Тема занятия: Свойства твёрдых и жидких тел.
Цель занятия: на примере занятия элективного курса “Агрегатные состояния вещества” показать применение информационных технологий в профильном обучении.
Технические средства:
- персональный компьютер
- мультимедиапроектор
- мультимедийные пособия
- интерактивная доска
- компьютерный измерительный блок “L – микро”
Раздаточный материал:
Опорные конспекты по теме “Свойства твёрдых и жидких тел”.
Информационные технологии:
- мультимедийные демонстрации
- использование интерактивной доски
Ход занятия.
Вся аудитория делится на три группы. Каждой группе даётся задание: провести эксперимент, результаты озвучить для всех, используя компьютерный измерительный блок “L – микро” и инструменты интерактивной доски.
Вступительное слово: Элективный курс “Агрегатные состояния вещества” предполагает углубленное изучение материала по данной теме, совершенствование навыков и умений по решению задач и проведения физического эксперимента. Использование информационных технологий позволяет разнообразить, сделать интересным, наглядным процесс обучения. Сегодня мы покажем, как используются у нас информационные технологии в преподавании элективного курса по физике.
I группа: Тема: “Свойства твёрдых тел”
Лабораторный эксперимент
“Наблюдение процесса роста кристаллов из
раствора”
Оборудование: микроскоп школьный с 80 – кратным увеличением, насыщенный раствор хлорида натрия, предметные стёкла, стеклянные палочки, бумага с миллиметровыми делениями, секундомер.
Задание: пронаблюдайте процесс роста кристаллов хлорида натрия в перенасыщенном водном растворе, опишите процесс роста кристаллов, определите скорость роста кристаллов и озвучьте результаты наблюдения, используя инструменты интерактивной доски.
Содержание и метод выполнения работы.
Для получения перенасыщенного водного раствора любого вещества необходимо создать условия для испарения воды соответствующего насыщенного раствора. Для этого, например, можно небольшое количество насыщенного раствора поместить на обезжиренную стеклянную пластину. Капля растекается по стелу тонким слоем, вода быстро испаряется, раствор становится перенасыщенным, начинается интенсивный процесс кристаллизации.
Для растворов некоторых веществ степень перенасыщения при этом так велика, что образуются необычные для данного вещества ветвистые древовидные формы, называемые дендритами. Рост дендритов происходит следующим образом. Вершина кристалла соприкасается с раствором большей концентрации, чем боковые грани растущего кристалла. За счёт этого создаются условия для более интенсивного роста вершины кристалла, она быстрее внедряется в перенасыщенный раствор и обгоняет рост боковых граней.
Порядок выполнения работы.
1. Поместите на столик микроскопа предметное стекло, не дотрагиваясь до его поверхности. Отрегулируйте освещение и добейтесь четкого изображения верхней поверхности предметного стекла. Наводку на резкость можно облегчить нанесением на верхнюю поверхность стекла метки карандашом или чернилами.
Внимание! При наводке на резкость вращение микрометрического винта микро-скопа следует производить осторожно! Наблюдая сбоку, тубус микроскопа необходимо сначала опустить, не доводя его до соприкосновения с предметным стеклом, а затем, наблюдая в окуляр, осторожно перемещать вверх до получения четкого изображения.
2. Выньте предметное стекло, нанесите на него с помощью стеклянной палочки каплю насыщенного раствора хлорида натрия. Палочкой распределите каплю по стеклу.
3. Поместите стекло с каплей и бумагой с миллиметровыми делениями под объектив микроскопа так, чтобы в поле зрения был виден край капли, так как первые кристаллы образуются обычно на ее краю.
4. Пронаблюдайте процесс зарождения и роста кристаллов.
5. Определите скорость роста кристаллов,
используя формулу 
6. Результаты наблюдений озвучьте у доски, отчёт должен содержать краткое описание процесса роста кристаллов и зарисовку картины, видимой в микроскоп.
Далее аудитории предлагаются слайды из итоговой работы, проделанной учащимися по наблюдению роста кристаллов. Как вариант, можно использовать специальный электронный микроскоп, который подсоединяют к компьютеру, что позволяет наблюдать процесс роста кристаллов всей аудитории. <Приложение1, 2>
II группа: Тема: “Смачивание и краевые углы”
Лабораторный эксперимент
“Наблюдение явления смачивания и несмачивания
жидкости твёрдым телом”
Оборудование: предметные стёкла, парафин, подсолнечное масло, подкрашенная вода.
Задание: Объяснить наблюдаемые явления, дать понятие краевого угла, на интерактивной доске нарисовать и показать краевой угол, ответить на вопросы компьютерного тренажера.
Содержание и метод выполнения работы.
Форма капель жидкости, лежащих на какой – либо поверхности, не совсем шарообразная: они приплюснуты силой тяжести. Кроме того, в зависимости от рода жидкости и от вещества, образующего поверхность, жидкость может либо растекаться по ней, либо нет.
Так, например, капля воды растекается по деревянной поверхности, а капля ртути не растекается и имеет форму, близкую к шарообразной. <Рисунок1>
Такое различие в поведении жидкостей, соприкасающихся с твёрдым телом, зависит от того, какие силы притяжения преобладают между молекулами жидкости и твёрдого тела или между молекулами самой жидкости.
Краевой угол смачивания.
Явление, возникающее вследствие взаимодействия молекул жидкости с молекулами твёрдых тел и приводящее к искривлению поверхности жидкости и поверхности твёрдого тела, называется смачиванием.
Смачивание характеризуется углом между смачиваемой поверхностью и касательной к поверхности жидкости, его называют краевым углом или углом смачивания.
Если жидкость растекается по поверхности, говорят, что она смачивает эту поверхность и краевой угол является острым, если не растекается - то не смачивает и краевой угол – тупой.
При полном смачивании краевой угол равен 00, а при полном несмачивании – 1800.
Порядок выполнения работы.
1. Возьмите три предметных стекла. Одно из них смажьте хорошо парафином, другое маслом, а третье оставьте как есть.
2. На каждое из стёкл капните подкрашенную жидкость и пронаблюдайте, какую форму имеет капля на каждой из них.
3. Результаты наблюдения озвучьте у доски, отчёт должен содержать краткое описание наблюдаемого явления, нарисовать на интерактивной доске форму капель, дать понятие явления смачивания, используя инструменты интерактивной доски показать для каждого случая краевой угол. <Рисунок2>
4. Ответить на вопросы компьютерного тренажера. (Виртуальная школа Кирилла и Мефодия)
Тренажёр. Вставьте пропущенное слово.
А) Холодная вода поднимается по капиллярам………, чем горячая. (выше)
Б) Мыльную воду………собрать с пола, чем простую (труднее).
В) Чем меньше угол смачивания, тем уровень поднятия жидкости в капилляре……..(выше).
III группа. Тема “Свойства твёрдых тел”
Лабораторный эксперимент
“Плавление кристаллического тела”
Оборудование: компьютерная лаборатория “L - микро”, кристаллы в пробирке, температурный датчик.
Задание: пронаблюдать процесс кристаллизации, с помощью полученного графика показать участок графика, где вещество кристаллизуется.
Содержание и метод выполнения работы.
При повышении температуры все твёрдые тела переходят в жидкое состояние. Этот процесс называется плавлением.
В кристаллических телах плавление происходит при определённой температуре, зависящей от структуры кристаллической решётки и сил межмолекулярного взаимодействия и называемой температурой плавления.
Процесс плавления объясняется тем, что при нагревании кристаллических тел возрастает энергия теплового движения частиц кристалла, и когда её величина достигает определённого значения, начинается разрушение кристаллической решётки. Постоянство температуры плавления кристаллических тел обусловлено тем, что вся подводимая к телу энергия идёт на разрушение кристаллической решётки.
У аморфных тел (парафин) нет определённой температуры плавления. При повышении температуры они постепенно размягчаются и плавятся.
Порядок выполнения работы.
- Запустите на компьютере в меню Пуск – Все программы – L – Микро.
- После запуска программы вы попадёте в экран выбора раздела курса физики и “Датчики”.
- Выберите раздел “Датчики”, а в последующем списке выберете “Датчик температуры 0 – 1000 С”
- В режиме проведения эксперимента на экране имеется система координат для построения зависимости температуры от времени. Регистрацию данных начните с нажатия кнопки “Пуск”.
- Опустите температурный датчик в пробирку с веществом, нагревайте и наблюдайте за графиком на экране.
- По экспериментальным данным, заполнив таблицу, постройте график зависимости температуры вещества от времени охлаждения.
- Отчёт должен содержать информацию, где на каком участке графика идёт процесс плавления, используя инструменты интерактивной доски показать этот участок. Чему равна температура плавления для данного вещества.<Приложение 3, 4>
Время, мин |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Температура, С0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
