Program Operacyjny Kapitał Ludzki 2007-2013 CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA

1. Projekt „ROZWÓJ PRZEZ KOMPETENCJE” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki 2007-2013 CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie

2. DANE INFORMACYJNE (DO UZUPEŁNIENIA) • Nazwa szkoły: • Gimnazjum Mistrzostwa Sportowego w Słupsku • ID grupy: • 96/9_MP_G1 • Kompetencje • Profil: matematyka-przyroda • Temat projektowy: • Cząsteczkowa budowa materii. • Semestr/rok szkolny: • Semestr I 2009/2010

3. CZĄSTECZKOWA BUDOWAMATERII

4. W PREZENTACJI • HISTORIA BUDOWY ATOMU • ZMIANY STANU SKUPIENIA • BUDOWA MIKROSKOPU • BUDOWA GEOLOGICZNA ZIEMI • DOWODY NA ZIARNISTOŚĆ MATERII

5. HISTORIA BUDOWY ATOMU

6. HISTORIA BUDOWY ATOMU • Pojęcie atomu jako najmniejszej cząsteczki materii pojawiło się w starożytnej Grecji w IV wieku p.n.e. Twórcą atomistycznej teorii materii był filozof Demokryt. Stan ówczesnej wiedzy nie pozwalał jednak na udowodnienie tej teorii . • Teoria atomistyczno-cząsteczkowej budowy materii odżyła na początku XIX wieku, znajdując potwierdzenie w faktach doświadczalnych i prawach z nich wynikających. Teorię tę opracował w 1808 roku John Dalton.

7. Najważniejsze założenia teorii atomistyczno-cząsteczkowej były następujące: • Atomy tego samego pierwiastka są identyczne pod względem masy i rozmiarów • Atomy mają kształt kulisty • Atom jest najmniejszą cząstka pierwiastka, która posiada cechy tego pierwiastka • Atomy łączą się tworząc cząsteczki • Związek chemiczny jest zbiorem takich samych cząsteczek

8. Ogromny postęp w rozwoju pojęcia atomu nastąpił po odkryciu zjawiska promieniotwórczości pierwiastków oraz otrzymaniu pierwiastków promieniotwórczych: radu i polonu przez Marię Skłodowską-Curie. Fakty te wskazały, że atomy mają budowę złożoną. • Model atomu, uwzględniający złożoność jego budowy, opracował w 1911 roku uczony angielski Ernest Rutherford. Sformułował on teorię budowy atomu, przedstawiając atom jako układ planetarny, w którego środku znajduje się jądro, a wokół niego krążą elektrony.

9. Rozwój działu fizyki, zwanego mechaniką kwantową, spowodował powstanie współczesnej teorii budowy atomu, którego zrozumienie jest trudne i wymaga znajomości wyższej matematyki oraz uświadomienia sobie, że w świecie atomów obowiązują inne prawa fizyki niż w świecie, który nas otacza. Jednym z twórców mechaniki kwantowej, który w 1913 roku sformułował teorię budowy atomu, był duński fizyk Niels Bohr.

10. DOWODY NA ZIARNISTOŚĆ MATERII

11. DOWODY NA ZIARNISTOŚĆMATERII • Dyfuzja-proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek lub energii w danym ośrodku (np. w gazie, cieczy lub ciele stałym), będący konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek dyfundującej substancji między sobą lub z cząsteczkami otaczającego ją ośrodka. Ze względu na skalę zjawiska, rozpatruje się dwa podstawowe rodzaje dyfuzji: • •dyfuzja śledzona (ang. tracer diffusion) to proces mikroskopowy polegający na chaotycznym ruchu pojedynczej ("śledzonej") cząsteczki (przykład: ruchy Browna). • •dyfuzja chemiczna to proces makroskopowy obejmujący makroskopowe ilości materii (lub energii), zwykle opisywany równaniem dyfuzji i prowadzący do wyrównywania stężenia (lub temperatury) każdej z dyfundujących substancji w całym układzie.

12. ZMIANY STANU SKUPIENIA

13. ZMIANY STANU SKUPIENIA Stan skupienia materii – podstawowa forma, w jakiej występuje substancja, określająca jej podstawowe własności fizyczne. Własności substancji wynikają z układu oraz zachowania cząsteczek tworzących daną substancję. Tradycyjny, pochodzący z XVII wieku podział stanów skupienia, wyróżnia trzy takie stany: • stały (ciało stałe) • ciekły (ciecz) • gazowy (gaz)

14. Gaz: Substancja zajmująca całą możliwą przestrzeń dzięki zjawisku dyfuzji.Gazy mają małą gęstość, są ściśliwe, wywierają jednakowe ciśnienie w każdym kierunku, często są niewidoczne. • Ciecz: Substancja łatwo zmieniająca swój kształt i zwykle wymagająca pojemnika do ograniczenia jej w poziomie. Grawitacja wymusza jej poziome ułożenie. Gęstość cieczy jest około1000 razy większa niż gazów. • Ciało stałe: Substancja utrzymująca trwały kształt, chyba że jest ściskana lub rozciągana przez działanie sił zewnętrznych. Gęstość większości ciał stałych jest większa niż gęstość cieczy.

15. Pod wpływem zmian temperatury substancje przechodzą z jednego stanu skupienia w inny.

16. Stan skupienia danej substancji zależy od jej temperatury. Temperatura przejścia cieczy do stanu stałego nazywana jest temperaturą krzepnięcia (jest równa temperaturze topnienia). Substancja powyżej swojej temperatury topnienia jest cieczą, natomiast poniżej tej temperatury jest ciałem stałym. • Przemiana stanu gazowego w ciekły nosi nazwę skraplania. Przemiana odwrotna – przejście cieczy w gaz nosi nazwę parowania. • Przemiana stanu ciekłego w stan stały nosi nazwę krzepnięcia. Proces odwrotny nazywamy topnieniem. • Przemiana stanu stałego w stan gazowy nosi nazwę sublimacji.

17. BUDOWA MIKROSKOPU

18. BUDOWA MIKROSKOPU Mikroskop– urządzenie służące do obserwacji małych obiektów, zwykle niewidocznych gołym okiem. Mikroskop pozwala spojrzeć w głąb mikroświata. Mikroskop jest zbudowany z: • okularu, który służy do powiększenia obrazu tworzonego przez obiektyw mikroskopu, • tubusa, który służy do formowania powiększonego obrazu pośredniego,

19. śruby makrometrycznej, która służy do wstępnej regulacji odległości, • śruby mikrometrycznej, która służy do ustalenia ostrości, • rewolweru, który umożliwia prostą zmianę obiektywu, • obiektywów, które zbierają światło wychodzące z przedmiotu i tworzą jego powiększony obraz pośredni, • kondensora, który koncentruje światło formując z niego stożek, • lusterka, które służy do naświetlania badanego obiektu;

21. BUDOWA GEOLOGICZNA ZIEMI

22. Wnętrze kuli ziemskiej budują 3 koncentryczne geosfery różniące się składem i cechami fizycznymi. Są to – licząc od powierzchni – skorupa, płaszcz i jądro. Są one porozdzielane wyraźnymi powierzchniami nieciągłości, które można wykryć metodami sejsmicznymi. • Skorupa to cienka (stanowiąca przeciętnie zaledwie 0,5% promienia Ziemi), najbardziej zewnętrzna warstwa, zbudowana ze stosunkowo lekkich skał. Wyróżniamy 2 podstawowe typy skorupy – kontynentalną i oceaniczną – różniące się grubością i składem.

24. Płaszcz leży pod skorupą i jest dużo grubszy – sięga do głębokości 2900 km. Nie jest jednorodny, w jego obrębie stwierdza się nieciągłości sejsmiczne, dzięki którym zazwyczaj wyróżnia się płaszcz górny (sięgający do głębokości 200–400 km) oraz płaszcz dolny (od 660–900 do 2900 km), niekiedy rozdzielone strefą przejściową (od 200–400 do 660–900 km). Skały budujące płaszcz są przeważnie w stałym stanie skupienia (przewodzą zarówno podłużne, jak i poprzeczne fale sejsmiczne). Płaszcz Ziemi pełni bardzo ważną funkcję: zachodzące w nim procesy konwekcji cieplnej – chociaż bardzo powolne – są motorem napędzającym ruch płyt litosfery, w następstwie czego możliwa jest cyrkulacja pierwiastków i związków chemicznych pomiędzy powierzchnią a wnętrzem Ziemi.

26. Jądro Ziemi występuje od głębokości ok. 2900 km. Składa się z 2 części. Jądro zewnętrzne jest najprawdopodobniej w stanie ciekłym, gdyż nie przewodzi poprzecznych fal sejsmicznych. W jego środku, na głębokości 5100 km, znajduje się stosunkowo niewielkie (o średnicy ok. 2500 km) stałe jądro wewnętrzne. Obydwa są zapewne zbudowane z żelaza z domieszką niklu, dzięki czemu – przy panującym tam ogromnym ciśnieniu – osiągają gęstość 8 g/cm3. Temperaturę jądra ocenia się na ok. 6500°C. Płynne metaliczne jądro zewnętrzne prawdopodobnie umożliwia generowanie ziemskiego pola magnetycznego (tzw. efekt dynama).