответы на поставленные вопросы, сумела вырастить кристаллы, рассказала о своей работе одноклассникам. Некоторые заинтересовались данной темой. Я считаю, что цель и задачи, поставленные в начале работы, достигнуты. Гипотеза исследования полностью подтвердилась: кристаллы можно вырастить в домашних условиях.

Приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся мне в дальнейшей учёбе, но в ходе работы возникли новые вопросы. Поэтому я планирую продолжить работу над этим проектом.

В земле иногда находят камни такой формы, как будто их кто-то тщательно выпиливал, шлифовал, полировал. Это многогранники с плоскими гранями, с прямыми ребрами. Правильные и совершенные формы этих камней, безукоризненная гладкость их граней поражают нас. Трудно поверить, что такие идеальные многогранники образовались сами, без помощи человека. Вот эти-то камни с природной, т.е. не сделанной руками человека, правильной, симметричной, многогранной формой и называются кристаллами.

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа № 50 города Ульяновска

Филиппова Анна Артёмовна

ученица 4 класса Б

учитель начальных классов

2. Знакомство с кристаллами.

2.1. Понятие кристаллов

2.2. Природные кристаллы

2.3. Искусственные кристаллы

3. Экспериментальная часть

3.1. Как кристаллы растут из соли

5. Список литературы

После беседы с родителями, поиска информации в библиотеке, в интернете я узнала, что:

- мы ходим по кристаллам,

- строим из кристаллов различные сооружения,

- обрабатываем кристаллы на заводах,

- создаем приборы и изделия из кристаллов,

- находим кристаллы в живых организмах,

- выращиваем кристаллы в лабораториях и заводских установках, а также в домашних условиях.

Объект исследования – кристаллы.

Предмет исследования – способы выращивания кристаллов в домашних условиях.

Цель работы: изучить разнообразие кристаллов как природных, так и созданных руками человека, вырастить кристалл соли в домашних условиях.

- узнать о природе кристаллов;

- выявить значение кристаллов в жизни людей;

- провести экспериментальное наблюдение за процессом роста кристаллов в домашних условиях.

Гипотеза: мы предположили, что кристаллы могут образоваться при создании определённых условий. Значит, если изменить условия и растворить разные вещества, то можно получить кристаллы различной формы и окраски даже в домашней лаборатории.

Методы исследования: беседа, обзор литературных источников и интернет ресурсов, анализ, сравнение, эксперимент.

Ищи интересное вокруг и тогда природа покажет много чудес.

2. Знакомство с кристаллами.

2.1. Понятие кристаллов.

Что же такое кристаллы?

2.2. Природные кристаллы

В морозное весеннее или осеннее утро, когда солнце еще не успело уничтожить следы ночных заморозков, деревья и кусты покрыты инеем. На ветках повисли капли льда. Вглядитесь: внутри ледяных капель видны пучки тонких шестигранных иголочек – кристалликов льда.

2.3. Искусственные кристаллы

Зачем же создают еще и искусственные кристаллы, если и так почти все твердые тела вокруг нас имеют кристаллическое строение?

Прежде всего затем, что природные кристаллы не всегда достаточно крупны, часто они неоднородны, в них имеются нежелательные примеси. При искусственном выращивании можно получить кристаллы крупнее и чище, чем в природе.

Есть и такие кристаллы, которые в природе редки и ценятся дорого, а в технике очень нужны. Поэтому разработаны лабораторные и заводские методы выращивания кристаллов алмаза, кварца, корунда. В лабораториях выращивают большие кристаллы, необходимые для техники и науки, искусственные драгоценные камни, кристаллические материалы для точных приборов; там создают и те кристаллы, которые изучают кристаллографы, физики, химики, металловеды, минералоги, открывая в них новые замечательные явления и свойства. А самое главное – искусственно выращивая кристаллы, создают вещества, каких вообще нет в природе, с уникальными свойствами.

Читайте также: