"Кристаллы - природные многогранники"

Слайд 1

КРИСТАЛЛЫ ПРИРОДНЫЕ МНОГОГРАННИКИ Презентацию подготовили учащиеся 10в класса: Попова О.Глебова Е, Никифорова Л, Будный А, Филлипов Н. Учитель: Юмашева Ольга Петровна Инжавино, 2009 МОУ «Инжавинская средняя общеобразовательная школа»

Слайд 2

ЭПИГРАФ Кристаллы, кристаллы, соцветья во мглу погруженной земли. Когда расцвели вы, на свете другие цветы не цвели. Нацежен был мало-помалу из мрака лучистый хрусталь, чтоб стало под силу кристаллу вместить невместимую даль. Тускла на свету, но как факел кристалла живая свеча пылает во мраке... Во мраке - начало любого луча. Мигель де Унамуно

Слайд 3

ГИПОТЕЗА Является ли Земля растущим кристаллом…..

Слайд 4

Цели и задачи: Узнать, что такое кристаллы; Выяснить почему кристаллы имеют форму многогранников; Изучить свойства кристаллов; Узнать и рассказать о легендах про кристаллы; Научиться изготовлять модели кристаллов в форме многогранников. Доказать или опровергнуть нашу гипотезу.

Слайд 5

Ход исследования Изучить понятие кристалла и кристаллического многогранника; Рассмотреть виды правильных и полуправильных тел в виде кристаллов, вирусов и других простейших организмов; Проанализировать различные легенды о кристаллах; Увидеть геометрию правильных многогранников в географии , биологии, химии; Подтвердить или опровергнуть гипотезу.

Слайд 6

Слово «кристалл» происходит от греческого kr i stallos – кристалл; первоначально – «чистый лед». Это название связано с ошибочным убеждением, что прекрасные прозрачные минералы, найденные в Альпах, были образованы из воды при очень низких температурах. Позднее в XVII веке название «кристалл» стало применяться к другим твердым телам, ограненным множеством плоских граней и обычно имеющих красивую симметричную форму.

Слайд 7

КРИСТАЛЛЫ В ПРИРОДЕ…ЗИМА….

Слайд 8

Кристаллический многогранник обычно представляет собой комбинацию нескольких простых форм, грани которых являются действительными гранями. Грань, которой на данном кристалле нет, но которая может оказаться на других кристаллах того же вещества, называется возможной гранью. Возможной гранью может быть плоскость, проходящая через два действительных или возможных ребра кристалла.

Слайд 9

Кристаллы — тела, имеющие многогранную форму. Вот один из примеров таких тел: кристалл пирита (сернистый колчедан FeS) — природная модель додекаэдра. Пирит (от греч. “ пир ” — огонь) — сернистое железо или серный колчедан, наиболее распространенный минерал из группы сульфидов. Размеры кристаллов пирита часто достигают нескольких сантиметров и являются хорошим коллекционным материалом. От других подобных ему минералов отличается твердостью: царапает стекло .

Слайд 10

Тетраэдр (от греческого tetra – четыре и hedra – грань) - правильный многогранник, составленный из 4 равносторонних треугольников. Радиус вписанной сферы Радиус описанной сферы Объем Площадь поверхности тетраэдра Сумма длин всех ребер Тетраэдр имеет три оси симметрии, которые проходят через середины скрещивающихся рёбер. Тетраэдр имеет 6 плоскостей симметрии, каждая из которых проходит через ребро тетраэдра перпендикулярно скрещивающемуся с ним ребру.

Слайд 11

Тетраэдр Более трехсот лет отделяют нас от того момента, когда гамбургский алхимик Геннинг Бранд открыл новый элемент – фосфор. Подобно другим алхимикам, Бранд пытался отыскать эликсир жизни или философский камень, с помощью которых старики молодеют, больные выздоравливают, а неблагородные металлы превращаются в золото. В ходе одного из опытов он выпарил мочу, смешал остаток с углем, песком и продолжил выпаривание. Вскоре в реторте образовалось вещество, светившееся в темноте. Фосфорноватистая кислота Н 3 РО 2 Молекула имеет форму тетраэдра с атомом фосфора в центре, в вершинах тетраэдра находятся два атома водорода, атом кислорода и гидроксогруппа. Кристаллы белого фосфора образованы молекулами Р 4 . Такая молекула имеет вид тетраэдра.

Слайд 12

Тетраэдр Кристаллическая решётка метана имеет форму тетраэдра. Метан горит бесцветным пламенем. С воздухом образует взрывоопасные смеси. Используется как топливо. Молекулы зеркальных изомеров молочной кислоты также являются тетраэдрами.

Слайд 13

Тетраэдр Элементарная ячейка кристалла алмаза представляет собой тетраэдр, в центре и четырех вершинах которого расположены атомы углерода. Атомы, расположенные в вершинах тетраэдра, образуют центр нового тетраэдра и, таким образом, также окружены каждый еще четырьмя атомами и т.д. Все атомы углерода в кристаллической решетке расположены на одинаковом расстоянии (154 пм) друг от друга. Строение решетки алмаза

Слайд 14

Куб (гексаэдр) (от греческого hex — шесть и hedra — грань) - правильный многогранник, составленный из 6 квадратов. Радиус вписанной сферы Радиус описанной сферы Объем Площадь поверхности тетраэдра Сумма длин всех ребер Центром симметрии куба является точка пересечения его диагоналей. Через центр симметрии проходят 9 осей симметрии . Плоскостей симметрии у куба также 9 и проходят они либо через противоположные ребра ( таковых плоскостей 6), либо через середины противоположных ребер (таких - 3).

Слайд 15

Куб (гексаэдр) КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА ПОВАРЕННОЙ СОЛИ. Маленькие шарики – ионы натрия, большие – ионы хлора. Все кристаллы поваренной соли имеют одинаковую кубическую форму.

Слайд 16

Куб (гексаэдр) Форму куба имеют кристаллические решётки многих металлов ( Li , Na , Cr , Pb , Al , Au , и другие)

Слайд 17

Октаэдр ( от греческого okto – восемьи hedra – грань) –правильный многогранник, составленный из 8 равносторонних треугольников. Октаэдр обладает симметрией. Три из 9 осей симметрии октаэдра проходят через противоположные вершины, шесть - через середины ребер. Центр симметрии октаэдра - точка пересечения его осей симметрии. Три из 9 плоскостей симметрии тетраэдра проходят через каждые 4 вершины октаэдра, лежащие в одной плоскости . Шесть плоскостей симметрии проходят через две вершины, не принадлежащие одной грани, и середины противоположных ребер. Радиус вписанной сферы Радиус описанной сферы Объем Площадь поверхности тетраэдра Сумма длин всех ребер

Слайд 18

Шестой элемент периодической системы С ( углерод ) характеризуется структурой октаэдра. Кристаллы алмаза обычно имеют форму октаэдра . Алмаз (от греческого adamas – несокрушимый) – бесцветный или окрашенный кристалл с сильным блеском в виде октаэдра. Кристаллы алмаза представляют собой гигантские полимерные молекулы и обычно имеют форму октаэдров, ромбододекаэдров, реже — кубов или тетраэдров. Октаэдр

Слайд 19

Додекаэдр ( от греческого dodeka – двенадцать и hedra – грань) – это правильный многогранник, составленный из двенадцати равносторонних пятиугольников. Плоскостей симметрии 9 и проходят они либо через противоположные ребра (таковых плоскостей 6), либо через середины противоположных ребер (таких - 3). Додекаэдр имеет 15 плоскостей симметрии. Любая из плоскостей симметрии проходит в каждой грани через вершину и середину противоположного ребра. Радиус вписанной сферы Радиус описанной сферы Объем Площадь поверхности тетраэдра Сумма длин всех ребер

Слайд 20

Вирус полиомиелита имеет форму додекаэдра. Он может жить и размножаться только в клетках человека и приматов. В книге Дана Уинтера «Математика Сердца» (Dan Winter, Heartmath) показано, что молекула ДНК составлена из взаимоотношений двойственности додекаэдров и икосаэдров. Додекаэдр Фуллерены – одна из форм углерода. Они были открыты при попытке моделировать процессы, происходящие в космосе. Ученым в земных лабораториях удалось синтезировать и исследовать многочисленные производные этих шарообразных молекул. Возникла химия фуллеренов. Ведутся попытки создать на основе фуллеренов материалы для зарождающейся молекулярной электроники.

Слайд 21

Икосаэдр ( от греческого ico — шесть и hedra — грань) правильный выпуклый многогранник, составленный из 20 правильных треугольников. Радиус вписанной сферы Радиус описанной сферы Объем Площадь поверхности тетраэдра Сумма длин всех ребер Правильный икосаэдр имеет 15 осей симметрии , каждая из которых проходит через середины противоположных параллельных ребер . Плоскостей симметрии также 15 . .

Слайд 22

Икосаэдр В природе встречаются объекты, обладающие симметрией 5-го порядка. Известны, например, вирусы, содержащие кластеры в форме икосаэдра . Открытие фуллерена, молекула которого С60 также обладает этим типом симметрии, стимулировало интерес к подобным объектам. Г.Хуберт с сотрудниками (H.Hubert ; Аризонский университет, США) синтезировали кристаллы B6O из смеси B и B2O3, которая выдерживалась при температуре 1700oС и давлении от 4 до 5.5 ГПа в течение 30 мин. Образовавшийся субоксид бора имеет ромбоэдрическую кристаллическую решетку с одним из плоских углов при вершине, равным 63.1 ° . Это значение очень близко к величине угла 63.4 ° , необходимого для того, чтобы из 20 тетраэдров можно было составить правильный икосаэдр . "Первичные" икосаэдры способны группироваться в более крупные кластеры: центральный икосаэдр окружен 12 такими же частицами, центры которых лежат в вершинах более крупного икосаэдра "второго порядка". Число атомов в таком "сверхкластере" может достигать 1014 .

Слайд 23

Если нанести на глобус очаги наиболее крупных и примечательных культур и цивилизаций Древнего мира, можно заметить закономерность в их расположении относительно географических полюсов и экватора планеты. Многие залежи полезных ископаемых тянутся вдоль икосаэдрово-додекаэдровой сетки . Еще более удивительные вещи происходят в местах пересечения этих ребер: тут располагаются очаги древнейших культур и цивилизаций: Перу, Северная Монголия, Гаити, Обская культура и другие. В этих точках наблюдаются максимумы и минимумы атмосферного давления, гигантские завихрения Мирового океана, здесь шотландское озеро Лох-Несс, Бермудский треугольник. Дальнейшие исследования Земли, возможно, определят отношение к этой красивой научной гипотезе, в которой, как видно, правильные многогранники занимают важное место.

Слайд 24

КРИСТАЛЛЫ В ПРИРОДЕ…

Слайд 25

Кристаллическая решетка поваренной соли имеет кубическую структуру, кристаллы льда и горного хрусталя (кварца) напоминают отточенный с двух сторон карандаш, т.е. имеет форму шестиугольной призмы, на основания которой поставлены шестиугольные пирамиды.

Слайд 26

РУБИН

Слайд 27

Чёрный обработанный алмаз

Слайд 28

НЕОБРАБОТАННЫЙ КРИСТАЛЛ

Слайд 29

У кристаллов есть удивительное свойство-это самоограняться. Самоограняться - т. е. самопроизвольно принимать форму изумительных по совершенству форм многогранников. Даже современный человек, впервые столкнувшись с природными кристаллами, чаще всего не верит, что эти многогранники не являются делом рук искусного мастера.

Слайд 30

Земля-кристалл Существует гипотеза, по которой ядро Земли имеет форму и свойства растущего кристалла, оказывающего воздействие на развитие всех природных процессов, идущих на планете. «Лучи» этого кристалла, а точнее его силовое поле, обусловливают икосаэдро-додекаэдрическую структуру Земли, проявляющуюся в том, что в земной коре как бы проступают проекции вписанных в земной шар правильных многогранников: икосаэдра и додекаэдра. 62 их вершины и середины ребер, называемые узлами, оказывается, обладают рядом специфичecких свойств, позволяющих объяснить многие непонятные явления.

Слайд 31

Идея представления Земли в форме кристалла, с помощью которого можно объяснить особенности её внутреннего строения, привлекла в 19 веке двух французских ученых – геолога де Бемона и математика Пуанкаре. За основу своей гипотезы они взяли один из «идеальных» кристаллов Пифагора-Платона – додекаэдр. По их мнению, крупные «аномалии» в мантии и земной коре обусловлены именно деформацией формы Земли в додекаэдр. В России сторонником гипотезы «Земля – кристалл» стал С. Кислицын.

Слайд 32

Легенды о кристаллах. В древности считали, что кристаллы обладают необычными способностями. Например: кристалл аметиста предохраняет от пьянства и навевает счастливые сны, изумруд спасает мореплавателей от бурь, сапфир помогает при укусах скорпионов, алмаз бережет от болезней, топаз приносит счастье в ноябре, а гранат– в январе и т. д.

Слайд 33

ОБЩИЙ ВЫВОД О КРИСТАЛЛАХ Можно сказать: что мир кристаллов одновременно прекрасен и в то же время является большим источником знаний, и загадок. Самое удивительное в том, что такие сложные вещества как кристаллы создал не человек, а сама природа.

Слайд 34

Опровержение нашей гипотезы То что, Земля-растущий кристалл,это только предположение!Опыты, проделанные учёными для доказательства этой гипотезы,ни к чему не привели.Конечно,мнение о том,что Земля-это кристалл имеет место быть,но мы может только предпологать,что это так.

Слайд 35

Информационные ресурсы