А. черникова

О.А.ЧЕРНИКОВА, МОУ СОШ № 13 с УИОП, г. Электросталь, Московская обл. Ода алмазуИнтегрированный урок, 10-й класс Блестящее будущее рисуется нам для алмаза, если человек сумеет овладеть тайнами его получения.А.Е.ФерсманЦели урока, углубить знания по физике твёрдого тела; рас­ширить политехнический кругозор; развивать познавательные спо­собности школьников, воспитывать стремление к знаниям, Инте­рес к предмету.^ Наглядные пособиямодели кристаллических решёток ал-,маза и графита; стенд с открытками «Алмазный фонд России»;географическая карта мира; периодическая Системахимическихэлементов Д.И.Менделеева; таблица «Физические свойства ал­маза и графита». ■■■.■■.■■ . ; : • / ..^ Ход занятияУчитель физики. Алмаз! С этим словом ассоциируется пред­ставление о несравненном блеске и непревзойдённой твёрдости. Со вторым свойством связано название минерала, которое про­исходит или от арабского слова ал-мас— твердейший;Мто1 греч. а2с)а1тап1о\/ [адамантос] — несокрушимый. Алмазы из­давна Использовались в качестве самых изысканных украшений, служили валютой. Прозрачные бесцветные или красиво окра­шенные кристаллы алмаза, пригодные для огранки, являются дра-; гоценными камнями первого класса, так же, как сапфир, рубинУ изумруд и т.д. Ювелиры разделяют алмазы почти на 1000 сор­тов в зависимости от прозрачности, тона, густоты окраски и ми­неральных включений' г^ Ученица Данина Мария (читает свое стихотворение «Одаалмазу»). , : \ ' Сверкающее чудо, чистейшее созданиеИскрится каждой гранью в браслете на руке.Ты красотой добился всемирного признания.А свойствами своими побьёшь рекорды все.Прочнее старой дружбы и твёрже убеждений, ' ."Сравниться с твоим блеском способна лишь звезда.Ты будешь неизменно любимцем поколений " И лучшим украшением великолепных дам.^ Учитель физики. Кристалл алмаза является хорошим про­водником тепла. При трении он электризуется. Некоторые алма­зы обладают полупроводниковыми свойствами и относятся к по­лупроводникам р-типа. Предполагается, что полупроводниковые свойства алмаза обусловлены наличием в них примеси бора. Плотность алмаза 3500 кг/м3, плотность графита 2100 кг/м3. Различие свойств алмаза и графита объясняется различием их | кристаллических структур. В природе не встречаются вещества твёрже алмаза. Алмаз — самое износостойкое вещество. Алмазный резерв 150—200 раз ; менее подвержен износу, чем резец: из сверхтвёрдых сплавов. Чистые кристаллы алмаза прозрачны не только для света, но !и для рентгеновских лучей, что позволяет легко определять ал-| мазы среди сходных по внешнему виду минералов, а также от- личать их от всевозможных подделок. Алмаз сильно преломляет и отражает световые лучи, но ещё обладает важным оптическим свойством, обуславливающим исключительную красоту этого камн*]. Оно заключается вбольщом различии показателей пре­ломления для лучей разного цвета. Благодаря высокой диспер­сии алмаз разлагает белый свет на составляющие его цвета. По этой причине один и тот жежамень кажется окрашенным в раз­личные цвета в зависимости от расположения источника света. Высокое светопреломление .и дисперсия создают неповторимую игру алмазов — переливы всех цветов радуги внутри камня при медленном его вращении.^ Учитель химии. Химическая формула алмаза — С. Алмаз и графит — это две аллотропные модификации углерода. Физи­ческие свойства алмаза и, графита обуславливаются их строени­ем, основные показаны в таблице: Алмаз Графит- Очень твёрдыйЭлектрический ток не проводит Плотн 3500 кг м Мягкий.-Легко расслаивается на от­дельные мельчайшие пластинкиЭлектрический ток проводит относи­тельно хорошо .'■■.: Особая твёрдость алмаза обусловлена тем, что в его крис­таллической решётке каждый атом углерода связан ковалентны-ми связями с*четырьмя другими атомами, размещёнными вокруг него на одинаковых расстояниях. Эти связи по всем направлени­ям одинаково прочные. В графите же атомы располагаются сло­ями, и расстояние между атомами, расположенными в разных слоях, гораздо больше, чем между атомами в одном слое. То, что графит и алмаз .состоят из атомов одного и того же элемента — углерода, — можно убедиться при сжигании обоих веществ. В результате сгорания образуется только ок­сид углерода (IV). Доказано также, что при определённых условиях алмаз превращается, в графит; а графит — в алмаз. Так, например, если алмаз без доступа воздуха нагревать выше 1000 °С, то он постепенно превращается в графит. Наоборот, если графит в присутствии катализаторов нагревать от 1200 до 1600 °С .под давлением 104 МПа, то он превращается в алмаз. Высокая температура приводит к разрыву внутриатом­ных связей графита, а высокое давление содействует пере­стройке атомов в кристаллическую решётку алмаза. Так полу­чают искусственные алмазы. Английский химик С.Шённант в 17^8 г. проделал опыт: сжёг одинаковые количества алмаза и угля и убедился, что образуют­ся совершенно одинаковые объёмы оксида углерода (IV). Этим было доказано, что алмаз является аллотропной модификацией углерода. Алмаз химически инертен, он не окисляется и не взаимодей-111^ Физика № 18/07ствует ни с одной из известных кислот и щелочей,: причём лю­бой концентрации и даже при.их подогревании. _ ;;.,;•;ч Алмаз не уступает по твё ораторных ;:условиях веществу борозону, но менее устойчив к окислению привысоких температурах. .-:': ' Алмаз — самое твёрдое, но не самое прочное вещество: его Г легко разбить молотком или сжечь в струе кислорода при темпе- . ратуре выше 720 °С.^ Учитель географии. До второй половины XIX в. все алма­зы добывались россыпью>долинах как современных, так и дав­но исчезнувших рек. БлаУодаря своей твёрдости алмаз можетперекатываться водными потоками на большие расстояния, по­этому поиски коренных месторождений в непосредственной бли­зости от россыпей долгое время оставались безрезультатными.Только в 1871 г. в Южной Африке у местечка Кимберли былообнаружено первое коренное месторождение алмазов. Содер­жащая алмаз горная порода получила название кимберлит.Сегодня на планете известно более 1000 месторождений этойгорной породы. ' -'■' ■ ■".■■ ' .; На территории России. первь|й выход кимберлита обнаружен в 1954 г., он был назван «Зарницей». Честь^его открытия при­надлежит ленинградскому геологу Л/А.Попугаевой. Алмазы из кимберлитов и россыпей ничем не различаются. Средняя масса алмазов в различных месторождениях колеблет­ся от сотых долей до 1 карата (Т карат = 200 мг). Алмазы вместес другими тяжёлыми минералами концент­рируются в нижней части рыхлых речных отложений. Доволь­но часто встречаются россыпи, возникающие в процессе спол­зания выветренного кимберлита на склонах гор. В знойныхпустынях; где сильные ветры дуют почти всегда в одном на­правлении, встречаются так называемые эоловые россыпи. Ониобразуются при выносе (выдувании) ветром глинистых и лёгкихпесчаных частиц. . ; , ';.:,/ - ••.■'■■ Обогащенные алмазами кимберлиты находятся в южной по­ловине Африки и Средней Сибири. Из общего количества до­бываемых во всем мире алмазов африканские месторождения дают98%. Важную роль в добыче алмазов играют Анголау На­мибия, Сьерра-Лёонё. Большое количество преимущественно технических камней добывается в Гане. Значительно реже алма­зы встречаются в других районах. В качестве примера можно указать месторождение в штате Минас-Жераис (Бразилия), где встречаются камни массрй свыше 7—8 карат. Не случайно здесь во времена рабства существовал обычай' отпускать на свободу невольника, нашедшего алмаз;более 17,5 карат.- - .■.'..■■■-■--■■■■■ : Самый большой из всех известных алмазов, «Кулинан», най­ден в 1905 г. в Южной Африке. Его масса 621 г, а размер 10 Г 6,5 Г 5 см. В Алмазном фонде России хранится один из самых? больших и красивых алмазов в мире — «Орлов» (37,92 г).^ Учитель истории. Исключительность свойств алмаза порож-. гдала множество легенд, в которых наряду с чистейшим вымыс­лом встречались иописания некоторых реальных свойств камня.Так, по мнению древних индусов, алмазыобразуются из «пятиначал природы»: земли, воды, неба, воздуха и энергии. Многиеиндийские и арабские легенды об алмазе были повторены в:1:',начале нашей эры в работе древнеримского естествоиспытателя :;•Плиния Старшего: «Человек должен носить алмаз с левой сто- ;роны, поскольку тогда камень оказывает, большее действие. Ал­маз передаёт владельцу твёрдость и мужество,'сохраняет членыего тела. Он даёт, человеку победу над врагами, если дело егоправое. Алмаз придаёт и сохраняет остроту ума, предохраняетот разгула, печали и колдовства, от.фантазий и злых духов.';Никакой дикий зверь не осмелится напасть на человека, кото­рый носит алмаз. Алмаз делает человека более серьёзным, вы­лечивает его от лунатизма». . :; ■ --'.- - ? ;5 В китайских легендах, относящихся к IV в. н.э., рассказыва- ■ 'ётся, что в королевстве Фу-Най добывают алмазы, которые мо-: гут'резать яшму. По своему виду они напоминают плавиковый■! шпат и растуг подобно Ьталактитам на дне моря, на глубине в* сотни метров. Пловцы ныряют за ними утром и выплывают только ; к концу дня. При ударе по алмазу молотком алмаз остаётся 1 неповреждённым, а молоток раскалывается^ Однако если удар ■ нанести бараньим рогом, то алмаз разламывается, как лёд. й. Плиний.Старший; а вслед за ним и другие учёные древности, I утверждает, что алмаз родится только в золоте и'вместе с золо- ■ том. Кое-где в мире действительно имеются россыпи, в которых | присутствуют и алмаз, и золото. В коренных месторождениях, ] однако, алмазы с золотом никогда не встречаются вместе, по-' скольку связаны с совершенно различными по составу и строе-1^ НЙЮ ГОРНЫМИ ПОрОДаМИ; ' \ : " . . :::! /;; Крупные алмазные камни встречаются в природе крайне ред-|ко. Их находка становится событием, им присваиваются даже;собственные имена, в мире они все наперечёт. ■■■■... - ■ | :-■■■:•',' ^ Учитель биологии. В известной сказке о путешествии Синд-| бада-морехода рассказывается о хитроумном способе добычи^ алмазов. Где-то в далёкой стране будто бы есть необычно глубо-1 кое ущелье, дно которого усеяно алмазами. Доступ к сокрови-;] щам преграждают несметные полчища огромных змей. Однако! люди нашли способ извлекать драгоценные камни и оттуда. Для| этого с окружающих гор они сбрасывают в ущелье большие кус-| ки мяса. Алмазы прилипают к мясу; а огромные орлы уносят их| в свои гнёзда. Смелью и ловкие искатели добираются до орли-| ных гнёзд и собирают/сверкающие кристаллы... В этой сказке!: есть два. мойента, которые увязываются с фактическими данны-1 ми; Одним из них является способность алмаза прилипать к жй| рам, а второй — «поёрёдничёская» роль-птиц. ■'..-:,)'л. Существуют.многочисленные и достоверные данные, относя-!щиеся кХ1Хв. В раннемяёрирде истории алмазных разработок]в Южной Африке считалось выгодным разводить домашнюю!птицу. Птицы рылись в отвалах горных выработок и, завидев!блестящие зёрна, проглатывали их. Зоб каждой зарезанной пти-|цытщательно осматривали, .надеясь найти драгоценный крис-3талл. Надежды эти нередко'оправдывались. Так, например, до-]кументально засвидетельствованб, что в зобу одного голубя, уби-!того на территории алмазного/рудника, были обнаружены 2|алмаза массой 5,5 карата. :■■■.-■ .■■..■. ■_■•.■ ' ;| В русских газетах второй половины XIX в. сообщалось об]уральской курице, которая снесла алмаз; : ■ I ^ Ольга Алексеевна Черникова ~ учи-тель физики и астрономии высшей кв ;-.' лификационной категории, классньи; руководитель 8М класса, лауреат кон • ■' курса «Лучшие учителя России-2006^Учитель литературы. Запишите творческое домашнее за|дание: вспомните пословицы и поговорки на тему «Алмаз Ш.труженик»; составьте кррссворд с ключевым словом «алмаз». ■... [Пример выполнения ■ Мал карат, да трудиться рад ■ Маль!.караты,, да трудом богаты -Лентяй когда-то был ал маз, теперь щтрудится на нас • В: соревнованиях первым будешь, если при.алмаз не позабудешь ■ Алмазу дело поручишь — большую при-}быль получишь -Алмаз в работу запряжёшь — свои силы сберйжёшь.) |