玻璃、陶瓷和水泥.docx
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1、玻璃、陶瓷和水泥玻璃、陶瓷和水泥1第三节玻璃、陶瓷和水泥教学目标:1知道水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途。2激发学生学习化学的爱好,使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步相识。3使学生相识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。教学重点、难点:水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料教学用具:高压钠灯、光导玩具、光导演示器、光缆实物、投影片、电影剪辑教学方法:展示实、图片、谈话、讲解并描述、探讨探究课时划分:两课时教学过程:一课时投影人工吹制玻璃器皿学与问玻璃中含有什么物质?玻璃器皿为何能通过人工吹制方法制得?板书一、玻璃自学请大家阅读课本P59有关玻璃的内容,并填写下表投
2、影展示玻璃主要用料反应条件玻璃窑中发生的主要反应成分学生阅读完课本后,由学生回答,老师填写上表纯碱石灰石石英高温Na2CO3+CO2Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2Na2SiO3CaSiO3SiO2板书1、生产玻璃原料:主要反应:成分:讲解并描述在原料中SiO2用量较大,一般玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔化在一起得到的物质主要成分是SiO2。提问为什么制取氟化氢气体或盛放氢氟酸时不能用玻璃容器?回答因为玻璃中含有二氧化硅,而氢氟酸可以和二氧化硅发生化学反应。演示试验取一根玻璃管,置于燃着的酒精喷灯上,把玻璃管拉成两支尖嘴管。视察大家看到了什么?回答
3、玻璃受热、变软,可拉细。讲解并描述试验室里的胶头滴管就是这样制出来的。这说明一般玻璃在高温时易软化、变形。但假如我们在玻璃容器中进行的是高温下的化学反应,一般的玻璃仪器明显是不能满意要求的,这时我们可以用能承受较高温度的石英玻璃容器。石英玻璃的主要成分是二氧化硅,它的膨胀系数小,不怕温度的隧然改变,而且具有很高的化学稳定性,所以是一种制作高温容器的良好材料。思索看起来晶莹透亮的玻璃是不是晶体呢?请大家思索后回答,说出推断的依据。探讨(生甲)是。晶体都能反光,玻璃也能反光,所以是;(生乙)是。因为玻璃是一个规则的形体,看起来也是亮晶晶的;(生丙)不是。晶体都有规则的几何形态,玻璃没有;(生丁)不
4、是。晶体都有固定的熔点,而玻璃没有。讲解好。看来大家都很爱动脑思索。事实上,玻璃不是晶体。因为晶体的外表特征是有肯定的、整齐的、有规则的几何外形(当然,构成晶体的那个最小的单元是我们肉眼看不见的),它有固定的熔点。而玻璃是介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态,我们把它叫做玻璃态。它的结构特点是:它的粒子不像晶体那样有严格的空间排列,但又不像无定形体那样无规则排列,而是“短程有序、远程无序”。即从小范围来看,它有肯定的晶型排列;从整体来看,却像无定形的物质那样是无晶形的排列规律。所以玻璃态物质没有肯定的熔点,而是在某一温度范围内渐渐软化变为液态。板书2、玻璃态物质:短程有序、远程无序,没有肯定
5、的熔点,而是在某一温度范围内渐渐软化变为液态。展示一小块一般玻璃提问大家看,这是一块一般玻璃,当我们把若干块一般玻璃叠加,或从侧面看这块玻璃时,它都是绿色的。为什么?回答因为原料中混有二价铁的原因。展示一块红色玻璃,一块蓝色玻璃提问它们和我刚才取的那块一般玻璃的颜色不一样,是什么造成了它们的这种差别呢?回答是因为在制造玻璃的过程当中,加入了金属氧化物。在红色玻璃中加的是氧化亚铜(Cu2O),在蓝色玻璃中加的是氧化钴(Co2O3)。总结很好。也就是说在制造玻璃的过程中,当我们加入某些金属氧化物时(如二氧化锰、二氧化锡等),会使玻璃呈现不同的颜色。提问请大家依据生活阅历,说一下一般玻璃的优点和缺点
6、是什么?回答玻璃的透光性能好,但易碎,并且易伤人。用玻璃制成的物品美观,但就是不牢固,如窗户上的玻璃,很简单被打破。玻璃不耐热,开水都能把它炸裂讲解并描述大家说得都很好。也正是为了让玻璃“弃恶扬善”,玻璃专家们进行了深化的探讨,并不断地制成有各种各样性能的特种玻璃。如石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。投影展示几种玻璃的特性和用途种类特性用途一般玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石英玻璃膨胀系数小,耐酸碱,强度大,滤光化学仪器;高压水银灯、紫外灯等的灯壳;光导纤维、压电晶体等光学玻璃透光性能好,有折光和色散性眼镜片;照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器玻璃纤维耐腐蚀、不
7、怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀太空飞行员的衣服、玻璃钢等钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂运动器材;微波通讯器材;汽车、火车窗玻璃等讲解并描述钢化玻璃是将一般玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。其成分与一般玻璃一样,但经这样处理后,玻璃的内应力消逝,机械强度增大,不易破裂。一旦破裂,碎块也没有尖锐的棱角,不易伤人,是一种平安玻璃。投影列车车厢玻璃是用钢化玻璃制成讲解并描述玻璃纤维是由熔融玻璃拉成或吹成的纤维,是玻璃钢中的增加材料。玻璃钢,是一种复合材料,质轻而坚硬,机械强度可与钢材相比,因此得名。光学玻璃又称铅玻璃,它与一般成分不相同,主要由硅酸钾、硅酸铅和石英组成。生产
8、中对原料纯度要求高、不能含有氧化铁等杂质,熔制过程要严格限制工艺,并实行搅拌等措施,排净气泡,保证料液高度匀称,只有这样,才能使制成的玻璃质地匀称,有很好的折光性等光学性能。阅读资料卡片变色玻璃(变色眼镜)变色玻璃在制造过程中,预先掺进了对光敏感的物质,如氯化银、溴化银(统称卤化银)等,还有少量氧化铜催化剂。在变色眼镜的玻璃里,有和感光胶片的曝光成像非常相像的改变过程。卤化银见光分解,变成许很多多黑色的银微粒,匀称地分布在玻璃里,玻璃镜片因此显得暗淡,阻挡光线通行,这就是黑眼镜。当回到稍暗一点的地方,在氧化铜催化剂的促进下,银和卤素重新化合,生成卤化银,玻璃镜片又变得透亮起来板书3、钢化玻璃:
9、一般玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。特种玻璃:石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。有色玻璃:在制造玻璃的过程当中,加入了金属氧化物变色玻璃:卤化银见光分解,稍暗一点的地方,在氧化铜催化剂的促进下,银和卤素重新化合,生成卤化银,投影陶瓷图片:讲解并描述我国早在8000年前便独创了制陶技术,是世界上最先烧造和运用陶器的国家之一。陶瓷的独创是人类科技发展史上一个重要里程碑,是人类第一次学会用黏土等自然物为主要原料经过困难的物理化学改变制造出的一种重要的人造材料。瓷器是中华文明的象征。在很多拉丁语系国家中,“瓷器”和“中国”都以“CHINA”这同一种字母拼音表示。板书二、陶瓷提问我国素有“
10、瓷都”之称的地方在哪里?“陶都”之称的地方在哪里?回答江西景德镇。浙江宜兴。讲解并描述对。景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为:“洁如玉、明如镜、薄如纸、声如磬。”可见有多么的精致了。板书1、传统上陶瓷是指全部以粘土为主要原料(Al2O32SiO22H2O)与其它自然矿物原料经过粉碎、成型、煅烧等过程制成的各种制品。广义上陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。投影手工制造陶瓷的过程(依据图讲解)板书2、手工制陶瓷过程:1混合2成型干燥烧结冷却陶瓷器展示一外观漂亮的陶瓷制品讲解彩釉的初步学问:投影陶瓷种类及用途:板书3、彩釉:陶瓷种类及用途:过渡水泥是一种特别重要的建筑材料,下面我们
11、学习水泥的有关学问板书三、水泥投影阅读课本63页有关水泥内容,并填写下表。板书1、水泥主要原料:粘土石灰石(石膏)适量主要成分:硅酸三钙:3CaOSiO2硅酸二钙:2CaOSiO2铝酸三钙:3CaOAl2O3主要性质:水硬性讲解并描述由上表可以看出,水泥最主要的性质是水硬性。即跟水混合搅拌并静置后,很简单凝固变硬,由于水泥具有这一优良特性,被用作建筑材料。又由于它在水中也能硬化,因此是水下工程必不行少的材料。建筑用粘合剂水泥沙浆的成分是水泥、沙子和水的混合物。混凝土是由水泥、沙子和碎石混合而成。目前,我国已成为世界上生产和运用水泥制品最多的国家。常识介绍水泥的标号及钢筋混凝土。板书2、水泥的标
12、号及钢筋混凝土。小结略课堂练习1.下列物质中属于纯净物的是A.Na2CO310H2OB.水泥C.纯净的盐酸D.一般玻璃2.下列叙述正确的是A.酸均不能与酸性氧化物反应B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同3.与一般玻璃相比具有相同组成的是A.钢化玻璃B.光学仪器玻璃C.石英玻璃D.有色玻璃4.下列物质有固定熔点的是A.水泥B.玻璃C.Na2OSiO2D.水玻璃5.熔融烧碱应选用的器皿是A.石英坩埚B.生铁坩埚C.一般玻璃坩埚D.陶瓷坩埚参考答案:1、A2、BD3、C4、C5、B作业P651、2板书安排一、玻璃1
13、、生产玻璃原料:主要反应:成分:2、玻璃态物质:短程有序、远程无序,没有肯定的熔点,而是在某一温度范围内渐渐软化变为液态。3、钢化玻璃:一般玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。特种玻璃:石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。有色玻璃:在制造玻璃的过程当中,加入了金属氧化物变色玻璃:卤化银见光分解,稍暗一点的地方,在氧化铜催化剂的促进下,银和卤素重新化合,生成卤化银,二、陶瓷1、传统上陶瓷是指全部以粘土为主要原料(Al2O32SiO22H2O)与其它自然矿物原料经过粉碎、成型、煅烧等过程制成的各种制品。广义上陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。2、手工制陶瓷过程:1混
14、合2成型干燥烧结冷却陶瓷器3、彩釉:陶瓷种类及用途:三、水泥1、水泥主要原料:粘土石灰石(石膏)适量主要成分:硅酸三钙:3CaOSiO2硅酸二钙:2CaOSiO2铝酸三钙:3CaOAl2O3主要性质:水硬性2、水泥的标号及钢筋混凝土。高考物理第一轮测定玻璃的折射率复习学案 第三课时试验:测定玻璃的折射率用双缝干涉测光的波长 一、测定玻璃砖的折射率【试验目的】1驾驭测定折射率的方法2学会测量玻璃砖的折射率【试验原理】用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线OB,确定出O点,画出折射光线00,然后用量角器测量出入射角i和折射角r的度数,依据n=计算出玻璃的折射率【试验器材】玻璃砖、白纸、大头针、量
15、角器、圆规、三角板、图钉、铅笔【试验步骤】1用图钉把白纸固定在长木板上。2在白纸上画一条直线aa,并取aa上的一点O为人射点,作过O的法线MN。3画出线段AO作为人射线,并在AO上插上P1、P2两根大头针。4在白纸上放上玻璃砖,使其中一个长边与直线aa重合,标出另一条边上两个点b、b,并画出另一条线bb。5通过玻璃砖视察并调整视线方向,使P1的像被P2拦住,然后在视察一侧插上大头针P3,使P3拦住P1、P2,的像,再插上P4、拦住大头针P3及P2、Pl的像6移去玻璃砖,拔去大头针,将大头针P3、P4的针孔连线,确定出射光线OB及出射点O,连接O、O得线段OO表示AO光线在在玻璃中的折射光线。7
16、用量角器量出入射角i和折射角r,并查出其正弦值sini和sinr。8变更人射角,重复试验,算出不同人射角时的折射率n,并取平均值 二、用双缝干涉测光的波长【试验目的】1了解光波产生稳定干涉的条件2视察白光与单色光的双缝干涉图样3测定单色光的波长【试验原理】1光源发出的光经滤光片后成为单色光,单色光经过单缝后,成为步调一样的单色相干光源,经双缝产生稳定的干涉图样,我们通过光屏可以视察到明暗相间的干涉条纹。若用白光照耀,通过两狭缝可以在光屏上视察到彩色条纹。2依据=可以计算出单色光的波长。公式中d为双缝间距离,x为相邻两条亮纹间的距离,L为双缝到屏之间的距离,试验中d一般是已知的,所以测出L、x即
17、可测出光的波长。3测量头的构造及运用如图所示测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,分划板会向左右移动,测量时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心,如图登记此时手轮上的读数。图示上的测量头安装的是螺旋测微器,有的测量头上安装的是游标卡尺,要留意二者读数的区分。两次读数之差就表示这两条条纹间的距离。实际测量时,要数n条明纹(暗纹)的宽度设为a,那么x=a/(n-1)【试验器材】双缝干涉仪:包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏、测量头及刻度尺等。【试验步骤】(一)、视察双缝干涉图样1依次安放光源、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏置于光具座,如图所示调整光源位置,使光源发出的光能平行地进
18、人遮光筒并照亮光屏。2接好光源,打开开关,使灯丝正常发光。3调整各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏。4用白光照耀,在屏上视察白光的双缝干涉图象。5在单缝与光源之间放上滤光片,在屏上视察单色光的双缝干涉图象。6换用不同颜色的滤光片,视察干涉图样的异同。(二)、测定单色光的波长1安装测量头,调整至可清楚视察到干涉条纹2使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心,登记手轮上的读数a1;转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心,登记此时手轮上的读数a2;并登记两次测量时移过的条纹数n,则a1-a2表示n亮条纹间距3用刻度尺测量双缝到光屏间距离L(d是已知的)4代入公式=,可求出波长。5
19、重复测量、计算,求出波长的平均值6换用不同滤光片,重复试验 学问点一测量玻璃砖的折射率留意事项1大头针要竖直插在纸上,间距要适当大一些。2入射角不宜太大,也不宜太小,一般在150-750。3试验中,玻璃砖与白纸的位置都不要变更。4玻璃砖要厚,便于视察大头针的像。5在操作时,手不能触摸玻璃砖的光滑光学面,更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。6试验误差来源(1)入射光线、出射光线确定的不精确性。(2)测量入射角与折射角时的相对误差。【应用1】在利用插针法测定玻璃砖折射率的试验中:(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa和bb后,不当心碰了玻璃砖使它向aa方向平移了少许,如左图所示。则他测出的折射
20、率将。(2)乙同学在画界面时,不当心将两界面aa和bb间距画得比玻璃砖宽度大些,如右图所示,则他测得折射率(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)导示:(1)如图(a)所示,甲测得的入射角和折射角都没有受到影响,因此测得的折射率将不变。(2)如图(b)所示,乙测得的入射角不受影响,但测得的折射角比真实值偏大,因此测得的折射率偏小。答案:不变偏小思索:在画界面时,若不当心将两界面aa和bb间距画得比玻璃砖宽小了些,则对测量的结果有什么影响? 学问点二验双缝干涉测光的波长留意事项1安装器材时单缝、双缝要相互平行;要将光源、滤光片、单缝、双缝中心大致位于遮光筒的轴线上,双缝到单缝距离应相等2测双缝到屏的
21、距离L可用米尺多次测量,然后取平均值3测条纹间距x时,用测量头测出n条亮(暗)纹间的距离a,求出相邻的两条明(暗,纹间的距离x=a/(n-1)。4分划板上的刻线应与干涉条纹亮(暗)线平行,否则会增大测量结果的误差5调整的主要依据是:照在像屏上的光很弱,主要是光源、单缝、双缝与遮光桶不共轴所所致;干涉条纹不清楚,主要是单缝与双缝不同等行所致。6误差分析刻定单色光的波长,其误差主要由测量引起,条纹间距x测不准,或双缝到屏的距离测不准都会引起误差,其误差属于偶然误差,可采纳测量多次取平均值法来进一步减小【应用2】现有A毛玻璃屏、B双缝、C白光光源、D单缝和E透红光的滤光片等光学元件,要把它们放在下图
22、所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列依次为C、A。(2)本试验的步骤有:取下遮光筒左侧的元件,调整光源高度,使光束能干脆沿遮光筒轴线把屏照亮;按合理依次在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;用米尺测量双缝到屏的距离;用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。在操作步骤时还应留意。(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,如图所示此时手轮上的示数为。然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,登记此时图中
23、手轮上的示数为。求得相邻亮纹的间距x为。(4)已知双缝间距d为2.010-4m,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算式=,求得所测红光波长为。导示:(1)滤光片是从白光中选出单色红光,单缝是获得点光源,双缝是获得相干光源,最终成像在毛玻璃屏上。所以排列依次为:C、E、D、B、A。(2)在操作步骤时应留意的事项有:放置单缝、双缝时,必需使缝平行;单缝、双缝间距离大约为5cm10cm;要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上。(3)螺旋测微器的读数应当:先读整数刻度,然后看半刻度是否露出,最终看可动刻度,由题干图知读数分别为2.320mm、13.870mm,所以相邻条纹间距x=
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