Методика преподавания физики твердого тела

Вам понадобятся кусок пластилина, стеариновая свеча и электрокамин. Поставьте пластилин и свечу на равных расстояниях от камина.

По прошествии некоторого времени часть стеарина расплавится (станет жидкостью), а часть – останется в виде твердого кусочка. Пластилин за то же время лишь немного размягчится. Еще через некоторое время весь стеарин расплавится, а пластилин – постепенно "разъедется" по поверхности стола, все более и более размягчаясь.

Учащиеся приходят самостоятельно к выводу, существуют тела, которые при плавлении не размягчаются, а из твердого состояния превращаются сразу в жидкость. Во время плавления таких тел всегда можно отделить жидкость от еще не расплавившейся (твердой) части тела. Эти тела – кристаллические. Существуют также твердые тела, которые при нагревании постепенно размягчаются, становятся все более текучими. Для таких тел невозможно указать температуру, при которой они превращаются в жидкость (плавятся). Примерами аморфных тел могут служить стекло, (рис. 11), различные затвердевшие смолы (янтарь), пластики и т.д.

Следующий этап демонстрация опыта.

В стеклянную воронку бросим кусок смолы или воска и оставим в теплой комнате. По прошествии примерно месяца окажется, что воск принял форму воронки и даже начал вытекать из нее в виде "струи" (учитель показывает заранее полученный результат выполненный им месяц назад). В противоположность кристаллам, которые почти вечно сохраняют собственную форму, аморфные тела даже при невысоких температурах обладают текучестью. Поэтому их можно рассматривать как очень густые и вязкие жидкости.

Никак нельзя обойтись без объяснения кристаллизации аморфных тел. Кристаллические тела могут быть монокристаллами, например, сера и поликристаллами.

Поликристаллические тел состоят из многих сросшихся между собой хаотически ориентированных маленьких кристалликов, которые называются кристаллитами. Одиночные кристаллы называют монокристаллами.

Следует объяснить, что с течением времени (несколько месяцев, лет) аморфные вещества самопроизвольно переходят в кристаллическое состояние. Например, сахарные леденцы или свежий мед, оставленные в покое в теплом месте, через несколько месяцев становятся непрозрачными. Говорят, что мед и леденцы "засахарились". Разломив леденец или зачерпнув мед ложкой, мы действительно увидим образовавшиеся кристаллики сахара.

Частицы аморфных тел непрерывно и беспорядочно колеблются. Они чаще, чем частицы кристаллов могут перескакивать с места на место. Этому способствует и то, что частицы аморфных тел расположены неодинаково плотно: между ними имеются пустоты.

Самопроизвольная кристаллизация аморфных тел свидетельствует, что кристаллическое состояние вещества является более устойчивым, чем аморфное. МКТ объясняет это так. Межмолекулярные силы притяжения-отталкивания заставляют частицы аморфного тела перескакивать преимущественно туда, где имеются пустоты. В результате возникает более упорядоченное, чем прежде расположение частиц, то есть образуется поликристалл, например, сахар. Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами. Поликристаллические тела состоят из многих сросшихся между собой хаотически ориентированных маленьких кристалликов, которые называются кристаллитами. Большие монокристаллы редко встречаются в природе и технике. Чаще всего кристаллические твердые тела, в том числе и те, которые получаются искусственно, являются поликристаллами.

Таким образом, учитель подводит учащихся к механическим свойствам твердого тела в частности железа. Для этого учитель обращается снова к рис. 4, объясняя изменения формы кристалла железа (четвертый этап).

Новое о педагогике:

Особенности развития творческих способностей в процессе организации кружковых занятий по вышивке
Перед руководителями кружков нередко встают вопросы: с чего начать занятия? Какие упражнения дать учащимся на первых порах? Как повышать сложность задания? Какие рисунки рекомендовать детям для перевода на материал? Как убедить своих воспи ...

Развитие утомления при статических усилиях и силовой работе
Утомле­ние при статических усилиях наступает быстро, несмотря на кажущуюся иногда легкость упражнения. Так, напри­мер, весьма трудно простоять в положении полуприседа в течение 1—2 мин. Вис на перекладине, упор на брусьях, держание угла в ...