Stavebnice elementárních buněk kubické struktury

žáci 2.- 4. ročník středních škol a studenti učitelství fyziky (případně chemie). 

1. Tvorba modelu - studenti/žáci pracují v programu AutoDesk Inventor. 
2. Tisk modelu - studenti/žáci objasní princip 3D tisku a pracují v PrusaSlicer, ovládají 3D tiskárnu. 
3. Přidávání magnetů - studenti/žáci pracují s tavnou pistolí.

Cílem je vytvořit sadu elementárních buněk kubické struktury, který napomáhá k pochopení samotné stavbě krystalických mříží a také sdílení atomů jednotlivými buňkami. Rozdílné barvy elementárních buněk napomáhají vizualizaci sdílení atomů a díky přidaným magnetům si studenti/žáci mohou sestavit buňky opakovaně. Podporuje se u žáků prostorová představivost. Žáci si díky stavebnici upevní poznatky o struktuře krystalických látek.   

Při vytváření modelů a 3D tisku studenti/žáci získají nové IT dovednosti. 

3D tiskárna s 9 barvami filamentu, IT učebna, software-AutoDesk Inventor, PrusaSlicer, neodymové magnetky, tavná pistole 

Příprava modelu: cca 150 minut (podle zkušeností studentů/žáků)

Doba tisku jedné buňky: cca 12 hodin (včetně lepení magnetů)

Dodatečné úpravy po tisku: cca 15 minut

Montáž: cca 45 minut

Využití stavebnice ve výuce na SŠ

• Teoretický výklad k problematice kubických mříží. 

• Žáci si sestavují elementární buňky (prosté, plošně centrované, prostorově centrované)

• Žáci spojují elementární buňky k sobě. 

• Pozorujeme sdílení atomů více buňkami. 

Využití modelů ve výuce studentů učitelství

• Teoretický úvod do problematiky kubických mříží.

• Studenti učitelství se seznámí s modelem.

• Navrhují jeho vhodné začlenění do výkladu na SŠ.

Tvorba modelů

• Seznámení se s tvorbou modelů.

• Tvorba modelů.

• Tisk jednotlivých komponentů. 

Doporučujeme vytisknout 4 elementární buňky se severním pólem a 4 elementární buňky s jižním polem magnetů.

SADA PRO JEDNU ELEMENTÁRNÍ BUŇKU OBSAHUJE: 
• 8 vrcholových atomů (osmina koule)
• 6 atomů stěny (polovina koule)
• 1 centrální atom (celá koule) 
• 8 spojnic s kruhovým průřezem
• 24 spojnic s obdélníkovým průřezem
• 12 spojnic s trojúhelníkovitým průřezem