Урок-обобщение темы "Твердые тела": "Углерод… углерод? Алмаз!". 10-й класс

Алмаз:"это свет солнца, сгустившийся в земле
и охлажденный временем, он играет
всеми цветами радуги,
но сам остается прозрачным, как капля"
(А.И. Куприн).

Цели урока: развивать познавательные способности школьников; расширить и углубить знания по физике твёрдого тела; воспитать интерес к знаниям, чувства гордости и уважения к истории своей страны.

Наглядные пособия: модели кристаллических решёток алмаза и графита; стенд с открытками "Алмазный фонд России"; географическая карта мира; периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева; презентация "Кристаллические решетки твердых тел".

Задачи:

Образовательные:

• расширение кругозора учащихся;
• развитие познавательных способностей.

Развивающие:

• развитие интереса к физике, технике и отечественной истории;
• развитие навыков самостоятельной работы с дополнительной литературой и интернетом;
• находить и отбирать требуемую информацию, анализировать полученные сведения, приводить их в систему.

Воспитательные:

• воспитание нравственных качеств, отражающих отношение друг к другу: доброта, деликатность, взаимопомощь.

Оформление кабинета к уроку:

• Плакат со словами академика А.Е.Ферсмана   "Блестящее будущее рисуется нам для алмаза, если человек сумеет овладеть тайнами его получения"
• Стенд  "Алмазный фонд"
• Газета  "Покорители кимберлитовых трубок"   (О.И.Лейпунский, Л.Ф.Верещагин, В.Н.Бакуль)
• Физическая викторина  "Знакомьтесь, алмаз".
• Краткие факты "это интересно знать"
• Пословицы и поговорки на  тему   "Алмаз-труженик"

План урока:

I Вводное слово учителя.

II Сообщения учащихся.

III Физическая викторина.

IV Кроссворд

V Заключение

VI Литература

I Вводное слово учителя

(сопровождается показом презентации "Кристаллические решетки твердых тел").

Физика твердых тел изучает твердые тела: их строение, свойства. Сегодня мы с вами познакомимся со свойствами твердых кристаллических тел на примере самого твердого вещества в природе - алмаза, но для начала несколько слов вообще о кристаллических телах.

Кристаллическими телами называются твердые тела, физические свойства которых не одинаковы в различных направлениях, но совпадают в параллельных направлениях. Неодинаковость физических свойств в разных направлениях называется АНИЗОТРОПИЕЙ. Именно анизотропия физических свойств, а не геометрически правильная форма является важнейшим признаком кристаллического тела. Простейший пример анизотропии кристаллов - неодинаковая их прочность по различным направлениям. Это свойство наглядно проявляется при дроблении многих кристаллических тел. Например, стеклянная бусинка с плоскими гранями раскололась на части различной формы, не имеющие плоских участков поверхности - это свидетельствует об отсутствии анизотропии механической прочности в стекле. А вот кусок каменной соли при раскалывании разделился на части, ограниченные плоскими поверхностями, пересекающимися под одинаковыми углами. Существование направлений с особенными механическими свойствами, т.е. анизотропия образца каменной соли, доказывает его кристаллическую природу.

Для наглядного представления внутренней структуры кристалла применяется его изображения с помощью пространственной кристаллической решетки - пространственной сетки, узлы которой совпадают с положением центров атомов или молекул в кристалле.

1. Алмаз. Легенды и действительность.

Алмазу с незапамятных времен отводилось особое место среди представителей минерального царства. Исключительность свойств алмаза порождала множество легенд, в которых, наряду с чистейшим вымыслом, встречались и описания реальных свойств камня. Одно из многочисленных свойств, которые приписывают алмазу - это умение дарить обладателю удачу. Его называли камнем победителей, и многие знаменитые военачальники почитали его за свой талисман. Верили в магические свойства алмаза Юлий Цезарь, Людовик IV, Наполеон Бонапарт.

1. Первые алмазы были найдены в Индии. История некоторых камней тесно связана с судьбами известных людей. Эти удивительные переплетения порождают странные легенды, которые, окружают драгоценности особым ореолом. Одним из таких камней является знаменитый  алмаз "Шах". Этот необычный камень имеет редкий жёлтый цвет и при этом абсолютную прозрачность. Его длина - 3 сантиметра, а вес - 90 карат (что эквивалентно 18 граммам). Алмаз отыскали в Центральной Индии, предположительно в 1450 году. Естественно, уникальную драгоценность сразу переправили ко двору шаха, в город Ахмаднагар. Впоследствии, в 1591 году, шах Низам приказал выгравировать на грани алмаза своё имя и год. Видимо, камню это не пришлось по душе, и в том же году на Ахмаднагар свалилось несчастье: Великий Могол Акбар завоевал город, и редкий алмаз достался ему. С тех пор камнем владела династия Акбара, и за это время на его грани появилась ещё одна надпись - имя внука Акбара, Джехан-шаха. В Дели алмаз "Шах" пробыл до 1738 года, пока на Индию не совершил нападение шах Надир. Захватчик завладел жёлтым алмазом и перенаправил его в Персию. Ещё одной надписи было суждено появиться на грани камня - в 1824 году своё имя увековечил на нём Каджар-Фатх али-шах Султан. И вдруг в судьбе алмаза произошёл неожиданный поворот. В 1829 году в Тегеране, который на тот момент был столицей Персии, произошло странное убийство - погиб писатель и дипломат А.С. Грибоедов. Российские власти были весьма удручены и стали требовать жестокой расправы с виновными. Испуганное шахство отправило к царскому двору сына шаха с драгоценнейшим даром - алмазом "Шах". Таким образом, этот камень стал частью Алмазного фонда России.

2. На европейских землях алмазы стали известны ещё в 5 веке до нашей эры, но завоевать широкую популярность в качестве драгоценного камня он сумел не так давно, около 500 лет тому назад, когда люди научились делать огранку алмаза, превращая его в бриллиант. Первым обладателем огранённого алмаза - предшественника современного бриллианта - владел бургундец Карл Смелый. У него вообще была необыкновенная склонность к этим драгоценным камням. Существует заблуждение, будто алмаз невозможно разбить. Из-за него мир лишился многих редких экземпляров. В 1476 году, когда шла междоусобица, в которой Карл Смелый сражался против Людовика ХI, французского короля, в палатку первого ворвались наёмники-швейцарцы. Там они увидели огромное количество бриллиантов. Незваные гости засомневались в подлинности камней и решили скромно уточнить её с помощью молота. Когда под могучими ударами бриллианты стали крошиться, наёмники постановили, что они фальшивые. Поэтому очень важно уметь различать такие понятия как "твердость" и "прочность". Даже лучшие кристаллы алмаза и массивные мелкозернистые агрегаты его раскалываются без приложения чрезмерного усилия. Более того, использование стальных щипцов при сортировке бриллиантов требует определенного навыка, поскольку недостаточно осторожное обращение с ними приводит к повреждениям, обламыванию острых краев камней. Совершенно другой эффект получается при воздействии на алмаз постепенно возрастающего направленного усилия - тут нет ничего тверже алмаза.

3. В известной сказке о путешествиях Синбада-морехода рассказывается о хитроумном способе добычи алмазов. Где-то в далекой стране есть необычайно глубокое ущелье, дно которого усеяно алмазами. Доступ к сокровищам преграждают несметные полчища огромных змей. Однако люди нашли способ извлекать драгоценные камни и отсюда. Для этого с окружающих гор они сбрасывали в ущелье большие куски мяса. Алмазы прилипали к мясу, а огромные орлы уносили его в свои гнезда. Смелые и ловкие искатели добирались до орлиных гнезд и собирали здесь сверкающие кристаллы. Случайно или нет, но в этой сказке есть два момента, которые увязываются с фактическими данными. Одним из них является способность алмаза прилипать к жирам, а второй - посредническая роль птиц при добыче алмазов. На раннем периоде истории алмазных разработок в Южной Африке считалось очень выгодным разводить домашнюю птицу. Птицы рылись в отвалах горных выработок и, завидев блестящие зерна, проглатывали их. Зоб каждой зарезанной птицы тщательно осматривали, надеясь найти драгоценный кристалл. Надежды эти иногда оправдывались. В русских газетах второй половины XIX в. сообщалось о уральской курице, которая "снесла" алмаз.

4. Знаете ли вы, каков был самый крупный алмаз из всех, когда-либо найденных? Его нашли в 1905 году близ города Претория (Южная Африка). Алмаз весил 3106 карат, что эквивалентно 621 граммам. Стоимость его оценили в 9 миллионов фунтов стерлингов. Алмазу дали наименование "Куллинан" и преподнесли в дар королю Англии Эдуарду VI. Там камень был обработан: его раскололи на 105 частей (9 крупных и 96 более мелких). Из самой большой части получился великолепнейший бриллиант "Великая Звезда Африки", который весит 530,2 карата (103,3 грамма). Он укреплён на английском королевском скипетре. Ещё один кусочек "Куллинана" - "Малая Звезда Африки" - красуется в королевской короне.

Ещё один довольно крупный алмаз, названный "Регент", имеет массу 400 карат (это эквивалентно 80 граммам). Он был найден в Индии в 1701 году. На нём в своё время хорошо нажился бывший пират, а после губернатор Мадраса Том Питт, купив драгоценный камень за 20 тысяч фунтов, и перепродав герцогу Орлеанскому за 125 тысяч фунтов стерлингов. В своё время "Регент" красовался на эфесе шпаги императора Наполеона. Сейчас этот великолепный образец можно наблюдать в знаменитом парижском музее "Лувр". После огранки он заимел вес 27,35 грамм, стоимость его - около трёх миллионов долларов.

Женским украшением алмаз стал лишь в 15 веке, благодаря фаворитке французского короля Карла VII, Агнессе Сорель. С этих пор алмазы стали называть именами.

5. Месторождения алмазов находятся также в Индонезии, Бразилии, Австралии, Южной Африке. Но здесь россыпи драгоценного камня были обнаружены значительно позднее, чем в Индии. К примеру, в Бразилии алмазы были найдены только в XVIII веке. В конце XIX века в Якутии нашли алмазоносный район. Отметим, что открытию Якутского алмазоносного района мы обязаны достижениям блестящих советских геологов.

Алмаз - это не только драгоценный камень, это ещё и важное промышленное сырьё. Из него делают различные инструменты, фрезы. Алмазы применяются для буровых коронок в нефтяном бурении. Камнерезные пилы заправлены всё тем же алмазом. Мелкий алмаз может быть полезен для изготовления шлифовальных паст.

Многие считают, что бриллиант и алмаз - это одно и то же. Однако, это не совсем так. Бриллиант - это отшлифованный таким образом алмаз, что свет, который попадает в него, многократно отражается от его граней, разлагается и выходит окрашенным в разные цвета.

Есть тонкие властительные связи
Меж контуром и запахом цветка.
Так бриллиант невидим нам, пока
Он гранями не оживет в алмазе
Сонет к форме (1894) В. Брюсов

Но самое главное, что алмаз - это, в первую очередь, камень, позволяющий заглянуть в глубины нашей планеты. Учёные до сих пор не сошлись во мнениях в вопросе происхождения и возраста алмазов. Самым вероятными путями происхождения являются магматическая и мантийная теории. Согласно им, на большой глубине и под высоким давлением из атомов углерода и формировались алмазы. О том, когда это было, тоже ведутся споры. Называются цифры от 100 млн. до 2,5 млрд. лет. Существует ряд алмазов метеоритного происхождения, чей возраст может быть большим, чем у Солнца. Однако промышленная добыча ценной породы сосредоточена на кимберлитовых и лампроитовых трубках. Соответствующие месторождения имеются в России, Канаде, Австралии, Африке.

6. Физические свойства алмаза.

Для наглядного представления внутренней структуры кристалла применяется способ его изображения с помощью пространственной кристаллической решетки - пространственной сетки, узлы которой совпадают с положением центров атомов или молекул в кристалле. В основе кристаллической решетки лежит элементарная ячейка. Элементарная ячейка кристаллической решетки алмаза имеет вид куба. Атомы углерода расположены по вершинам куба, в центрах граней в центрах четырех не смежных октанов. Плотность упаковки в решетке 34%. В наиболее плотных кристаллических решетках достигается плотность упаковки 68% и 74%. Полагают, что при высоких давлениях существуют более плотные (может быть металлические) модификации углерода. Каждый атом углерода связан с четырьмя ближайшими соседями, симметрично расположенными по вершинам тетраэдра( четырех правильных треугольников), наиболее "прочной" химической связью - ковалентной. Соседние атомы находятся на расстоянии 0.154 нм. Идеальный кристалл алмаза можно представить себе как одну гигантскую молекулу. Прочная связь между атомами углерода обуславливает высокую твердость алмаза.

Благодаря особенностям кристаллической структуры идеальный кристалл алмаза должен быть прозрачным диэлектриком. В реальных же кристаллах всегда имеется некоторое количество примесей и дефектов решетки, что влияет на физические свойства алмаза.

АЛМАЗ - эталон твердости Мооса шкалы с числом твердости 10 (корунд-9,кварц-7). Твердость алмаза на различных кристаллографических гранях не одинакова - наиболее твердой является октаэдричная (8-равносторонних треугольников) грань.

Алмаз очень хрупок, обладает весьма совершенной спайностью по наиболее твердой грани. Анизотропия механических свойств учитывается при обработке монокристаллов алмаза и их ориентировке в однокристальном инструменте. Модуль Юнга - модуль нормальной упругости алмаза 100000 ГН/м².

С увеличением температуры коэффициент линейного расширения увеличивается. Коэффициент теплопроводности алмаза уменьшается с увеличением температуры (правда не значительно). При комнатной температуре теплопроводность алмаза выше, чем у серебра. Алмаз является диамагнитным веществом.

Цвет и прозрачность алмазов различны. Встречаются алмазы бесцветные, белые, голубые, зеленые, желтые, коричневые, красноватые (разных оттенков), темно-серые (до черного).часто окраска распределена неравномерно. Алмаз меняет окраску при бомбардировке - частицами, протонами. Нейтронами. Некоторые образцы алмаза обладают оптической анизотропией, например, двойным лучепреломлением, обусловленным внутренними упругими напряжениями, связанными с неоднородностями строения кристалла. Самыми редкими алмазами являются камни природного красного цвета. Красный цвет алмаз получает из-за неидеальной кристаллической решётки. Именно благодаря дефекту строения решётки образуется алмаз редкого природного красного цвета.

Облучение алмазов нейтронами не сообщает ему стойкой радиоактивности, уменьшает плотность алмаза, "разрыхляет" решетку и вследствие этого ухудшает его абразивные качества.

Алмаз подразделяют на типы, в зависимости от электрических свойств; часть их является примесным полупроводником Р-типа, обладают фотопроводимостью. Встречаются алмазы с исключительно малым сопротивлением -10^-2, которые могут пропускать большие токи. Однако примесей, чаще всего, не бывает больше 5%.

Некоторые природные и синтетические вещества способны сами светиться под действием рентгеновского, ультрафиолетового и катодного излучений, такое явление называется люминесценцией и соответственно действующим лучам: рентгенолюминесценцией, катодолюминесценцией. Большинство алмазов обладает всеми тремя видами люминесценции. некоторые кристаллы при этом светятся голубым, другие зеленым, желтым и розовым светом. Наиболее изучены рентгено- и фотолюминесценция алмаза, которые используются при проведении геологопоисковых работ. Исследователи связывают люминесценцию с особенностями кристаллической решетки минерала.

7. Графит.

Другой кристаллической разновидностью углерода является графит. Удивительно, как из одного и того же химического элемента могли образоваться столь различные по свойствам вещества. Сколь алмаз твёрд, прозрачен и блестящ - столь же графит мягок, непрозрачен и марок. Оба эти вещества незаменимы в своей сфере применения. Алмаз не только превосходный и красивейший драгоценный камень, он в то же время активно используется в промышленности как режущий материал, благодаря своей уникальной твёрдости. Из графита делают карандаши, чистящие средства, а кроме этого, употребляют в качестве смазки.

Несмотря на одинаковый химический состав, в природе не наблюдается тенденции перехода одного минерала в другой. Чтобы хотя бы частично превратить кристалл алмаза в графит, необходимо нагревать его при очень высокой температуре (не менее 1500°С) в бескислородной среде. Если же при нагревании алмаза в атмосфере присутствует кислород, то ещё при температуре 800°С алмаз окисляется и превращается в СО. Тем удивительнее и интереснее этот ценный минерал.

8. Использование алмазов в народном хозяйстве.

Алмазы непригодные для огранки, т.е., которые не могут стать бриллиантами, используются в народном хозяйстве.

Какие же свойства алмаза определяют его широкое использование в самых различных областях народного хозяйства? В первую очередь, конечно, исключительная твердость, которая, если судить по скорости истирания, в 150 раз выше, чем у корунда, и в десятки раз выше, чем у лучших сплавов, применяемых для изготовления резцов. Алмаз применяется при бурении горных пород и механической обработке самых разнообразных материалов, для протягивания (волочения) тонкой проволоки, в качестве абразива и т.д.

Более половины добычи технических алмазов идет на изготовление специального инструмента для обрабатывающей промышленности. Применение алмазных резцов и сверл при обработке цветных и черных металлов, твердых и сверхтвердых сплавов, стекла, каучука и других синтетических веществ дает огромный экономический эффект по сравнению с использованием твердосплавного инструмента. Чрезвычайно важно, что при этом не только в десятки раз повышается производительность труда (при токарной обработке пластмасс даже в сотни раз!), но одновременно значительно улучшается качество продукции. Обработанные алмазным резцом поверхности не требуют шлифовки, на них практически отсутствуют микротрещины, в результате чего многократно увеличивается срок службы получаемых деталей. Совершенно не заменимы алмазы при вытачивании опорных рубиновых камней, используемых в часовых и многих других точных механизмах.

Практически все современные отрасли промышленности, в первую очередь электротехническая, радиоэлектронная в огромных количествах используют тонкую проволоку, изготавливаемую из разных металлов. При этом предъявляются строгие требования к круговой форме и неизменности диаметра поперечного сечения проволоки при высокой частоте поверхности. Такая проволока из твердых металлов и сплавов может быть изготовлена лишь с помощью алмазных фильер-волок. Волоки представляют собой пластинчатые алмазы с просверленными в них тончайшими (от 0,5 до 0,001 мм) отверстиями через которые протягиваются проволоки.

Широкое применение в промышленности находят и алмазные порошки. Их получают путем дробления низкосортных природных алмазов, так же изготавливают на специальных предприятиях по производству синтетических алмазов. Алмазные порошки используются в дисковых алмазных пилах, мелко-алмазных буровых коробках, специальных напильниках и в качестве абразивов. Только с применением алмазных порошков удалось создать уникальные сверла, которые обеспечивают получение глубоких тонких отверстий в твердых и хрупких материалах. Такие сверла (алмазные "жала") позволяют высверливать, например, в стекле отверстия диаметром 2мм и длиной до 850мм. Алмазные порошки находят применение на гранильных фабриках, где все самоцветы, и в том числе алмазы, подвергаются огранке и шлифовке, благодаря чему невзрачные до этого камни становятся таинственно светящимися и ослепительно сверкающими драгоценностями. Технологии со временем совершенствовались, и на сегодняшний день классически огранённый бриллиант насчитывает 57 граней. Благодаря этому камень славится своей неповторимой игрой.

Алмазы служат опорными камнями (подшипниками) в хронометрах высшего класса для морских судов и в других особо точных навигационных приборах. На алмазных подшипниках не обнаруживается никаких следов износа даже после 25000000 оборотов. Известно, что, попадая в кристалл, быстрые заряженные частицы выбивают электроны из его атомов, т.е. ионизируют вещество. В алмазе под действием заряженной частицы происходит световая вспышка и возникает импульс тока. Эти свойства позволяют использовать алмазы в качестве детекторов ядерного излучения в регистрирующих устройствах, в счетчиках быстрых частиц.

Химическая инертность, высокая чувствительность к быстрым частицам при комнатной температуре, близость по электронной плотности к тканям человеческого тела выдвигают алмаз в число наиболее ценных материалов, которые могут использоваться в медицине.

Некоторые кристаллы алмаза являются полупроводниками Р-типа и их использование в оптических приборах, а так же в счетчиках ядерного излучения весьма перспективно, так как такие приборы способны работать в самых различных условиях, включая области низких и высоких температур, сильные электромагнитные и гравитационные поля, агрессивные среды и т.д. Следовательно, основанные на алмазах приборы могут оказаться незаменимыми при космических исследованиях, при изучении глубинного строения нашей планеты.

9. Синтетические алмазы.

Синтетический алмаз искусственным путем получают из неалмазного углерода и углеродосодержащих веществ. Химический состав алмаза определен в конце XVIII века. Это дало начало многочисленным попыткам получить алмаз искусственным путем. Надежные результаты синтеза алмаза получены в середине 50х годов XX века, почти одновременно в нескольких странах (США, Швеции, ЮАР).

В Советском Союзе алмазы впервые синтезированы в Институте физики высоких давлений по руководством академика АН СССР Л.Ф.Верещагина и промышленное производство их было развито совместно с Украинским институтом сверхтвердых материалов.

Технология синтеза алмаза довольно сложная, но чтобы вы имели представление об этом, послушайте, пожалуйста, рассказ одного робота. В институте сверх твердых материалов АН УССР в зале первого этажа гостей встречает робот весьма живописного вида. Автомат двигается, мигает сигнальными лампами и говорит хрипловатым голосом: "Разрешите представиться: Я - первый в мире робот, превращающий обычный графит в алмаз. В моей правой руке находится камера высокого давления, снаряженная реакционной смесью графита и растворителя. Я сжимаю камеру своими мощными челюстями, развивающими усилия в 100 тысяч килограмм и нагреваю смесь до температуры свыше 1200⁰С. Это приводит к растворению углерода и затем кристаллизации его в виде алмаза. Внимание! Приступаю к синтезу алмаза. Создаю давление в камере. Тяжелая работа. Сейчас мне в рот палец не кладите. Еще одно усилие! Уф: Необходимое давление достигнуто. Включаю нагрев. Кристаллизация алмаза началась. Вы можете ее наблюдать по падению стрелки амперметра вызванному резким повышением сопротивления реакционной смеси при переходе графита в алмаз. Отключаю нагрев. Снимаю давление. Процесс окончен. Получайте алмазы! Дорогие гости я открыл вам свою заветную тайну и теперь пожалуй, каждый из вас может делать алмазы у себя дома на кухне".

10. Краткие факты "это интересно знать".

Знаешь ли ты, что:
- алмаз известен человеку более 5000 лет.
- алмаз впервые был найден в Индии.
- это вещество появилось в Европе только в XVIII в.
- из недр Земли до 1964 г.  (без СССР) было добыто всего 154,6 т алмазов.
- из всех добытых  в природе алмазов  на долю   ювелирных приходится менее 20%; остальные идут на удовлетворение нужд промышленности.
- алмазы встречаются в метеоритах.
- алмаз чрезвычайно красив, так как может иметь оттенки черного, красного, желтого, синего и зеленого цветов.
- под действием ультрафиолетовых  лучей  он   люминесцирует  голубым,  зеленым и желтым  цветом.
- огранка алмаза требует громадного терпения, высокого  мастерства и времени?  Иногда   один камень обрабатывают годами. После огранки он становится  красивее, но значительно теряет в весе  (до 50%). Чтобы   алмаз стал  бриллиантом,  он после огранки  должен  иметь  совершенную, безукоризненную  форму многогранника, исключительную прозрачность, в нем недолжно быть трещин и инородных включений.
- крупные алмазные камни встречаются  в природе крайне редко; их находка становится событием,  им присваивают даже  собственные имена; в мире они все наперечет.

- твердость  естественных  и синтетических   алмазов  одинакова.
- алмаз  является   аллотропическим   видоизменением углерода.
- синтетические алмазы получают из графита.
- алмаз - изолятор, а его  "родной брат"   графит - проводник электричества.
- плотность алмаза  3500 кг/м³,  а графита 2100 кг/м³.
- различия свойств алмаза и графита   объясняются  различием  их   кристаллических  структур.
- алмазный резец в 159 - 200 раз менее подвержен   износу,  чем резец из любых сверхтвердых сплавов.
- алмаз - самое  износостойкое  вещество.
- алмаз в 1 карат может нарезать столько стекла, что общая длина линии разреза составит 2,5 млн. м.
- в природе не встречаются вещества  тверже   алмаза.
- только  применение  твердых  алмазных волокон, через  которые  протягивается металл  на  волочильных  станках, сделало   возможным изготовление проволоки диаметром 0,005 мм, т.е. в 0,1 толщины человеческого волоса.
- алмаз  не  уступает  по  твердости   созданному  в лабораторных условиях веществу  боразон,  но сдает  свои передовые позиции в отношении  устойчивости при высоких  температурах  к окислению.
- алмаз самое твердое, но не самое прочное, вещество: его легко разбить молотком  или сжечь в струе  кислорода при 7200С.
- алмаз не растворяется ни в одной из известных кислот или щелочей.

11. Пословицы и поговорки на тему   "Алмаз-труженик"

• "Лентяй когда-то был алмаз - теперь  он трудится на нас"
• "Малые караты, да трудом богаты"
• "Мал карат, да трудиться рад"
• "В  соревнование  первым будешь, если   про алмаз не позабудешь"
• "Алмазу  дело поручишь - большую прибыль получишь"
• "Силы  твои умножит  во сто  крат технического алмаза карат"
• "Алмаз в работу упряжешь - свои силы сбережешь"

III Физическая викторина.

1. Откуда произошло слово "алмаз"? (Алмаз - по-гречески "адамас", означает несокрушимый.)
2. Каков атомный вес алмаза? (12.)
3. Что такое карат? (Карат - единица измерения массы алмазов, равна 200 мг.)
4. Значительно ли расширяется алмаз при нагревании? (Нет, коэффициент его линейного расширения 1,3.10-6 град-1, что примерно в 10 раз меньше, чем у стали.)
5. Как вы думаете: велико ли трение при движении алмаза по алмазу? (Нет. Коэффициент трения в этом случае 0,003, это меньше чем при движении стали по льду, когда ч=0,004.)
6. Какова плотность алмаза? ((3,48 - 3,54) .103кг/м3) К плотности каких веществ она близка?(Базальту, стеклу "флинт".)
7. Что вы знаете о скорости распространения света в алмазе? (Она примерно в 2.4 раза меньше, чем в вакууме; это наименьшее значение скорости света в оптически прозрачном веществе.)
8. При какой температуре алмаз плавится? При какой кипит? (37000С, 42000С.)
9. Что вы можете сказать о твердости и теплопроводности алмаза в сравнении с другими веществами? (Оба значения величин у алмаза самые большие.)
10. Какова особенность полного отражения для алмаза по сравнению с другими оптически прозрачными веществами?(Угол полного отражения для желтых лучей равен 24050 среди всех известных значений - наименьший.)
11. Проводником тока или изолятором является алмаз? (Изолятором.)
12. К теплоёмкости каких веществ близка теплоемкость алмаза? (Железа, никеля.)  Чему она равна? (500 Дж/кг0С.)
13. Что вам известно о химической активности алмаза? (Алмаз химически инертен, он не окисляется и не взаимодействует ни с одной из известных кислот и щелочей, причем любой концентрации, даже при их подогревании.)
14. Какова химическая формула алмаза?(С.)
15. Почему для получения алмаза из графита, его необходимо не только сжать, но нужно сильно нагреть? (Высокая температура приводит к разрыву внутриатомных связей графита, а высокое давление содействует перестройке атомов в иную кристаллическую решетку.)
16. Известно, что алмаз - самое твердое вещество в природе. Как же его обрабатывают: например, распиливают или гранят? ( Кристалл алмаза анизотропен, т. е. имеет разную твердость в разных направлениях. Обработчик определяет так называемые "мягкие" направления, а затем воздействует на них другими алмазами, сориентированными в "твердом" направлении.)

IV Кроссворд  "Алмаз"

Вопросы: 1. Ученый, под чьим руководством в СССР была разработана технология промышленного производства синтетических алмазов.  2. Советский ученый, впервые определивший  условия,  необходимые для превращения графита в алмаз.  3. Город России,   в котором  впервые были получены синтетические алмазы.  4. Ученый, под руководством  которого  осуществлен   синтез алмаза.  5. Ученый, впервые установивший  общность между  графитом и алмазом.

Ответы:  1 - Бакуль;  2 - Лейпунский;  3 - Москва;   4 - Верещагин;    5 - Лавуазье.

Кроссворд  "Назовите годы"

По горизонтали: 1. Год, когда в СССР была разработана технология промышленного   производства синтетических алмазов.  2. Год присвоения академику  В.Н. Бакулю звания   Героя Социалистического Труда.

По вертикали: 1. Когда состоялась  первая   Международная конференция  по использованию синтетических алмазов в промышленности?  3. Год установления   строения кристаллической  решетки алмаза.

Ответы. По горизонтали: 1 - 1961; 2 - 1963.   По вертикали: 1 - 1971;  3 - 1913.

V Заключение.

Выступление учителя: сегодня рассмотрели физические свойства твердых тел на примере самого твердого, загадочного, удивительного минерала на земле. Познакомились с интересными фактами из истории их открытия. За подготовленные сообщения, помощь учителю в подготовке урока, и за каждый правильный ответ в викторине по полученным фишкам, будут выставлены оценки. На домашнее задание вам предлагается представить себя в роли разработчиков синтетических алмазов или предложить методы их применения. Вам необходимо "написать патент" на ваши исследования, отразить актуальность выбранной темы и методы анализа. Благодарю за внимание.

VI Литература.

1. Кабардин Б.В., Кабардина С.И., Шефер Н.И. Факультативный курс физики; 9 класс.- Просвещение, 2000 г.
2. Дерягин Б.В., Федосеев Д.В. Алмазы делают химики, - Педагогика, 1980,-(Серия "Ученые - школьнику" .
3. Бакуль В.Н. Рукотворный алмаз. "Техника молодежи" , №1, 1975г.
4. Бакуль В.Н. Алмазы: их прошлое и настоящее.- Киев,1971.
5. Николаев В. Огнистый камень Якутии. - Юный техник, 1976, №4.
6. Гладко Т. Был бездельником алмаз. - Юность, 1983, №6.
7. http://brilliantovo.ru/svoistva.html;
8. http://www.modificator.ru/terms/adamas.html
9. Бондаровский Н.Н., Подвиженко Г.И Занимательные опыты по физике. - Киев , 1966 г.
10. Нагулин К.Ю. Лекции по физике, К(П)ФУ, 2011.
11. Приложения для газеты Газета   "Покорители кимберлитовых трубок"   (О.И.Лейпунский, Л.Ф.Верещагин, В.Н.Бакуль)

В. Брюсов

Есть тонкие властительные связи
Меж контуром и запахом цветка.
Так бриллиант невидим нам, пока
Он гранями не оживет в алмазе
Сонет к форме (1894)

Е. Евтушенко

На земле драгоценной и скудной
я стою, покорителей внук,
где замёрзшие слёзы якутов
превратились в алмазы от мук.

Алмазы и слёзы \\ Источник: http://er3ed.qrz.ru/evtushenko.htm#almazy ||

Александр Становский

Так отшлифован был алмаз:
Я в нём то царствую, то таю:
Вот только раз, ещё лишь раз
Я отражусь. И... улетаю!
1997.