Кристаллы в природе. Департамент образования Администрации города Ноябрьска Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа микрорайона Вынгапуровский
 Скачать 1.28 Mb.
|
|
Департамент образования Администрации города Ноябрьска Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа микрорайона Вынгапуровский» Муниципальное образование город Ноябрьск Кристаллы в природе и жизни людей. Автор проекты: Ибрагимов Шамиль ученик 6 б класса. Руководитель: Ускова Юлия Владимировна учитель географии. г. Ноябрьск, мкр. Вынгапуровский 2016 г Паспорт проекта. предметное направление - естественные науки; возрастная категория – средняя возрастная группа 6 класс; секция – практико-ориентированный; название проекта – «Кристаллы в природе и жизни людей»; цель проекта –узнать, что такое кристаллы, откуда они возникают, их значимость для человека; задачи проекта: 1. Изучить литературу о кристаллах и их фотографии. 2. Изучить происхождение кристаллов. 3. Узнать, какое значение имеют кристаллы в жизни человека. 4. Попытаться вырастить кристалл в домашних условиях, если это возможно. аннотация – Я предполагаю, что кристаллы занимают значительное место в жизни человека: они широко применяются в науке и технике, а также в ювелирной промышленности. - сроки проведения – 3 месяц; этапы работы над проектом: 1. Изучение информации из истории кристаллов. 2. Анализ информации о происхождении кристаллов. 3. Выращивание кристалла. форма представления проекта – устный рассказ с показом презентации. используемые информационные ресурсы: 1.Кристаллы // Википедия - Электронный ресурс: http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%F0%E8%F1%F2%E0%EB%EB%FB 2.Кристаллы // "Рисуя Минералы..." - Электронный ресурс: http://mindraw.web.ru/cristall1.htm 3.История кристалла // Кристаллы - Электронный ресурс: http://kristal.21428s12.edusite.ru/p2aa1.html 4.Физика твёрдого тела // Википедия - Электронный ресурс: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0_%D1%82%D0%B2%D1%91%D1%80%D0%B4%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B0 5.Жидкие кристаллы // Википедия - Электронный ресурс: http://ru.wikipedia.org/wiki/%C6%E8%E4%EA%E8%E5_%EA%F0%E8%F1%F2%E0%EB%EB%FB 6.Жидкие кристаллы, история открытия жидких кристаллов, структура, типы и их применение - Электронный ресурс: http://articles.excelion.ru/science/fizika/52788977.html 7.Применение кристаллов // Кристаллы - Электронный ресурс: http://kristal.21428s12.edusite.ru/p8aa1.html 8.Выращивание кристаллов в домашних условиях. Как вырастить кристалл // Занимательная химия - Электронный ресурс: http://www.kristallikov.net/page6.html 1.Аликберова Л.Ю. Занимательная химия: книга для учащихся, учителей и родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС,1999, 560с. 2.Белов Н.В. Энциклопедия драгоценных камней и кристаллов, Минск: «Харвест», 2009. - 159с. 3.Большая книга «Почему». Перевод с итальянского Ольги Живаго, М.: РОСМЭН, 2008. -320с. 4.Даль В.И. Толковый словарь живого великорусского языка: В 4 т.Т. 2-Олма-Пресс, 2001. - 672с. 5.Кленов А.С. Занимательная минералогическая энциклопедия. -М.: Педагогика-Пресс,2000. -224с. 6.Ожегов С.И. Словарь русского языка/Под ред.Н.Ю.Шведовой.М.: Рус.яз.,1989,750с. 7.Что такое? Кто такой? В 3 т. Т.2. -М.: Педагогика-Пресс,1997. - 416с. 8.Шалагаева Г.П. Современная энциклопедия начальной школы. М.: «Эксмо», 2006. -128с. 9.Шаскольская М.П. Кристаллы. — М.: Наука, 1985,208 с. Я познаю мир. Детская энциклопедия: клады и сокровища. -М.: Олимп; ООО «Фирма «Издательство АСТ», 2000. -224с. Содержание. Выращиваем кристалл в домашних условиях 11 В результате проделанной мной работы, я добился реализации, поставленных перед собой задач: во-первых, узнал, что кристалл – это «твердое тело, имеющее упорядоченное, симметрическое строение». 13 во-вторых, познакомился с историей происхождения кристаллов и их видами; 13 в-четвёртых, проведя наблюдения за процессом кристаллизации, выяснил факторы, влияющие на процесс выращивания кристаллов. Понял, что для появления кристалла необходимо соблюдать точные инструкции и правила техники безопасности. 14 Таким образом, выдвинутая мной гипотеза подтвердилась, оказывается, кристаллы можно выращивать в домашних условиях, но необходимо соблюдать некоторые условия. 14 Список информационных источников 15 Введение. «Чем больше вглядываешься в кристалл, тем глубже он затягивает вас в свою глубину очарования» И.Е.Репин. Кристаллы - удивительное и непредсказуемое явление природы. Размеры, цвета и формы кристаллов иногда просто поражают своей необычностью. Это и снежинки зимой, и драгоценные камни в ювелирных изделиях. Мы строим дома из кристаллов, также едим кристаллы, лечимся ими, но, что самое главное – мы сами частично состоим из кристаллов. Соль, сахар, снег, лед, глина и песок, сотни других веществ – все это не что иное, как кристаллы. Из курса окружающего мира я знаю, что у воды есть свойство – растворимость. Как - то раз я растворил сахар в стакане с водой и забыл про него. Через несколько дней я с удивлением заметил, что на стенках стакана появился белый налет. Мне стало интересно, как так получилось. Мама мне сказала, что это начался процесс кристаллизации. А так как я очень любознательный, мне нравится узнавать все новое и интересное, экспериментировать, наблюдать, стало еще интересней и появилось много вопросов: - Что такое кристаллизация? Как происходит этот процесс? Что такое кристалл? Где встречаются кристаллы? Как выглядят? Какие бывают? Можно ли вырастить кристаллы самим? А, если да, то из чего и как? Я решил сам попробовать найти ответы на эти вопросы. Я провел в классе анкетирование, из результатов которого выяснил, что мои одноклассники тоже не знают, что такое кристалл, 5 считают, что это стекло, 6, что это светящийся предмет, а 16 человек оставили вопрос без ответа, 7 человек считают, что их можно встретить в пещерах. Всему классу хочется узнать, как можно больше о кристаллах, и они хотели бы научиться выращивать кристаллы в домашних условиях. Вот так и появился мой проект. Тема моего проекта «Кристаллы в природе и жизни людей» Цель исследования: узнать, что такое кристаллы, откуда они возникают, их значимость для человека. Для того чтобы достичь поставленной цели я поставил перед собой задачи: Найти литературу о кристаллах и их фотографии; Изучить природу кристаллов; Узнать, какое значение имеют кристаллы в жизни человека; Попытаться вырастить кристалл в домашних условиях, если это возможно. Обобщить результаты наблюдений. Гипотеза: я предполагаю, что вырастить кристаллы в домашних условиях возможно. Объект исследования: кристаллы. Методы исследования:1) сбор информации; 2) наблюдение; 3) эксперимент; 4) анкетирование. Актуальность исследования: выращивание кристаллов - интересное и увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое для большинства юных исследователей, максимально безопасное с точки зрения техники безопасности, что немаловажно для тех, кто проводит эксперименты дома. Тщательная подготовка и выполнение оттачивают навыки в умении аккуратно обращаться с веществами и правильно организовывать свою работу. А также неотъемлемой частью нашей жизни стали приборы на основе жидких кристаллов, поэтому эта тема актуальна для современного человека. 1.1 Что такое кристалл? В недрах земли люди порой находят камни, имеющие удивительную форму – иногда кажется, что их кто-то специально выпиливал, затем полировал, чтобы они приобрели именно такую форму. Правильность и совершенство формы этих камней часто поражают человека своей красотой. Иногда, нам трудно поверить, что они образовались сами без участия человека. Именно такие камни с природной, не сделанной руками человека, правильной, симметричной, многогранной формой и называются кристаллами. Так что же такое кристаллы? В толковом словаре Владимира Даля кристалл — «ископаемое, образующее от природы правильное геометрическое тело; гранка, гранник, самогранник; переиначено в хрусталь, самородное, горное стекло, или белое, граненое стекло». [4,164] По С.И.Ожегову – это «твердое тело, имеющее упорядоченное, симметрическое строение» [7,248] Частички, из которых состоит кристалл, в разных веществах выстраиваются и соединяются вместе различными способами. Из-за этого кристаллы могут иметь различные формы и размеры. Существуют монокристаллы и поликристаллы. Твердое тело, состоящее из большого числа маленьких кристаллов, называют поликристаллическим. Одиночные кристаллы называются монокристаллами. Изучением кристаллов занимается специальная наука кристаллография; ее изучают в институтах и университетах, когда уже знают и химию, и физику и некоторые другие науки. Кристаллография – это наука о строении, свойствах, образовании и росте кристаллов, которая зародилась в18веке. Как образовались красивые кристаллы горного хрусталя, светящиеся многочисленными сколами увидеть в природных условиях невозможно. Искусственные же кристаллы некоторых минералов ученые получают в лабораториях с помощью очень сложных приборов.
1.2 История происхождения слова «кристалл». Слово «кристаллос» в переводе с греческого первоначально означало «лёд» [7,161], а в дальнейшем «горный хрусталь». Удивительное сходство кристаллов льда и горного хрусталя было подмечено уже давно. Первые сведения о горном хрустале мы находим у римского учёного Плиния Старшего (I век н. э.). В древности и в средние века думали, что кристаллы горного хрусталя и кристаллы льда – одно и то же, только лёд замерзает у нас на глазах, а горный хрусталь – лишь при особенно сильном морозе. Предполагали, что лёд становится хрусталём через тысячу лет, а хрусталь становится алмазом через тысячу веков. Но словом «кристалл» называют не только кристаллы замерзшей воды. Почти все камни, горные породы состоят из кристаллов. Соль, сахар и многое другое вокруг нас – это все кристаллические вещества. Самые красивые среди кристаллов – драгоценные камни [7,161]. В древности кристаллам приписывали всякие необыкновенные свойства. Считали, например, что кристалл аметиста навевает счастливые сны, изумруд спасает мореплавателей от бурь, сапфир помогает при укусах скорпионов, алмаз бережёт от болезней, топаз приносит счастье в ноябре, гранат – в январе и т. д. Человека, укушенного змеёй, заставляли съесть толчёный изумруд. Древние инки поклонялись как божеству большому кристаллу зелёного изумруда. 1.3.Разнообразие кристаллов. Кристаллы, которые залегают глубоко в земле, являются бесконечно разнообразными. Их часто называют «цветами мира камней». Размеры таких природных кристаллов достигают подчас человеческого роста. Встречаются также очень тонкие кристаллы, толщина которых меньше чем у листка бумаги. Но бывают и огромные пласты, толщина которых достигает нескольких метров. Бывают кристаллы маленькие, узкие и острые как иголки, но также могут быть громадной формы, на подобии величественных колонн. Иногда образуются дендриты - это кристаллы, похожие на веточки дерева; очень хрупкие, но очень красивые. Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны, как вода. Недаром постоянно можно слышать выражения: «прозрачный, как кристалл», «кристально чистый». Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа. При росте кристалла в идеальных условиях его форма в течение роста остается неизменной, как если бы к растущему кристаллу непрерывно присоединялись бы элементарные кирпичики. Сейчас известно, что такими элементарными кирпичиками являются атомы или группы атомов. Кристаллы состоят из атомных рядов, периодически повторяющихся в пространстве и образующих кристаллическую решетку.  Виды кристаллов  Идеальный Абсолютно симметричный с идеализированно ровными гладкими гранями Реальный Имеющий различные дефекты внутренней структуры решетки, искажения и неровности на гранях, пониженную симметрию вследствие специфики условий роста, неоднородности питающей среды, повреждений и деформаций. Реальный кристалл сохраняет главное свойство — закономерное положение атомов в кристаллической решётке   Ещё кристаллы бывают жидкими. Жидкие кристаллы — это вещества, которые ведут себя одновременно как жидкости и как твёрдые тела. Молекулы в жидких кристаллах, с одной стороны, довольно подвижны, с другой расположены регулярно, образуя подобие кристаллической структуры (одномерной или двумерной). Часто уже при небольшом нагревании правильное расположение молекул нарушается, и жидкий кристалл становится обычной жидкостью. Напротив, при достаточно низких температурах они замерзают, превращаясь в твёрдые тела. Считается, что состояние жидкого кристалла открыл в 1888 австрийский ботаник Ф. Рейнитцер. Он обратил внимание, что у кристаллов, которые он изучал, было два разных жидких состояния — мутное и прозрачное. Он отметил также, что при нагревании изменяется цвет жидкого кристалла – от красного к синему, с повторением в обратном порядке при охлаждении. Однако учёные не обратили особого внимания на необычные свойства этих жидкостей. Долгое время физики и химики в принципе не признавали жидких кристаллов, потому что их существование разрушало теорию о трёх состояниях вещества: твёрдом, жидком и газообразном. Научное доказательство существования жидких кристаллов было предоставлено в 1904 году Отто Леманном после многолетних исследований.   Фотографии жидких кристаллов Кристаллы по происхождению Естественные Выросшие в природе без участия человека Искусственные Выращенные человеком в специальных условиях   1.4 Кристаллы в природе. По размерам природные кристаллы могут быть самыми разными: от микроскопических до весьма крупных вплоть до нескольких метров длиной и в поперечном сечении. Внешний облик кристаллов зависит от того, насколько спокойно происходил их рост. Большинство кристаллов в природе растут медленно - тысячи и миллионы лет. Некоторые кристаллы растут очень быстро, например, кристаллы растворимых солей (сера, таблички гематита) в кратерах действующих вулканов. Кристаллы образуются, когда какое-либо вещество или их комплекс переходит из жидкого или газообразного состояния в твердое. Рост кристалла начинается с образования зародышей и скелетных форм. При длительном равномерном и беспрепятственном поступлении вещества со всех сторон возникают нормальные кристаллические формы, но в большинстве случаев кристаллы стеснены в своем росте соседними телами (соседними кристаллами). Это приводит к образованию несовершенных кристаллов с искаженными гранями, так как поступление растворов, питающих кристалл, происходит с разных сторон неравномерно.  Гигантские кристаллы пещеры Naica в Мексике  1.5 Кристаллы в жизни людей. Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Поэтому ограничусь несколькими примерами. Например, каменная соль давно и навечно вошла в жизнь человека. Мы называем ее в быту просто солью, в технике - поваренной, или пищевой, солью. Ни с чем несравнимый вкус соли человек оценил давно. В древности страны, куда ее завозили, платили цену, равную золоту: за килограмм соли – килограмм золотого песка. Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище. Самый твердый и самый редкий из природных минералов - алмаз. 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. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. Кристалл кварца используется в телефонных трубках. 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. Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 в. Неотъемлемой частью нашей жизни стали мобильные телефоны, цифровые фото- и видеокамеры уже вытеснили пленочные фотоаппараты, жидкокристаллические телевизоры и мониторы постепенно изживают старые. (В 1888 г. австрийский ботаник Реинедзер обнаружил, что при нагревании кристалл размягчался и в дальнейшем превращался в настоящую жидкость). И сейчас ещё часто люди, рассматривая чудесные, сверкающие, переливающиеся многогранники кристаллов, не хотят верить, что они созданы природой, а не человеком. Выращиваем кристалл в домашних условияхПроцесс выращивания кристаллов в домашних условиях не требует наличия каких-то особых химических препаратов. Я решил вырастить кристалл сульфата меди – медного купороса. Выращивание кристалла из медного купороса в домашних условиях позволяет получить кристалл красивого синего цвета. Медный купорос имеет широкое применение в сельском хозяйстве, используется в качестве удобрения и продается в магазинах товаров для дачи. Чтобы вырастить кристалл из медного купороса мне потребуется: Медный купорос; Вода (дистиллированная или обычная кипяченая); Стеклянная банка; Столовая ложка; Нитка; Деревянная палочка.   Порядок действий при выращивании кристалла медного купороса
Заключение. В результате проделанной мной работы, я добился реализации, поставленных перед собой задач: во-первых, узнал, что кристалл – это «твердое тело, имеющее упорядоченное, симметрическое строение». во-вторых, познакомился с историей происхождения кристаллов и их видами; в-третьих, узнал какое значение имеют кристаллы в жизни человека; в-четвёртых, проведя наблюдения за процессом кристаллизации, выяснил факторы, влияющие на процесс выращивания кристаллов. Понял, что для появления кристалла необходимо соблюдать точные инструкции и правила техники безопасности. Таким образом, выдвинутая мной гипотеза подтвердилась, оказывается, кристаллы можно выращивать в домашних условиях, но необходимо соблюдать некоторые условия. У меня получилось вырастить в домашних условиях кристалл медного купороса за десять дней. Мне понравилось выращивать кристалл — это очень увлекательное занятие. Список информационных источниковКристаллы // Википедия - Электронный ресурс: http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%F0%E8%F1%F2%E0%EB%EB%FB Кристаллы // "Рисуя Минералы..." - Электронный ресурс: http://mindraw.web.ru/cristall1.htm История кристалла // Кристаллы - Электронный ресурс: http://kristal.21428s12.edusite.ru/p2aa1.html Физика твёрдого тела // Википедия - Электронный ресурс: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0_%D1%82%D0%B2%D1%91%D1%80%D0%B4%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B0 Жидкие кристаллы // Википедия - Электронный ресурс: http://ru.wikipedia.org/wiki/%C6%E8%E4%EA%E8%E5_%EA%F0%E8%F1%F2%E0%EB%EB%FB Жидкие кристаллы, история открытия жидких кристаллов, структура, типы и их применение - Электронный ресурс: http://articles.excelion.ru/science/fizika/52788977.html Применение кристаллов // Кристаллы - Электронный ресурс: http://kristal.21428s12.edusite.ru/p8aa1.html Выращивание кристаллов в домашних условиях. Как вырастить кристалл // Занимательная химия - Электронный ресурс: http://www.kristallikov.net/page6.html Аликберова Л.Ю. Занимательная химия: книга для учащихся, учителей и родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС,1999, 560с. Белов Н.В. Энциклопедия драгоценных камней и кристаллов, Минск: «Харвест», 2009. - 159с. Большая книга «Почему». Перевод с итальянского Ольги Живаго, М.: РОСМЭН, 2008. -320с. Даль В.И. Толковый словарь живого великорусского языка: В 4 т.Т. 2-Олма-Пресс, 2001. - 672с. Кленов А.С. Занимательная минералогическая энциклопедия. -М.: Педагогика-Пресс,2000. -224с. Ожегов С.И. Словарь русского языка/Под ред.Н.Ю.Шведовой.М.: Рус.яз.,1989,750с. Что такое? Кто такой? В 3 т. Т.2. -М.: Педагогика-Пресс,1997. - 416с. Шалагаева Г.П. Современная энциклопедия начальной школы. М.: «Эксмо», 2006. -128с. Шаскольская М.П. Кристаллы. — М.: Наука, 1985,208 с. Я познаю мир. Детская энциклопедия: клады и сокровища. -М.: Олимп; ООО «Фирма «Издательство АСТ», 2000. -224с. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
