Исследовательская работа по физике "Кристаллы"

Кристаллы

ВЫПОЛНИЛ: Подрухин Юлиан Фусейниевич

ГБОУ средняя школа №201 8 «Б» класс

РУКОВОДИТЕЛЬ: Шумская Ольга Владимировна

учитель физики ГБОУ средняя школа №201

В седьмом классе, на уроках физики, мы изучали три состояния вещества: жидкое, твёрдое  и газообразное. Познакомились с основными свойствами веществ в различных агрегатных состояниях, с особенностями внутреннего строения.  В твёрдых веществах особое место занимают кристаллы. С древнейших времен кристаллы поражали человеческое воображение своим исключительным геометрическим совершенством. Мир кристаллов - это сказочно красивый мир. Кристаллы завораживают своим блеском, многообразием цвета и форм. Но кристаллы заинтересовали меня не только красотой. Невозможно представить современный мир без использования кристаллов: компьютеры, лазеры, поляроиды,  всего не перечислишь, и все эти устройства работают на кристаллах. Отдельный вопрос: жидкие кристаллы! Если кристаллы, то почему жидкие? Можно ли вырастить кристалл самому? Всё это определило выбор темы моей работы.

Цель работы:   изучить, что такое кристаллы

Задачи:

- ознакомиться с научной литературой;

- узнать особенности строения кристаллов;

- познакомиться с жидкими кристаллами;

- изучить способы выращивания кристаллов;

- вырастить кристалл.

 Кристаллы это твердые тела, характеризующиеся геометрически правильным упорядоченным расположением слагающих их частиц (атомов, ионов, молекул). В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. В зависимости от внутреннего строения, кристаллы делятся на ионные, ковалентные, молекулярные и металлические. Все кристаллические соединения можно разделить на моно- и поликристаллические. Монокристалл представляет собой монолит с единой ненарушенной кристаллической решеткой. Природные монокристаллы больших размеров встречаются очень редко. Большинство кристаллических тел являются поликристаллическими, то есть состоят из множества мелких кристалликов, иногда видных только при сильном увеличении.

Жидкий кристалл - это особое состояние вещества, промежуточное между жидким и твердым состояниями. Смысл употребления понятия «жидкий кристалл»  вполне оправдан, так как он заключает в себе двоякость природы таких веществ:

В жидком кристалле имеется некоторая степень геометрической упорядоченности в расположении молекул, но допускается и некоторая свобода перемещения.   Расположение молекул в жидких кристаллах изменяется под действием таких факторов, как температура, давление, электрические и магнитные поля; изменения же расположения молекул приводят к изменению оптических свойств, таких, как цвет, прозрачность и способность к вращению плоскости поляризации проходящего света.  На всем этом основаны многочисленные применения жидких кристаллов.

Кристаллы можно вырастить в домашних условиях, нужно только немного терпения и выполнение простых правил:

1. Посуда должна быть чистой, т.к. в раствор могут попасть примеси, мешающие росту кристалла.
2. Необходимо отфильтровать раствор (обычно приготовленный раствор содержит примеси, частицы пыли и т.д.) в чистом растворе кристалл растёт прозрачным и более правильной формы.
3. Во время роста следует держать раствор при постоянной температуре (для роста кристалла правильной формы)
4. Во время роста кристалла не следует доставать кристалл из раствора (замедляется рост кристалла)

Первыми, выращенными мною кристаллами, были  кристаллы поваренной соли. Приготовив насыщенный раствор, я опустил туда нить. Первые результаты появились уже через несколько часов, на нити стали заметны отдельные кристаллики.  

Следующими были кристаллы аммония фосфорнокислого, окрашенного в различные цвета. Постепенное удаление воды из насыщенного раствора позволило получить кроме огромного числа мелких кристалликов и отдельные крупные кристаллы размерами до 20мм.  

Мир кристаллов изучает множество наук: кристаллография, кристаллооптика, кристаллохимия. Мне встретилось много терминов, смысл которых остался непонятен.  Есть над чем работать, и это мне интересно!

Используемая литература:

1. Википедия.  Сводная энциклопедия. [Электронный ресурс] http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%F0%E8%F1%F2%E0%EB%EB%FB
2. Всё о геологии. Геовикипедия. [Электронный ресурс] http://wiki.web.ru/wiki/Кристалл
3. Выращивание кристаллов, физико– химический эксперимент. [Электронный ресурс] http://zircon81.narod.ru/Krystalls.html
4. Мир кристаллов. Авторская программа дистанционного профильного курса по физике. Батенева О.М. 2009 г. [Электронный ресурс] http://course-crystal.narod.ru/p27aa1.html 
5. "Окружающий мир глазами детей" //Сборник творческих работ школьников// Автор составитель Н.В. Груздева - издательство "Союз художников" Санкт-Петербург 2001.
6. Порядок и беспорядок атомов. Автор А.И.Китайгородский - издательство "Наука" Главная редакция физико-математической литературы Москва 2006 глава 2, стр.15-45 и глава 6, стр. 116-148
7. Статья из сборника:"Облака ,дождь и снег"//2-е переработанное издание//авторы Б.В.Кирюхин и П.Н.Красиков – стр. 78 и стр.72.
8. "Физика для всех" книга 2 //Молекулы// авторы Л.Д.Ландау и А.И.Китайгородский- Москва "Наука" Главная редакция физико-математической литературы 1978.
9. Энциклопедия Кругосвет [Электронный ресурс]

http://krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/KRISTALLI.html?page=0,3