Презентация, доклад по физике в профильном классе на элективных курсах

Содержание

Введение Нанотехнологии – одна из высокотехнологичных отраслей современной науки и техники, которая занимается исследованием атомов и молекул и созданием из них различного рода искусственных изделий. Достижения в области этой самой высокой технологии неизбежно ведут к революции в

Слайд 1Моделирование и исследование свойств наночастиц
Выполнила работу: Харитонова Яна.
ученица 11класса МБОУ «СОШ

№7 г. Медногорска»

Исследовательская работа

Моделирование и исследование свойств наночастицВыполнила работу: Харитонова Яна.ученица 11класса МБОУ «СОШ №7 г. Медногорска»Исследовательская работа

Слайд 2Введение
Нанотехнологии – одна из высокотехнологичных отраслей современной науки и техники, которая

занимается исследованием атомов и молекул и созданием из них различного рода искусственных изделий. Достижения в области этой самой высокой технологии неизбежно ведут к революции в медицине, электронике, искусственном интеллекте, промышленности и в других сферах человеческой деятельности. Иными словами, нанотехнология – это путь к созданию новой цивилизации с присущими ей набором ценностей и идеалов.
Введение	Нанотехнологии – одна из высокотехнологичных отраслей современной науки и техники, которая занимается исследованием атомов и молекул и

Слайд 3Цель данной работы –
Исследование моделирования наночастиц при использования компьютерной программы nanoModel

и ее адаптация к школьному курсу физики

4

1

2

Цель данной  работы –Исследование моделирования наночастиц при использования компьютерной программы nanoModel и ее адаптация к школьному

Слайд 4Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
1. Проанализировать

исторические и теоретические материалы образование наночастиц.

3.Разработать модели с помощью виртуального лабораторного практикума "Многомасштабное моделирование в нанотехнологиях" – nanoModel.

4.Создать электронный учебник для научного исследования наночастиц для использования в школьном курсе элективного и профильного образования..

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи: 1. Проанализировать исторические и теоретические материалы образование наночастиц.3.Разработать

Слайд 5www.themegallery.com
Объекты исследования: модели построенных наночастиц металлов и неметаллов.

Предмет исследования: наночастицы.

Методы исследования:

Математическое моделирование процессов построения наночастиц на основе программного комплекса nanoModel
www.themegallery.comОбъекты исследования: модели построенных наночастиц металлов и неметаллов.Предмет исследования: наночастицы.Методы исследования: Математическое моделирование процессов построения наночастиц на

Слайд 62. Исторические аспекты развития нанотехнологии.
www.themegallery.com
Человечество использовало нанотехнологии тысячи и сотни

лет назад, но не догадывалось об этом. Древние египтяне и римляне, индейцы Майя, средневековые мастера Европы получали материалы, состоящие из упорядоченных наночастиц, что придавало им необычные качества. Достижения в области этой самой высокой технологии неизбежно ведут к революции в медицине, электронике, искусственном интеллекте, промышленности и в других сферах человеческой деятельности. Иными словами, нанотехнология – это путь к созданию новой цивилизации с присущим ей набором ценностей и идеалов.
2. Исторические аспекты развития нанотехнологии. www.themegallery.comЧеловечество использовало нанотехнологии тысячи и сотни лет назад, но не догадывалось об

Слайд 7Оборудование нанотехнологии.
www.themegallery.com
Всякая технология, будь то обработка материала на макро-, микро- или

наноуровне, не может обходиться без средств измерения соответствующих величин.
В 1981 году был создан первый сканирующий туннельный микроскоп (СТМ). В 1982 г., с его помощью впервые в истории получили изображение поверхности золота, а затем и кремния с атомарным разрешением.
В 1986 г в лаборатории цюрихского отделения IBM были созданы микроскопы следующего поколения – атомно-силовые (АСМ).

Оборудование  нанотехнологии. www.themegallery.comВсякая технология, будь то обработка материала на макро-, микро- или наноуровне, не может обходиться

Слайд 8Что такое физикохимия?
Традиционные химия, физика, механи­ка имеет дело с макроскопическими количествами

вещества, содержащими такое громадное количество атомов, что вещест­во кажется сплошным и мы редко вспоминаем о его атомарной структуре. Триллионы соединенных вместе атомов образуют так называемое компактное вещество.
Первым обратил на это внимание известный ученый XIX века Майкл Фарадей, сумевший получить коллоидную суспензию, состоящую из крошечных частиц золота.
Именно первые опыты по получению наноскопических частиц привели к бурному росту интереса в научных кругах.
Сегодня ученые умеют получать наноструктуры практически всех химических элементов, что дает огромную свободу для исследований.
Что такое физикохимия?Традиционные химия, физика, механи­ка имеет дело с макроскопическими количествами вещества, содержащими такое громадное количество атомов,

Слайд 9Визуализационное моделирование.
www.themegallery.com
Наиболее простая из современных визуализационных программ –программа nanoModel на базе

учебно-методического программного комплекса «Многомасштабное моделирование в нанотехнологиях
Визуализационное моделирование.www.themegallery.comНаиболее простая из современных визуализационных программ –программа nanoModel на базе учебно-методического программного комплекса «Многомасштабное моделирование в

Слайд 10www.themegallery.com
Смотреть чужие модели наноструктур, конечно, интересно, но гораздо интереснее строить их

самим. Один из способов применения моделирования апробированный мной в школьном курсе изложен в практической части работы.
www.themegallery.comСмотреть чужие модели наноструктур, конечно, интересно, но гораздо интереснее строить их самим. Один из способов применения моделирования

Слайд 11Практическая работа «Моделирование и исследование свойств наночастиц».
www.themegallery.com
Практические исследования были выполнены с

помощью виртуального лабораторного практикума nanoModel на базе учебно-методического программного комплекса «Многомасштабное моделирование в нанотехнологиях». Для составления выполнения лабораторной работы воспользуемся моделью «Моделирование однокомпонентных наночастиц». В процессе моделирования отдельные атомы объединяются в группы. Используя программу nanoModel , для каждого элемента из группы металлов и неметаллов можно получить выходные данные и вид модели наночастиц .
Практическая работа «Моделирование и исследование свойств наночастиц».www.themegallery.comПрактические исследования были выполнены с помощью виртуального лабораторного практикума nanoModel на

Слайд 12www.themegallery.com
Цель :
Исследовать построение моделей наночастиц металлов и неметаллов в зависимости от

координационного числа при использования компьютерной программы.

4

2

1

Click to edit text styles

www.themegallery.comЦель :Исследовать построение моделей наночастиц металлов и неметаллов в зависимости от координационного числа при использования компьютерной программы.

Слайд 13www.themegallery.com
Задачи:
1.Проследить процедуру формирования наночастиц для воспроизведения физической и логической цепочки атом-молекула

и атом наночастица.

2.Разработать модели с помощью виртуального лабораторного практикума- nanoModel

www.themegallery.comЗадачи:1.Проследить процедуру формирования наночастиц для воспроизведения физической и логической цепочки атом-молекула и атом наночастица.2.Разработать модели с помощью

Слайд 14Выполнение работы
Подготовить входные данные для расчетов в зависимости от варианта работы.
Запустить

численный эксперимент.
По окончании работы программы извлечь выходные данные (координационные числа элементов, плотность и размер частицы).
Провести сравнительный анализ результатов расчета при разных значениях управляющих параметров и сделать выводы относительно их влияния на построение наночастицы.

Выполнение работыПодготовить входные данные для расчетов в зависимости от варианта работы.Запустить численный эксперимент.По окончании работы программы извлечь

Слайд 15Пример выполнения лабораторной работы : «Моделирование и исследование свойств наночастиц»
Исходя из

исследования теоретического материала о строении вещества, необходимо использовать для построения модели наночастицы элементы, приведенные в таблице

Металлы
Не металлы
Щелочные металлы
Щелочноземельные металлы


Пример выполнения лабораторной работы : «Моделирование и исследование свойств наночастиц» Исходя из исследования теоретического материала о строении

Слайд 16www.themegallery.com
Используя программу nanoModel, для каждого элемента из группы металлов и неметаллов

для лучшей репрезентативности проведенной серии экспериментов получены данные характеризующие структуру наночастицы и получены их изображения структуры
www.themegallery.comИспользуя программу nanoModel, для каждого элемента из группы металлов и неметаллов для лучшей репрезентативности проведенной серии экспериментов

Слайд 17Практическая работа
Капля, нанесенная на подложку, после испарения оставляет на ней ансамбль

из микросфер («кольца») определенной архитектуры, зависящей от многих параметров. Поэтому, для получения наноструктурированных материалов с заранее заданными свойствами весьма актуальным является изучение влияний различных исходных параметров на конечную архитектуру рабочего элемента – нанесенного «кольца».

«Самосборка ансамблей микро- и наночастиц в капле растворителя»:

Цель работы:
Исследование зависимости морфологии ( характера расположения на подложке и упорядочения) ансамбля микро- и наночастиц, получаемой в результате самосборки, а также времени высыхания растворителя, от физико-химических параметров системы ( смачиваемости подложки, гистерезиса контактного угла, размера и количества частиц).

Практическая работаКапля, нанесенная на подложку, после испарения оставляет на ней ансамбль из микросфер («кольца») определенной архитектуры, зависящей

Слайд 18Задачи, выполняемые в процессе работы:
Получение теоретических представлений о явлении самосборки ансамблей

частиц путем компьютерного моделирования процессов в высыхающей капле коллоидного раствора.
Ознакомление с основными движущими силами процессов самосборки и их применением для получения структуры с заданной морфологией.
Ознакомление с методом диссипативной динамики частиц как инструмента компьютерного расчета морфологии ансамбля наночастицв высыхающей микрокапле раствора.
Конкретные задания могут включать исследования воздействия на самосборку следующих параметров системы:
Cмачиваемости раствором подложки (задается величиной контактного угла φ); рекомендуемые диапазоны 300-900
Радиуса частиц R (от 50 нм до 1000 нм, шаг варьирования выбрать самостоятельно, предлагаемый по умолчанию вариант - 50 нм)
Количества частиц в ансамбле N (от 500 до 10000, шаг варьирования выбрать самостоятельно, предлагаемый по умолчанию вариант – 500)
Задачи, выполняемые в процессе работы:Получение теоретических представлений о явлении самосборки ансамблей частиц путем компьютерного моделирования процессов в

Слайд 19Оценка влияния изменения параметров плотностей веществ на создание архитектуры наночастиц при

высыханиии капли жидкости в веществах

Четкая архитектура колец при высыхании капли жидкости выстраивается при использовании следующих растворителей :спирт, скипидар, вода, масло.

Оценка влияния изменения параметров плотностей веществ на создание архитектуры наночастиц при высыханиии капли жидкости в веществах Четкая

Слайд 20Проведены вычислительные эксперименты, направленные на оценку влияния изменения параметров температуры и

создание архитектуры наночастиц при высыхании.

Четкая архитектура колец при высыхании капли жидкости в трех системах выстраивается при температуре 295 К (22˚С) и 300 К (27˚С).

Проведены вычислительные эксперименты, направленные на оценку влияния изменения параметров температуры и создание архитектуры наночастиц при высыхании.Четкая архитектура

Слайд 21Проведены вычислительные эксперименты, направленные на оценку влияния изменения параметров относительно влажности

на системах SiO2-вода-SiO2 и создание архитектуры наночастиц при высыхании.

Четкая архитектура колец при высыхании капли жидкости в трех системах выстраивается при относительной влажности 50 до 70 %.

Проведены вычислительные эксперименты, направленные на оценку влияния изменения параметров относительно влажности на системах SiO2-вода-SiO2 и создание архитектуры

Слайд 22Проведены вычислительные эксперименты, направленные на оценку влияния изменения параметров угла контакта

(угол между касательной к поверхности капли и горизонтальной прямой на создание архитектуры наночастиц при высыхании.

Четкая архитектура колец при высыхании капли жидкости в трех системах выстраивается при угле контакта в 90˚.

Проведены вычислительные эксперименты, направленные на оценку влияния изменения параметров угла контакта (угол между касательной к поверхности капли

Слайд 23www.themegallery.com
Даная методика была апробирована на элективных курсах в 9 классе. Учащиеся

справились с комплексом вышеизложенных лабораторных работ. Были получены все вышеописанные структуры.
Создано электронное пособие для научного исследования наночастиц в школьном курсе элективного и профильного образования.

www.themegallery.comДаная методика была апробирована на элективных курсах в 9 классе. Учащиеся справились с комплексом вышеизложенных лабораторных работ.

Слайд 24Выводы:
www.themegallery.com
Методика, для которой описан пример лабораторной

работы, носит исследовательский характер в рамках школы и является оптимальным вариантом для ознакомления со способами физического, имитационного и компьютерного моделирования, свойства структур, силами взаимодействия и моделированием применительно к нанотехнологиям.
Выводы:www.themegallery.com     Методика, для которой описан пример лабораторной работы, носит исследовательский характер в рамках

Слайд 25Заключение .
www.themegallery.com
Выбор темы связан с тем, что в данное время нанотехнология

и производство наноматериалов становится одним из основных направлений научного и технологического развития во всем мире.
Способов получения наноструктур существует великое множество. Можно распылять вещество лазером, облучать газоразрядной лампой или даже соскребать со стенок термоядерного реактора. А можно, используя компьютерную программу, построить нанообъекты и по полученным данным рассмотреть нанообъекты. Предложенная компьютерная модель апробирована на элективных школьных курсах, хорошо воспроизводится в экспериментальных условиях, а значит, может широко применяться при изучении физики в школе при профильном обучении в 10-11 классе и на элективных курсах в 9 классе.
Заключение . www.themegallery.comВыбор темы связан с тем, что в данное время нанотехнология и производство наноматериалов становится одним

Слайд 26Заключение .
Из проведенной практической части работы следует сделать следующие выводы: методика,

для которой описан пример лабораторных работы, является оптимальным вариантом для ознакомления со способами физического, имитационного и компьютерного моделирования, свойствами наноструктур, силами взаимодействия и моделированием применительно к нанотехнологиям в школьном курсе профильного изучения физики для 10-11 классах и элективных курсах в 9 классе.

www.themegallery.com

Заключение .Из проведенной практической части работы следует сделать следующие выводы: методика, для которой описан пример лабораторных работы,

Слайд 27Спасибо за внимание !
www.themegallery.com

Спасибо за внимание !www.themegallery.com

Что такое shareslide.ru?

Это сайт презентаций, где можно хранить и обмениваться своими презентациями, докладами, проектами, шаблонами в формате PowerPoint с другими пользователями. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть