Проект «Выращивание кристаллов в домашних условиях»

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

города Ростова-на-Дону

«Школа № 60 имени пятого гвардейского Донского казачьего кавалерийского Краснознаменного Будапештского корпуса»

(МБОУ «Школа № 60»)

«ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ»

Подготовил:

Тимошкин Станислав,

обучающийся 2 класса Б

Руководитель:

Храмцова Елена Анатольевна,

учитель начальных классов

высшей квалификационной категории

г. Ростов-на-Дону

2021

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………..стр 3

Глава 1. Что такое кристаллы?

1.1 Понятие «кристалл»………………...………….………….……….....стр 5

1.2 Разнообразие форм кристаллов. Виды симметрии. ………………..стр 5

1.3 О чём говорят легенды ……………………………………………....стр 8

1.4 Кристаллы и их применение ………………………………………...стр 9

Глава 2. Выращивание кристаллов из сахара в домашних условиях

2.1 История сахара в России …………………………………………..стр 15

2.2 Выращивание кристаллов из сахара ……………………………....стр 16

2.3 Материалы и инструменты ………………………………………..стр 17

2.4 Практическая работа по выращиванию кристаллов …………….стр 17

Заключение……………………………………………………..……….стр 18

Библиография…………………………………………………………...стр 21

Приложение…………………………………………………………..…стр 22

Введение

«Почти весь мир кристалличен.

В мире царит кристалл и его

твёрдые прямолинейные законы»

А.Е. Ферсман

В природе часто встречаются твёрдые тела, имеющие форму правильных многогранников. Такие тела назвали кристаллами. Я  узнал, что  кристаллы встречаются нам повсюду. Мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем их в лабораториях, широко применяем в технике и науке, едим кристаллы, лечимся ими...

Что такое кристаллы? Какими свойствами они обладают? Как растут кристаллы? Можно ли кристалл вырастить в домашних условиях? Как и где они применяются в настоящее время? Вот эти вопросы заинтересовали меня, и я попытался найти на них ответы. Тема моего проекта «Выращивание кристаллов в домашних условиях».

Актуальность темы заключается в безграничном применении кристаллов в науке, медицине и других отраслях. Будущее новейших технологий принадлежит кристаллам и кристаллическим агрегатам!

Цель исследования – наиболее полно и всесторонне решил изучить эту проблему, узнать, что такое кристаллы и вырастить их дома самостоятельно из сахара.

        Для достижения поставленной цели я составил план исследования – постараюсь узнать об этом природном явлении из книг и интернета и на практике попытаться самому сделать кристаллы в домашних условиях.

        Задачи: 

• узнать, что такое кристаллы;
• собрать и обработать информацию о способах выращивания кристаллов;
• изучить процесс выращивания кристаллов;
• ознакомиться с мерами безопасности при работе с сахаром;
• вырастить кристалл из сахара;
• проанализировать полученные результаты.

Объект исследования – кристаллы.

Предмет исследования –  процесс кристаллизации.

Гипотеза исследования: я предполагаю, что кристаллы сахара можно вырастить дома.

Методы исследования:

• накопление теоретического материала, синтез, анализ, обобщение;
• проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов из сахара;
• наблюдение;
• эксперимент;
• анализ полученных результатов исследования.

Выращивание кристаллов в домашних условиях

Глава 1.  Что такое кристаллы?

1. 1 Понятие «кристалл»

Кристаллы издавна привлекали внимание людей своей красотой, правильной формой, загадочностью. Интересно происхождение слова «кристалл» (оно звучит почти одинаково во всех европейских языках). Слово «кристаллос» у древних греков обозначало лед. Это слово происходит от греческого «криос» - холод, мороз. Полагали, что лёд, находясь длительное время в горах, на сильном морозе, окаменевает и теряет способность таять. Так же назывался и водяно-прозрачный кварц (горный хрусталь), ошибочно считавшийся тогда «окаменевшим льдом». Впоследствии этот термин был распространён на все кристаллические тела.

Кристаллы - это твёрдые тела, атомы или молекулы которых образуют упорядоченную периодическую структуру – кристаллическую решётку. В результате при росте кристаллов на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, а сами кристаллы принимают разнообразную геометрическую форму.

2.  Разнообразие форм кристаллов. Виды симметрии

Форма кристалла зависит от его внутреннего строения, т. е. от кристаллической структуры (под структурой понимается пространственное расположение всех материальных частиц: атомов, молекул, ионов, слагающих кристалл). Такую структуру схематично изображают в виде пространственной решетки. При этом вершины, ребра и грани кристалла соответствуют узлам, рядам и плоским сеткам решетки. «Важнейшие»  грани,  лучше всего развитые и чаще всего встречающиеся на кристаллах какого-либо вещества, совпадают с плоскими сетками, наиболее густо покрытыми частицами. Этот закон, открытый французским ученым Огюстом Браве (1811- 1863), дает понятие о зависимости формы кристалла от его структуры. На формирование кристаллического тела накладывает свой отпечаток и питающая его среда. Обратимся теперь к самим формам кристаллов.

В течение долгих столетий геометрия кристаллов казалась таинственной и неразрешимой загадкой. В 1619 г. великий немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер (1571-1630) обратил внимание на шестерную симметрию снежинок. Он попытался объяснить её тем, что кристаллы построены из мельчайших одинаковых шариков, теснейшим образом присоединенных друг к другу (вокруг центрального шарика можно вплотную разложить только шесть таких же шариков).

Через 50 лет после Кеплера (в 1669 г.) датский геолог, кристаллограф Николаус Стеной (1638-1686) впервые сформулировал основные понятия о формировании кристаллов: «Рост кристалла происходит не изнутри, как у растений, но путем наложения на внешние плоскости кристалла мельчайших частиц, приносящихся извне некоторой жидкостью».

Внимательно разглядывая реальные кристаллы кварца, Н. Стеной обратил также внимание на их отклонения от идеальных геометрических многогранников с плоскими гранями и прямыми ребрами от идеализированных схем. Однако все эти отклонения привели учёного к открытию основного закона геометрической кристаллографии - закон постоянства углов.

«Грани кристалла могут изменяться по своей форме и относительным размерам, но их взаимные наклоны постоянны и неизменны для каждого рода кристаллов».

Закон постоянства углов явился надежным фундаментом для развития геометрической кристаллографии и дал богатейший материал для установления истинной симметрии кристаллических тел.

Кристаллограф Репе Жюст Гаюи (1743-1822) заметил, что случайно выпавший из его рук большой кристалл кальцита раскололся па множество маленьких параллелепипедальных (ромбоэдрических) осколков (кальцит обладает хорошей спайностью способностью раскалываться — по ромбоэдру). В этот именно момент в его уме зародилась новая теория строения кристаллов. Гаюи предположил, что кристаллы построены не из мельчайших шариков, а из молекул параллелепипедальной формы и что предельно малые спайные осколки и являются этими самыми молекулами. Иными словами, кристаллы представляют собой своеобразные кладки из молекулярных «кирпичиков».

Эта теория сыграла в свое время большую историческую роль, дав толчок к зарождению теории решетчатого строения кристаллов. Этим не исчерпываются заслуги Гаюи. Впервые обратил он внимание на то, что наблюдателю, разглядывающему кристалл с разных сторон, нередко кажется, что перед ним как бы повторяется одна и та же картина. Объясняется это тем, что такой кристалл состоит из повторяющихся равных частей. Гаюи одним из первых уловил симметричное строение множества кристаллических тел

Французский кристаллограф Браве будучи моряком-метеорологом заинтересовался формами снежинок и стал углубленно заниматься наукой о кристаллах. В отличие от своих предшественников, приписывавших элементарным частицам в кристаллах шаровую или параллелепипедальную форму, Браве отказался от всяких предположений относительно таинственных и недоступных тогда форм молекул или атомов. Молекулярные «кирпичики» Гаюи были заменены Браве точками центрами их тяжести. Выделив в кирпичной кладке центры тяжести всех кирпичиков, получим уже знакомую нам пространственную решетку.

Высказав гипотезу о решетчатом строении всех вообще кристаллических тел, Браве заложил основу современной структурной кристаллографии задолго до экспериментальных исследований кристаллических структур с помощью рентгеновских лучей. Согласно закону кристаллографической симметрии, для кристаллов возможны оси симметрии лишь первого, второго, третьего, четвертого и шестого порядков. Тем самым на кристаллических фигурах никогда не бывает осей симметрии пятого порядка, а также осей симметрии порядка выше шестого, так как они невозможны в решетках.

В 1867 г. наш соотечественник, крупный военный специалист, профессор артиллерийского училища академик А. В. Гадолин (1828-1892) был также большим любителем и знатоком минералов и их кристаллических форм. В его классическом труде «Вывод всех кристаллографических систем и их подразделений из одного общего начала» раз и навсегда было установлено существование 32 видов симметрии для конечных кристаллографических фигур. Они являются основой математического вывода форм, возможных для кристаллов.

Виды симметрии подразделяются на три категории (низшую, среднюю и высшую) и на семь систем – сингоний. «Сингония» - по-гречески сходноугольность. Название «триклинная» указывает также по-гречески на три косых угла (система координатных осей для триклинных кристаллов является целиком косоугольной). «Моноклинная» - один косой угол (в системе координатных осей один угол косой и два прямых). «Ромбическая» сингония обнаруживает часто наличие ромбических сечений в кристаллах. «Тригональная» - треугольная; «тетрагональная» - четырехугольная; «гексагональная» - шестиугольная. Эти названия также связаны с характерными сечениями кристаллических форм. Название «кубическая» сингония происходит от главной формы — куба.

3. О чём говорят легенды

        Не пересказать сказок, преданий и легенд, сложенных людьми о камне с древнейших пор! Как богата фантазия человека, сложившего о кристаллах столько чудесных красивых небылиц!

Только представьте себе: чтобы ослепить ядовитую змею, достаточно показать ей ярко-зеленый камень - изумруд. А чтобы избавиться от дурных снов, надо носить на пальце кольцо с рубином. Ваш конь станет выносливым и послушным, если в его уздечку вплести синий камешек - бирюзу.

Есть, оказывается, камни, которые охраняют человека от болезней, от воров, от землетрясений...

        Конечно, любой из вас, услышав эти наивные сказки, просто улыбнется. А было время, когда любой легенде люди верили беспрекословно, когда за цветные камни платили громадные деньги, чтоб не только украсить ими свои одежды, но и спастись с их помощью от «дурного глаза», от болезней, от пожаров и наводнений. И было это потому, что люди не знали происхождения различных камней, видели в каждом из них чудо и придумывали множество всяких небылиц, присущих якобы разноцветным минералам. Много столетий назад среди людей преобладало религиозное мироощущение – наши предки пытались объяснить все через волю богов, которые управляют всеми стихиями и жизнями. Сейчас сознание людей стало более светским, но внутренние инстинкты верить в высшие силы никуда не исчезли. 

1.4 Кристаллы и их применение

Пожалуй, нельзя назвать ни одну дисциплину, ни одну область науки и техники, которая бы обходилась без кристаллов. Применения кристаллов многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Поэтому ограничимся несколькими примерами.

Как пример использования кристаллов можно взять кристалл кварца, который используется в телефонных трубках. Если на пластинку из кварца воздействовать механически, то в ней в соответствующем направлении возникнет электрический заряд. В трубке микрофона кварц преобразует механические колебания воздуха, вызванные говорящим, в электрические. Электрические колебания в трубке Вашего абонента преобразуются в колебательные, и, соответственно, он слышит речь.

Будучи решетчатым, кристалл ограняется и каждая грань, как личность, своеобразна. Если грань плотно упакована в решетке материальными частицами (атомами или молекулами), то это очень медленно растущая грань. Например, алмаз. Самый твердый и самый редкий из природных минералов. У него грани имеют форму октаэдра, они очень плотно упакованы атомами углерода, и отличаются в силу этого и блеском, и прочностью. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение.

                Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни. Алмазная пила - это большой (до 2-х метров в диаметре) вращающийся стальной диск, на краях которого сделаны надрезы или зарубки. Мелкий порошок алмаза, смешанный с каким-нибудь клейким веществом, втирают в эти надрезы. Такой диск, вращаясь с большой скоростью, быстро распиливает любой камень.

              Колоссальное значение имеет алмаз при бурении горных пород, в горных работах. В граверных инструментах, делительных машинах, аппаратах для испытания твердости, сверлах для камня и металла вставлены алмазные острия. Алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни, закаленную сталь, твердые и сверхтвердые сплавы. Сам алмаз можно резать, шлифовать и гравировать тоже только алмазом. Наиболее ответственные детали двигателей в автомобильном и авиационном производстве обрабатывают алмазными резцами и сверлами.

             Рубин и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней. У всех этих камней есть и другие качества, более скромные, но полезные. Кроваво-красный рубин и лазарево-синий сапфир - это родные братья, это вообще один и тот же минерал - корунд, окись алюминия А12О3. Разница в цвете возникла из-за очень малых примесей в окиси алюминия: ничтожная добавка хрома превращает бесцветный корунд в кроваво-красный рубин, окись титана - в сапфир. Есть корунды и других цветов. Есть у них ещё совсем скромный, невзрачный брат: бурый, непрозрачный, мелкий корунд - наждак, которым чистят металл, из которого делают наждачную шкурку. Корунд со всеми его разновидностями - это один из самых твердых камней на Земле, самый твердый после алмаза. Корундом можно сверлить, шлифовать, полировать, точить камень и металл. Из корунда и наждака делают точильные круги и бруски, шлифовальные порошки.

              Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. На полупроводниковых заводах тончайшие схемы рисуют рубиновыми иглами. В текстильной и химической промышленности рубиновые нитеводители вытягивают нити из искусственных волокон, из капрона, из нейлона.

              Новая жизнь рубина - это лазер или, как его называют в науке, оптический квантовый генератор (ОКГ), чудесный прибор наших дней. В 1960г. был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц.

              Мощный луч лазера громадный мощностью. Он легко прожигает листовой металл, сваривает металлические провода, прожигает металлические трубы, сверлит тончайшие отверстия в твердых сплавах, алмазе. Эти функции выполняет твердый лазер, где используется рубин, гранат с неодитом. В глазной хирургии применяется чаще всего неодиновые лазеры и лазеры на рубине. В наземных системах ближнего радиуса действия часто используются инжекционные лазеры на арсениде галлия.

             Появились и новые лазерные кристаллы: флюорит, гранаты, арсенид галлия и др.

Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов. Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность.

Кремень, аметист, яшма, опал, халцедон — все это разновидности кварца. Мелкие зернышки кварца образуют песок. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца - это и есть горный хрусталь, т.е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов.

Особенно удивительны электрические свойства кварца. Если сжимать или растягивать кристалл кварца, на его гранях возникают электрические заряды. Это - пьезоэлектрический эффект в кристаллах.

              В наши дни в качестве пьезоэлектриков используют не только кварц, но и многие другие, в основном искусственно синтезированные вещества: синетову соль, титанат бария, дигидрофосфаты калия и аммония (КДР и АДР) и многие другие.

              Пьезоэлектрические кристаллы широко применяются для воспроизведения, записи и передачи звука.

              Существуют и пьезоэлектрические методы измерения давления крови в кровеносных сосудах человека и давления соков в стеблях и стволах растений. Пьезоэлектропластинками измеряют, например, давление в стволе артиллерийского орудия при выстреле, давление в момент взрыва бомбы, мгновенные давления в цилиндрах двигателей при взрыве в них горячих газов.

       Эдектрооптическая промышленность - это промышленность кристаллов, не имеющих центра симметрии. Эта промышленность очень велика и разнообразна, на её заводах выращивают и обрабатывают сотни наименований кристаллов для применения в оптике, акустике, радиоэлектронике, в лазерной технике.

               В технике также нашел своё применение поликристаллический материал поляроид.

Поляроид - это тонкая прозрачная пленка, сплошь заполненная крохотными прозрачными игольчатыми кристалликами вещества, двупреломляющего и поляризующего свет. Все кристаллики расположены параллельно друг другу, поэтому все они одинаково поляризуют свет, проходящий через пленку.

               Поляроидные пленки применяются в поляроидных очках. Поляроиды гасят блики отраженного света, пропуская весь остальной свет. Они незаменимы для полярников, которым постоянно приходится смотреть на ослепительное отражение солнечных лучей от заледеневшего снежного поля.

               Поляроидные стекла помогут предотвратить столкновения встречных автомобилей, которые очень часто случаются из-за того, что огни встречной машины ослепляют шофера, и он не видит этой машины. Если же ветровые стекла автомобилей и стекла автомобильных фонарей сделать из поляроида, причем повернуть оба поляроида так, чтобы их оптические оси были смещены, то ветровое стекло не пропустит света фонарей встречного автомобиля, «погасит его».

               Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 в. Некоторые кристаллы генерируют электрический заряд при деформации. Первым их значительным применением было изготовление генераторов радиочастоты со стабилизацией кварцевыми кристаллами. Заставив кварцевую пластинку вибрировать в электрическом поле радиочастотного колебательного контура, можно тем самым стабилизировать частоту приема или передачи.
               Полупроводниковые приборы, революционизировавшие электронику, изготавливаются из кристаллических веществ, главным образом кремния и германия. При этом важную роль играют легирующие примеси, которые вводятся в кристаллическую решетку. Полупроводниковые диоды используются в компьютерах и системах связи, транзисторы заменили электронные лампы в радиотехнике, а солнечные батареи, помещаемые на наружной поверхности космических летательных аппаратов, преобразуют солнечную энергию в электрическую. Полупроводники широко применяются также в преобразователях переменного тока в постоянный.
               Кристаллы используются также в некоторых мазерах для усиления волн СВЧ - диапазона и в лазерах для усиления световых волн. Кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, применяются в радиоприемниках и радиопередатчиках, в головках звукоснимателей и в гидролокаторах. Некоторые кристаллы модулируют световые пучки, а другие генерируют свет под действием приложенного напряжения. Перечень видов применения кристаллов уже достаточно длинен и непрерывно растет.

Часть 2.  Выращивание кристаллов из сахара в домашних условиях

2.1 История сахара в России

Перед тем как вырастить кристаллы из сахара я решил узнать, когда же сахар появился в России.

История сахара в России начинается примерно с 11-12 веков. В прошлом сахаром в нашей стране услаждались лишь избранные – слишком дорог был этот деликатес, которые многие считали лекарством. Сахарные леденцы позволяла себе только знать. Кондитеры, занимавшиеся их изготовлением, работали с сахаром как ювелир с золотом, ценя каждый грамм. Больше сахара, разумеется, тростникового стали ввозить в середине 17 века вместе с чаем, а потом и кофе, но стоил он так дорого, что встал вопрос о собственном российском производстве.

При Петре I в Кремле появилась Сахарная палата. И в 1719 году первый российский сахарозаводчик Павел Вестов основал в Санкт-Петербурге завод по обработке привозного тростникового сырца. 600 пудов в год (1 пуд – 16 кг) – таков был первый собственный сладкий «урожай» России. В 1721 году царь был так воодушевлен успехами первого завода, что издал указ «О запрещении ввоза сахара в Россию». Однако вовремя одумался, указ отменил, но установил пошлину на ввоз сахар – 15% с объявленной цены. А в России к концу 18 века было уже 20 сахарных заводов. Идеальным продуктом считался, к тому моменту, белый очищенный рафинад, поэтому даже постепенный переход на свекловичный сахар особой роли в становлении вкусов россиян не сыграл: совершенно освобожденный от мелассы – темно-бурого сиропа с приятным карамельным запахом. Рафинированный тростниковый сахар почти не отличается от рафинированного свеколочного. Тростникового сахара стало в России меньше, потому что поставки его оказались непосильным бременем для имперской казны. Тростниковый сахар почти вышел из употребления россиян. Он не упоминается даже в рецептах десертов, в которых этот сахар совершенно незаменим. Но с того момента прошло полтора века – как с момента отмены крепостного права. И только в последние годы мы начинаем возвращать себе забытое достояние.

Родина сахара является Индия, где он известен 2300 лет и по индусски именовался «сак-кара». Коричневые сахарные крупицы приготавливали из сока сахарного тростника и ввозили в Европу из Индии.

                                     2.2  Выращивание кристаллов  из сахара

Выращивание кристаллов - процесс очень интересный, но бывает достаточно длительным. Вырастить кристалл можно из разных веществ. В интернете можно найти множество инструкций как вырастить кристаллы из соли, сахара или медного купороса. Мне стало интересно попробовать вырастить кристалл из сахара, который можно найти на любой кухне. Кристаллы из сахара могут служить не только сувенирным украшением, но и необычным лакомством.

Выращивание кристаллов из сахара в домашних условиях требует осторожности и соблюдения правил безопасности. Иначе кристаллы просто не получатся такими, какими должны быть. Ознакомимся с мерами безопасности:

1. Не используйте посуду, из которой принимаете пищу.
2. Используйте только качественные продукты. Следите за их сроком годности. Не применяйте неизвестные вещества.
3. После того как завершите работу, тщательно проветрите комнату. Обязательно вымойте руки с мылом.
4. Пользуйтесь перчатками, защитными очками и фартуком. Конечно, сахар не нанесёт вам вреда, но выращиваемым кристаллам могут повредить выпавшая ресничка, пыль, капли пота.

3.  Материалы и инструменты

Прежде чем приступить к работе, подготовим всё необходимое. Нам понадобятся: вода – 2 стакана; сахар – 5 стаканов; палочки из дерева для мини-шашлычков; прозрачные стаканы; плотная бумага; пищевые красители; глубокая посуда, например, кастрюля.

2.4 Практическая работа по выращиванию кристаллов

Процесс выращивания кристаллов в домашних условиях разделим на этапы:

1. Возьмём четверть стакана воды, 2 столовые ложки сахара и смешаем. Держим в кастрюле на огне до полного растворения сахара, чтобы получился сироп. Немного сахара высыпем на бумагу. В нём обваляем палочку, предварительно смоченную в сиропе. Чтобы кристалл вырос ровным песчинки сахара должны одинаково прилипнуть со всех сторон.
2. Заготовим несколько палочек и оставим их на некоторое время. Они должны полностью высохнуть, иначе сахаринки могут осыпаться при попадании в горячий сироп. Кристаллу будет не за что зацепиться, его рост остановится.
3. Возьмём кастрюлю, вольём в неё 2 стакана воды, засыпем 2,5 стакана сахара. Поставим на средний огонь и ожидаем полного растворения, постоянно помешивая, чтобы сироп не пригорел. После этого добавляем оставшийся сахар (2,5 стакана) и снова варим до полного растворения. Выключаем огонь, оставим сироп на 15 минут.
4. Пока сироп остывает, подготовим палочки, которые к этому моменту должны уже окончательно высохнуть. Проткнём ими листки бумаги ровно посередине. Отверстие должно быть таким, чтобы листок плотно сидел на шпажке.
5. Горячий сироп разольём из кастрюли по прозрачным стаканам. Сироп не должен быть остывшим, иначе кристалл не будет расти.
6. Добавим в сироп пищевые красители, в каждый стакан – свой цвет.
7. Заготовку для кристалла поместим в стакан так, чтобы она не упиралась в дно и не касалась стенок посуды. Лист бумаги будет не только удерживать палочку, но и послужит крышкой, которая защитит сироп от пыли.
8. Повторим эту процедуру со всеми заготовками и оставим расти. Для этого понадобится как минимум неделя.

Вывод. Все физические свойства, благодаря которым кристаллы так широко применяются, зависят от их строения – их пространственной решётки.

Я отобрал наиболее приемлемый способ для выращивания кристаллов. В результате проведенных исследований гипотеза полностью подтверждается: мне удалось вырастить кристаллы из сахара в домашних условиях. По мере роста кристаллов я проводил наблюдения.

Заключение

Живя на Земле, сложенной кристаллическими породами, мы, безусловно, никак не можем отвлечься от проблемы кристалличности: мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем их в лабораториях, широко применяем в технике и науке, едим кристаллы, лечимся ими. Изучением многообразия кристаллов занимается наука кристаллография. Она всесторонне рассматривает кристаллические вещества, исследует их свойства и строение. В давние времена считалось, что кристаллы представляют собой редкость. Действительно, нахождение в природе крупных однородных кристаллов - явление нечастое. Однако мелкокристаллические вещества встречаются весьма часто. Например, почти все горные породы: гранит, песчаники, известняк - кристалличны. По мере совершенствования методов исследования кристалличными оказались вещества, до этого считавшиеся аморфными. Мы знаем, что даже некоторые части организма кристалличны, например, роговица глаза, витамины, мелиновая оболочка нервов - это кристаллы. Долгий путь поисков и открытий, от измерения внешней формы кристаллов в глубь, в тонкости их атомного строения еще не завершен. Теперь исследователи довольно хорошо изучили его структуру и учатся управлять свойствами кристаллов. Благодаря новейшим открытиям в области физики твёрдого тела, а точнее в физике кристаллических тел, произошёл огромный скачок в развитии науки и техники, современных средств связи, компьютерной техники, космических аппаратов.

Кристаллы – это красиво, можно сказать чудо какое-то, они притягивают к себе; говорят же «кристальной души человек» о том, в ком чистая душа. Кристальная – значит, сияющая светом, как алмаз. И если говорить о кристаллах с философским настроем, то можно сказать, что это материал, который является промежуточным звеном между живой и неживой материей. Кристаллы могут зарождаться, стареть, разрушаться. Кристалл, когда растет на затравке (на зародыше), наследует дефекты этого самого зародыша. Но если говорить совсем серьезно, сейчас, пожалуй, нельзя назвать ни одну дисциплину, ни одну область науки и техники, которая бы обходилась без кристаллов. Медиков интересуют среды, в которых происходит кристаллообразование почечных камней, а фармацевтов таблетки – это спрессованные кристаллы. Усвоение, растворение таблеток зависит от того, какими гранями покрыты эти микрокристаллики. Витамины, миелиновая оболочка нервов, белки, и вирусы – это все кристаллы. И наши консультации приносили большое удовлетворение, отвечая на возникающие вопросы….

Кристалл чудодейственен своими свойствами, он выполняет самые разные функции. Эти свойства заложены в его строении, которое имеет решетчатую трехмерную структуру. Кристаллография – наука не новая. У её истоков стоит М. В. Ломоносов. А вот выращивание искусственных кристаллов дело более позднее. Выращивание кристаллов стало возможным благодаря изучению данных минералогии о кристаллообразовании в природных условиях. Изучая природу кристаллов, определяли состав, из которого они выросли и условия их роста. И теперь эти процессы имитируют, получая кристаллы с заданными свойствами. В деле получения кристаллов принимают участие химики и физики. Если первые разрабатывают технологию роста, то вторые определяют их свойства.

Тема «Выращивание кристаллов в домашних условиях» актуальна, и если в неё вникать и вникать глубже, то она будет интересна каждому, даст ответы на многие вопросы, а самое главное – безграничное применение кристаллов. Кристаллы загадочны по своей сущности и настолько неординарны, что в своей работе я рассказал лишь малую часть того, что известно о кристаллах и их применении в настоящее время. Может быть, что кристаллическое состояние вещества – это та ступенька, которая объединила неорганический мир с миром живой материи. Будущее новейших технологий принадлежит кристаллам и кристаллическим агрегатам!

Библиография

1. Каннингем Скотт. Энциклопедия кристаллов, драгоценных камней и металлов. ИГ "Весь", 2019

2. Ахметов Н.С. Неорганическая химия. М.: Просвещение,1985.

3. Васильев В.Н., Беспалов В.Г. Информационные технологии. Оптический компьютер и фотонные кристаллы. http://www. ict/edu/ru/

4. Желудов И.С. Физика кристаллов и симметрия. М.: Наука,1987.

5. Жувикин Г.А. Лабиринты фотонных кристаллов // Компью Терра (электронная версия журнала) / Свежий номер – 13. 08. 2001. № 30 (407).

6 . Кабардин О.Ф. Физика: учебник 10 класса для школ с углублённым изучением физики. М. :Просвещение, 2011.

7. Корнилов В.И., Солодова Ю. П. Ювелирные камни. М. :Недра, 1983.

8 . Кособукин В.А. Фотонные кристаллы // Окно в мир (электронная версия журнала). 2002.

9. Шафрановский И.И. Симметрия в природе. Ленинград: Недра, 1985.

10. Шуман В.И. Драгоценные и поделочные камни. М. : Мир, 1986.

11. Журнал “Физика в школе”. 2006. №2.

12. Леенсон И.А. Занимательная химия для детей и взрослых. Алексинский В.Н. Занимательные опыты по химии: Книга для учителя. - М.: Просвещение,1995.

13. Материалы из Интернета:

https://legkovmeste.ru/kulinariya/kak-vyrastit-kristall-iz-saxara-v-domashnix-usloviyax.html?sign=431442331512410%2C547603610134616

https://urok.1sept.ru/articles/626635

http://www.kristallikov.net/page6.html

http://urai.net.ru/nano/, http://urai.net.ru/crystal/p2aa1.html

Приложение