高中物理(新教材)選修三課件1：2-4-固體 人教版

第二章氣體、固體和液體2.4

固體學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道什么是晶體和非晶體、單晶體和多晶體。2、知道各向異性現(xiàn)象和各向同性現(xiàn)象。3、掌握晶體和非晶體在外形上和物理性質(zhì)上的區(qū)別一、晶體和非晶體1.固體分類晶體非晶體單晶體：原子(分子、離子)周期性排列構(gòu)成多晶體：許多單晶體雜亂無(wú)章地組合而成的2、常見(jiàn)的晶體石英云母明礬食鹽味精硫酸銅常見(jiàn)的非晶體松香玻璃蜂蠟瀝青橡膠特點(diǎn)：①形狀：?jiǎn)尉w具有天然的規(guī)則外形，多晶體和非晶體無(wú)天然規(guī)則的幾何形狀。②熔點(diǎn)：晶體具有固定的熔點(diǎn)，非晶體無(wú)固定的熔點(diǎn)。③物理性質(zhì)：?jiǎn)尉w某些物理性質(zhì)各向異性，多晶體和非晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性。各向異性：有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌?，有些晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性。各向同性：非晶體沿各個(gè)方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫作各向同性。由于多晶體是許多單晶體雜亂無(wú)章地組合而成的，所以多晶體是各向同性的。物理性質(zhì)包括硬度、彈性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、光的折射性等。單晶體具有各向異性，并不是說(shuō)每一種單晶體都能在各種物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性，舉例如下：①云母、石膏晶體在導(dǎo)熱性上表現(xiàn)出顯著的各向異性②方鉛礦石晶體在導(dǎo)電性上表現(xiàn)出顯著的各向異性③立方體形的銅晶體在彈性上表現(xiàn)出顯著的各向異性④方解石晶體在光的折射上表現(xiàn)出各向異性

沿不同方向傳熱的快慢不同

沿不同方向的折射率不同

沿不同方向的彈性不同

沿不同方向電阻率不同單晶體、多晶體和非晶體的區(qū)別非晶體多晶體單晶體相同點(diǎn)：具有一定形狀、體積，不易壓縮不同點(diǎn)：?jiǎn)尉w有固定的熔點(diǎn)，各向異性；非晶體無(wú)固定的熔點(diǎn)，各向同性。相同點(diǎn)：有固定的熔點(diǎn)。不同點(diǎn)：?jiǎn)尉w有規(guī)則的形狀，各向異性；多晶體沒(méi)有確定的形狀，各向同性。相同點(diǎn)：沒(méi)有確定的形狀，各向同性。不同點(diǎn)：多晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體無(wú)固定的熔點(diǎn)。二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)德國(guó)物理學(xué)家M.von勞厄于1912年發(fā)現(xiàn)X射線在晶體中會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，推導(dǎo)出了晶體作為三維光柵的衍射方程，即勞厄方程，因此獲得1914年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。勞厄預(yù)言可以用X射線通過(guò)晶體得到的衍射圖像確定晶體結(jié)構(gòu)。布拉格父子在勞厄的基礎(chǔ)上，成功地測(cè)定了NaCl、KCl等的晶體結(jié)構(gòu)，并提出了作為晶體衍射基礎(chǔ)的著名公式─布拉格定律，他們于1915年共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。X射線結(jié)晶圖譜二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)德國(guó)物理學(xué)家M.von勞厄于1912年發(fā)現(xiàn)X射線在晶體中會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，推導(dǎo)出了晶體作為三維光柵的衍射方程，即勞厄方程，因此獲得1914年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。勞厄預(yù)言可以用X射線通過(guò)晶體得到的衍射圖像確定晶體結(jié)構(gòu)。布拉格父子在勞厄的基礎(chǔ)上，成功地測(cè)定了NaCl、KCl等的晶體結(jié)構(gòu)，并提出了作為晶體衍射基礎(chǔ)的著名公式─布拉格定律，他們于1915年共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。X射線結(jié)晶圖譜1．微觀結(jié)構(gòu)理論的內(nèi)容

組成晶體的物質(zhì)微粒（分子或原子、離子）依照一定的規(guī)律在空間中整齊地排列、晶體中物質(zhì)微粒的相互作用很強(qiáng)，具有空間上的周期性。例如實(shí)驗(yàn)晶體結(jié)構(gòu)，如圖所示。食鹽晶體結(jié)構(gòu)2.同種元素的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布形成不同的物質(zhì)。例如：石墨和金剛石的微觀結(jié)構(gòu)。石墨晶體結(jié)構(gòu)金剛石晶體結(jié)構(gòu)石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間距離較大，作用力較弱，沿此方向容易將石墨剝離石墨的層狀結(jié)構(gòu)決定了它的質(zhì)地松軟，可以用來(lái)制作粉狀潤(rùn)滑劑，也可用來(lái)制作鉛筆芯等。金剛石中碳原子間的作用力很強(qiáng)，所以金剛石有極高的硬度能用來(lái)切割玻璃，如果把它安裝在鉆探機(jī)的鉆頭上，能夠鉆入堅(jiān)硬的巖石內(nèi)。說(shuō)明：同種物質(zhì)也可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，也就是說(shuō)，物質(zhì)是晶體還是非晶體，并不是絕對(duì)的。例如，天然水晶是晶體，而熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃)就是非晶體。有些非晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為晶體。2.用晶體的微觀結(jié)構(gòu)解釋晶體的特征(1)為什么晶體具有規(guī)則的幾何外形？

由于晶體的物質(zhì)微粒是按照一定的規(guī)則在空間中整齊地排列的，表現(xiàn)在外形上具有規(guī)則的幾何形狀，且不同類型的晶體結(jié)構(gòu)，決定了各種晶體的不同外形。(2)如何解釋物理性質(zhì)的各向異性呢？在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同，引起晶體的不同方向上物理性質(zhì)的不同。如圖表示在一個(gè)平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況．從圖上可以看出，在沿不同方向所畫(huà)的等長(zhǎng)直線AB、AC、AD上，物質(zhì)微粒的數(shù)目不同。跟蹤練習(xí)1.下列敘述中正確的是(

)A．晶體的各向異性是由于它的微粒按空間點(diǎn)陣排列B．單晶體具有規(guī)則的幾何形狀是由于它的微粒按一定規(guī)律排列C．多晶體有確定的熔點(diǎn)是因?yàn)槲镔|(zhì)微粒的有規(guī)則排列D．石墨的硬度與金剛石相比差得多，是由于它的微粒沒(méi)有按空間點(diǎn)陣分布ABC跟蹤練習(xí)1.下列敘述中正確的是(

)A．晶體的各向異性是由于它的微粒按空間點(diǎn)陣排列B．單晶體具有規(guī)則的幾何形狀是由于它的微粒按一定規(guī)律排列C．多晶體有確定的熔點(diǎn)是因?yàn)槲镔|(zhì)微粒的有規(guī)則排列D．石墨的硬度與金剛石相比差得多，是由于它的微粒沒(méi)有按空間點(diǎn)陣分布ABC2.下列說(shuō)法中正確的是（）A.常見(jiàn)的金屬材料都是多晶體B.只有非晶體才顯示各向同性C.凡是具有規(guī)則天然幾何形狀的物體必定是單晶體D.多晶體不顯示各向異性ACD3.如圖所示，ACBD是一厚度均勻的由同一種微粒構(gòu)成的圓板，AB和CD是互相垂直的兩條直徑，把圓板從圖示位置轉(zhuǎn)90°后電流表讀數(shù)發(fā)生了變化(兩種情況下都接觸良好)，關(guān)于圓板，下列說(shuō)法不正確的是()A．圓板的導(dǎo)電性能具有各向異性B．圓板是非晶體C．圓板是多晶體D．圓板是單晶體E．不知有無(wú)固定熔點(diǎn)，無(wú)法判定是晶體還是非晶體BCE4.由同種物質(zhì)微粒組成但空間點(diǎn)陣不同的兩種晶體，這兩種晶體一定是(

)A．物理性質(zhì)相同，化學(xué)性質(zhì)不相同B．物理性質(zhì)不相同，化學(xué)性質(zhì)相同C．物理性質(zhì)相同，化學(xué)性質(zhì)相同D．物理性質(zhì)不相同，化學(xué)性質(zhì)不相同B備用工具&資料3.如圖所示，ACBD是一厚度均勻的由同一種微粒構(gòu)成的圓板，AB和CD是互相垂直的兩條直徑，把圓板從圖示位置轉(zhuǎn)90°后電流表讀數(shù)發(fā)生了變化(兩種情況下都接觸良好)，關(guān)于圓板，下列說(shuō)法不正確的是()A．圓板的導(dǎo)電性能具有各向異性B．圓板是非晶體C．圓板是多晶體D．圓板是單晶體E．不知有無(wú)固定熔點(diǎn)，無(wú)法判定是晶體還是非晶體BCE跟蹤練習(xí)1.下列敘述中正確的是(

)A．晶體的各向異性是由于它的微粒按空間點(diǎn)陣排列B．單晶體具有規(guī)則的幾何形狀是由于它的微粒按一定規(guī)律排列C．多晶體有確定的熔點(diǎn)是因?yàn)槲镔|(zhì)微粒的有規(guī)則排列D．石墨的硬度與金剛石相比差得多，是由于它的微粒沒(méi)有按空間點(diǎn)陣分布ABC一、晶體和非晶體1.固體分類晶體非晶體單晶體：原子(分子、離子)周期性排列構(gòu)成多晶體：許多單晶體雜亂無(wú)章地組合而成的常見(jiàn)的非晶體松香玻璃蜂蠟瀝青橡膠特點(diǎn)：①形狀：?jiǎn)尉w具有天然的規(guī)則外形，多晶體和非晶體無(wú)天然規(guī)則的幾何形狀。②熔點(diǎn)：晶體具有固定的熔點(diǎn)，非晶體無(wú)固定的熔點(diǎn)。③物理性質(zhì)：?jiǎn)尉w某些物理性質(zhì)各向異性，多晶體和非晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性。各向異性：有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌?，有些晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性。各向同性：非晶體沿各個(gè)方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫作各向同性。由于多晶體是許多單晶體雜亂無(wú)章地組合而成的，所以多晶體是各向同性的。物理性質(zhì)包括硬度、彈性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、光的折射性等。二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)德國(guó)物理學(xué)家M.von勞厄于1912年發(fā)現(xiàn)X射線在晶體中會(huì)發(fā)生衍