Кристаллы — тайны симметрии.

Кристаллы — тайны симметрии.

Актуальность: Маги веками вглядывались в глубину кристаллов, пытаясь разглядеть грядущее. А сегодня они стали объектом сложнейших научных экспериментов. Сегодня кристаллография переживает качественно новый этап своего развития; от кристаллов к неструктурированным средам и живым системам; от макрообъектов к микрообъектам и нанообъектам; от трехмерным к двумерным и одномерным структурам. Кристаллы — тайны симметрии, способные изменить мир.

Цель исследования: Получение новых знаний о строении твёрдых тел, разобраться, какие виды симметрии существуют.

Гипотеза: Существуют кристаллы, строение которых полностью совпадает друг с другом, они симметричны.

Задачи исследования: 

  1.  Изучить и систематизировать необходимый материал из различных источников (печатные издания, научно-популярные ТВ-программы, Интернет).
  2.  Выяснить, существует ли «золотая пропорция» в строении кристаллов.
  3.  Показать различные виды симметрии квазикристаллов и фуллеренов.
  4.  Сделать соответствующие выводы о полученных знаниях.

Методы исследования: 

  1.  Изучение литературы.
  2.  Опрос.
  3. Обобщение изученных материалов.

Этапы исследования:

  • Собрала информации по теме исследования.

 Презентация.

6

  • Проанализировала собранную информацию и нашла связь кристаллов и симметрии.

Кристаллы – вещества, в которых мельчайшие частицы (атомы, ионы или молекулы) «упакованы» в определенном порядке. В результате при росте кристаллов на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, а сами кристаллы принимают разнообразную геометрическую форму и подчиняются законам поворотной и трансляционной симметрии. Каждый, кто побывал в музее минералогии или на выставке минералов, не мог не восхититься изяществом и красотой форм, которые принимают «неживые» вещества.

69360_big_ARVEXD6Q

  • Провела опрос, анализ его результатов.

Участниками опроса являлись студенты.

1 вопрос:

77

Результат: 90% опрошенных считают, что связь между симметрией и кристаллами существует.

2 вопрос: 66 Результат: больше 50% процентов опрошенных выбрали правильные варианты из перечня ответов.

3 вопрос: 55 Результат: Большинство из опрошенных знакомы с понятием осевой симметрии и лишь 5% опрошенных знают о таком виде симметрии, как трансляционная.

4 вопрос: 

11   Результат: 65 % опрошенных знают о том, что снежинки являются кристаллами, остальные 35%  либо уверены в обратном, либо не задумывались над этим вопросом.

5 вопрос: 22 Результат: Половина опрошенных не знают о существовании «золотой пропорции» у кристаллов.

6 вопрос: 44 Результат: Всего 15% опрошенных выбрали правильный вариант ответа.

7 вопрос: 33

Результат: Самыми популярными ответами на этот вопрос были такие науки, как химия и физика, их выбрали 40% и 35% опрошенных.

8 вопрос: мамми

Результат: Многие из опрошенных считает, что кристаллография, наука будущего.

Общий результат: Проведенный мною опрос, показал, что многие имеют представление о кристаллах и симметрии. Как выяснилось из опроса, наука о кристаллах, по мнению большинства, имеет будущее, а следовательно каждому из респондентов будет интересно узнать что-то новое  о кристаллах и симметрии.

  • Изучила истории открытия кристаллов.  (Какими учеными и когда были открыты первые кристаллы, их виды.)

История открытия кристаллов.

5

  •  Рассмотрела различные виды кристаллов, с которыми люди сталкиваются в повседневной жизни.
  1. Почти все камни.
  2. Горные породы.
  3. Руды и сами металлы, выплавляемые из этих руд.
  4. Соль, сахар.
  5. С неба падают снежинки.

Snow4

Вывод:   В заключение хотелось бы отметить, что исследование симметрии кристаллов привело к пересмотру многих представлений ученых о структуре и свойствах веществ. В свое время математики к рациональным числам добавили иррациональные числа, расширив понятие числа. Аналогичный процесс происходит и в кристаллографии. Сегодня активно формируется непротиворечивый переход от кристаллических структур, описываемых традиционной кристаллографией, к квазикристаллическим, подчиняющимся определенным математическим законам в рамках своеобразной обобщенной кристаллографии.

 Источники:

  1.  Квазикристаллы и золотая пропорция. [Электронный ресурс]. URL: https://www.nkj.ru/archive/articles/2102/ (дата обращения: 3.07.2017).
  2. Квазикристалл. [Электронный ресурс]. URL: https://infourok.ru/podborka-materiala-dlya-urokov-po-fizike-i-himii-kvazikristalli-747661.html
  3. Симметрия кристаллов. [Электронный ресурс]. URL: http://media.ls.urfu.ru/154/489/1318 (дата обращения: 3.07.2017).
  4. Трансляционная симметрия бесконечного кристалла.   [Электронный ресурс]. URL: http://http://nano.msu.ru/files/materials/IV/spring2011/quantum_chemistry/lecture08.pdf (дата обращения: 3.07.2017).
  5. Жидкие кристаллы, история открытия, структура, типы, их применение. [Электронный ресурс]. URL: http://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2013/02/21/zhidkie-kristally-istoriya-otkrytiya-zhidkikh-kristallov-struktura-tipy-i (дата обращения 3.07.2017).