全優(yōu)粵教版物理選修3-3課件2019-1 15課件第2章 第2、3節(jié)

1、物理選修3-3配粵教版第二、三節(jié)晶體的微觀結(jié)構(gòu)固體新材料物理選修3-3配粵教版1(2017年徐州期中)關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中正確的是()A. 單晶體具有各向同性B. 多晶體具有各向異性C. 非晶體的物理性質(zhì)，在各個(gè)方向上都是相同的D. 無論是單晶體還是多晶體，它們的各種物理性質(zhì)，在 各個(gè)方向上都是不同的物理選修3-3配粵教版【答案】C單晶體具有各向異性，而多晶體具有各向同性，故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；非晶體的物理性質(zhì)具有各向同性，在各個(gè)方向上都是相同的，故C正確；多晶體具有各向同性， 它們的各種物理性質(zhì)， 在各個(gè)方向上都是相同的， 故D錯(cuò)誤故選C物理選修3-3配粵教版2(2017年湖南名校期中)

2、關(guān)于晶體、非晶體、液晶，下列說法正確的是()A. 所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B. 晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定 是非晶體C. 所有的單晶體都有確定的熔點(diǎn)，而多晶體沒有確定的熔點(diǎn)D. 液晶既像液體一樣具有流動性，又跟某些晶體一樣具 有光學(xué)性質(zhì)的各向異性物理選修3-3配粵教版【答案】D只有單晶體才表現(xiàn)為各向異性，多晶體表現(xiàn)為各向同性，故A錯(cuò)誤晶體是具有格子構(gòu)造的固體，晶體一定是固體，且內(nèi)部具格子構(gòu)造，但外部并不一定具有規(guī)則的幾何形狀，如形狀不規(guī)則的金屬是晶體，故B錯(cuò)誤；所有的晶體均具有固定的熔點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；液晶既像液體一樣具有流動性， 又跟某些晶體一樣具有光學(xué)性質(zhì)的各向異性， 故

3、D正確故選D物理選修3-3配粵教版3(2017年武漢名校期中)下列說法正確的是()A. 單晶體和多晶體在物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性B. 液體表面張力產(chǎn)生的原因是表面層分子較稀疏，分子 間引力小于斥力C. 液晶顯示器利用了液晶對光具有各向異性的特點(diǎn)D. 玻璃沒有固定的熔點(diǎn)，但有規(guī)則的幾何形狀，所以是晶體物理選修3-3配粵教版【答案】C多晶體是多個(gè)單晶體的結(jié)合體，在熱傳導(dǎo)中不具有各向異性，故A錯(cuò)誤；液體表面張力產(chǎn)生的原因是表面層分子較稀疏，分子距離大于平衡距離，故分子間引力大于斥力，故B錯(cuò)誤；液晶顯示器利用了液晶對光具有各向異性的特點(diǎn)，故C正確；區(qū)分晶體和非晶體，最可靠的是依據(jù)熔化溫度：晶體有一定

4、的熔化溫度，非晶體沒有一定的熔化溫度，而玻璃沒有固定的溫度，故不為晶體，故D錯(cuò)誤故選C物理選修3-3配粵教版4下列物質(zhì)哪些是晶體，哪些是非晶體？鐵、橡膠、玻璃、食鹽、云母、塑料【答案】屬于晶體的有：鐵、食鹽、云母；屬于非晶體的 有：橡膠、玻璃、塑料物理選修3-3配粵教版一、晶體的微觀結(jié)構(gòu)1. 晶體的微觀結(jié)構(gòu)假說的內(nèi)容： 晶體內(nèi)部的微粒是 有規(guī)則 地排列著的2. 假說提出的依據(jù)：晶體外形的 規(guī)則性和物理性質(zhì)的各向異性3. 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：人們用 X射線和電子顯微鏡對晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，證實(shí)了晶體的內(nèi)部粒子有規(guī)則排列的假說是正確的物理選修3-3配粵教版4微觀結(jié)構(gòu)理論的內(nèi)容(1)組成晶體的物質(zhì)微粒(原

5、子、分子或離子)按一定的規(guī)律 在空間整齊排列相互作用力(2)晶體內(nèi)部各微粒之間存在著很強(qiáng)的，微粒只能在 各自的平衡位置附近做微小振動物理選修3-3配粵教版5固體特征的微觀解釋(1)方法：在固體界面沿不同方向畫出等長直線微粒的個(gè)數(shù) 不相等，(2)現(xiàn)象：單晶體在不同直線上微粒的排列 及物質(zhì)結(jié)構(gòu)說明沿不同方向情況不同，在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性非晶體內(nèi)部物質(zhì)微觀粒子的排列是不規(guī)則的，沿不同方 向從客觀上看物質(zhì)微粒的排列情況基本相同，在物理性質(zhì)上表 現(xiàn)為各向同性(3)同一種物質(zhì)在 不同條件下形成不同的晶體物理選修3-3配粵教版為什么多晶體表現(xiàn)為各向同性？【答案】多晶體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體(

6、晶 粒)組成的每個(gè)晶粒都是一個(gè)小單晶體，具有各向異性但 由于晶粒在多晶體里雜亂無章地排列著，所以它在不同方向的物理性質(zhì)是相同的，即各向同性物理選修3-3配粵教版二、固體新材料1新材料的基本特征(1)新材料有優(yōu)異的性能和廣闊的應(yīng)用前景；新工藝新技術(shù)(2)新材料的發(fā)展與、密切相關(guān)；(3) 新材料往往具有 特殊性能度、超塑性；(4) 新材料的研發(fā)和應(yīng)用推動了人類文明和社會的進(jìn)步；， 如超高強(qiáng)度、超高硬硅(5)是當(dāng)前用途最廣的半導(dǎo)體材料物理選修3-3配粵教版2新材料的未來(1)新材料科學(xué)正向著研究各種 復(fù)合材料(如復(fù)合金屬材料、 復(fù)合陶瓷材料、 復(fù)合高分子材料) 、 研究并開發(fā)納米材料、開發(fā)同時(shí)具有感

7、知外界環(huán)境或參數(shù)變化和驅(qū)動功能的機(jī)敏材料、研究開發(fā) 生物醫(yī)學(xué)材料等方向發(fā)展制備工藝檢測儀器(2) 新 材 料 的、和 計(jì)算機(jī)應(yīng)用也是今后新材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容物理選修3-3配粵教版用微觀結(jié)構(gòu)理論對固體特征的解釋1對單晶體各向異性的解釋如圖所示，這是在一個(gè)平面上單晶體物質(zhì)微粒的排列情況從圖上可以看出， 在沿不同方向所畫的等長直線 AB、AC、AD 上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同直線 AB 上物質(zhì)微粒較多，直線 AD 上較少，直線 AC上更少正因?yàn)樵诓煌较蛏衔镔|(zhì)微粒的排列情況不同，才引起單晶體在不同方向上物理性質(zhì)的不同物理選修3-3配粵教版2. 對晶體具有一定熔點(diǎn)的解釋給晶體加熱到一定溫度時(shí)，一部分

8、微粒有足夠的動能克服 微粒間的作用力，離開平衡位置，使規(guī)則的排列被破壞，晶體 開始熔解，熔解時(shí)晶體吸收的熱量全部用來破壞規(guī)則的排列， 溫度不發(fā)生變化3. 對同素異構(gòu)體的解釋這是由于它們的物質(zhì)微粒能夠形成不同的晶體結(jié)構(gòu)，例如碳原子按不同的結(jié)構(gòu)排列可形成石墨和石，二者在物理性質(zhì)上有很大不同白磷和紅磷的化學(xué)成分相同，但白磷具有立方體結(jié)構(gòu)，而紅磷具有與石墨一樣的層狀結(jié)構(gòu)物理選修3-3配粵教版4對多晶體宏觀特征的解釋多晶體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體(晶粒)組成 的平常見到的各種金屬材料都是多晶體把純鐵做成的樣品放在顯微鏡下觀察，可以看到它是由許許多多晶粒組成的晶粒有大有小，最小的只有105cm，最

9、大的也不超過103cm.每個(gè)晶粒都是一個(gè)小單晶體，具有各向異性的物理性質(zhì)和規(guī)則的幾何形狀，因?yàn)榫ЯＴ诙嗑w里雜亂無章地排列著，所以多 晶體沒有規(guī)則的幾何形狀，也不顯示各向異性它在不同方向 的物理性質(zhì)是相同的，即各向同性多晶體和非晶體的主要區(qū)別是多晶體有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有物理選修3-3配粵教版5對非晶體特征的微觀解釋在非晶體內(nèi)部，物質(zhì)微粒的排列是雜亂無章的，從統(tǒng)計(jì)的 觀點(diǎn)來看，在微粒非常多的情況下，沿不同方向的等長直線 上，微粒的個(gè)數(shù)大致相等，也就是說，非晶體在不同方向上的 微粒排列及物質(zhì)結(jié)構(gòu)情況基本相同，所以非晶體在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性選修3-3配粵教版物理例1下列敘述錯(cuò)誤的是()A

10、. 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)則的幾何外形是由于它的微粒按一定規(guī) 律排列C. 非晶體有規(guī)則的幾何形狀和確定的熔點(diǎn)D石墨的硬度比空間點(diǎn)陣分布石差得多，是由于它的微粒沒有按物理選修3-3配粵教版解析：晶體內(nèi)部微粒排列的空間結(jié)構(gòu)決定著晶體的物理性質(zhì)，也正是由于它的微粒按一定規(guī)律排列，使單晶體具有規(guī)則的幾何形狀石墨與石的硬度相差甚遠(yuǎn)是由于它們內(nèi)部微粒的排列結(jié)構(gòu)不同，石墨的層狀結(jié)構(gòu)決定了它的質(zhì)地柔軟，而答案：CD物理選修3-3配粵教版【題后反思】(1)單晶體具有各向異性是因?yàn)檠夭煌较蛭⒘５呐帕屑拔镔|(zhì)結(jié)構(gòu)情況不同(2) 晶體具有確定的熔點(diǎn)是因?yàn)榫w具有規(guī)則的排列結(jié)構(gòu)(3

11、) 同一物質(zhì)有幾種不同的晶體是因?yàn)槲镔|(zhì)微粒排列的空間結(jié)構(gòu)不同物理選修3-3配粵教版1下列關(guān)于晶體空間點(diǎn)陣的說法，不正確的是()A. 構(gòu)成晶體空間點(diǎn)陣的物質(zhì)微粒，可以是分子，也可以是原子或離子B. 晶體的物質(zhì)微粒之所以能構(gòu)成空間點(diǎn)陣，是由于晶體 中物質(zhì)微粒之間相互作用很強(qiáng)，所有物質(zhì)微粒都被牢牢地束縛 在空間點(diǎn)陣的結(jié)點(diǎn)上不動物理選修3-3配粵教版C. 所謂空間點(diǎn)陣與空間點(diǎn)陣的結(jié)點(diǎn)，都是抽象的概念；結(jié)點(diǎn)是指組成晶體的物質(zhì)微粒做永不停息的微小振動的平衡位 置；物質(zhì)微粒在結(jié)點(diǎn)附近的微小振動，就是熱運(yùn)動D. 相同的物質(zhì)微粒，可以構(gòu)成不同的空間點(diǎn)陣；也就是 同一種物質(zhì)能夠生成不同的晶體，從而能夠具有不同的物

12、理性質(zhì)物理選修3-3配粵教版【答案】B組成晶體的物質(zhì)微?？梢允欠肿?、原子或離子，這些物質(zhì)微粒也就是分子動理論所說的分子顯然，組成晶體的物質(zhì)微粒處在永不停息的無規(guī)則的熱運(yùn)動之中，物質(zhì)微粒之間還存在相互作用晶體的物質(zhì)微粒之所以能構(gòu)成空間點(diǎn)陣，是由于晶體中物質(zhì)微粒之間的相互作用很強(qiáng)，物質(zhì)微粒的熱運(yùn)動不足以克服這種相互作用而彼此遠(yuǎn)離，所以選項(xiàng)B的說法錯(cuò)誤A、C、D正確物理選修3-3配粵教版對納米材料的認(rèn)識1納米：長度單位符號：nm.1 nm109m2. 納米技術(shù)：指在納米尺度上制造材料和器件的技術(shù)3. 納米材料的分類納米金屬材料、納米磁性材料、有機(jī)無機(jī)納米復(fù)合物、 納米傳感材料、納米醫(yī)用材料等物理選修

13、3-3配粵教版4納米材料的奇特效應(yīng)(1)量子尺寸效應(yīng)：如銀的超細(xì)微粒在溫度為1導(dǎo)體變?yōu)榻^緣體K時(shí)，會由(2) 小尺寸效應(yīng)：如當(dāng)材料超細(xì)微粒的尺寸與光波波長相當(dāng)或更小時(shí)，將由超導(dǎo)狀態(tài)變?yōu)檎顟B(tài)(3) 表面和界面效應(yīng)：如納米材料活性極高，極不穩(wěn)定， 很容易與其他原子結(jié)合(4) 宏觀量子隧道效應(yīng)：如低于某一臨界溫度時(shí)，其微觀粒子的運(yùn)動速度基本上與溫度無關(guān)物理選修3-3配粵教版5納米材料的良能主要表現(xiàn)在：力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、化學(xué)等方面(1) 在力學(xué)性能方面，納米材料具有高強(qiáng)、高硬和良好的 塑性；(2) 在熱學(xué)性能方面，納米超細(xì)微粒的熔點(diǎn)比常規(guī)粉體低 得多；(3) 在電學(xué)性能方面， 納米金屬

14、在低溫時(shí)會呈現(xiàn)電絕緣性；物理選修3-3配粵教版(4) 在磁學(xué)性能方面， 當(dāng)超細(xì)微粒的尺寸小到臨界尺寸時(shí)，常規(guī)的鐵磁性材料會轉(zhuǎn)變?yōu)樘幱陧槾判陨踔脸槾艩顟B(tài)的 納米材料；(5) 在光學(xué)性能方面，納米半導(dǎo)體材料在室溫下具有光致 發(fā)光特性、光電轉(zhuǎn)換特性、介電特性和壓電特性；(6) 在化學(xué)性能方面，納米材料具有相當(dāng)高的化學(xué)活性物理選修3-3配粵教版例2納米晶體材料在現(xiàn)代科技和國防中具有重要的應(yīng)用下列關(guān)于晶體的說法正確的是()A. 晶體內(nèi)的微觀粒子在永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動B. 晶體內(nèi)的微觀粒子間的相互作用很強(qiáng)，使各粒子緊緊 地靠在一起C. 晶體的微觀粒子在不同方向上排列情況不同D. 晶體的微觀粒子在空間

15、排列上沒有順序，無法預(yù)測題眼直擊：晶體內(nèi)微觀粒子的排列具有周期性物理選修3-3配粵教版解題流程：答案：C物理選修3-3配粵教版【題后反思】解答本題時(shí)應(yīng)注意納米材料的良表現(xiàn)在：(1)力學(xué)性能：高強(qiáng)、高硬和良好塑性 (2)熱學(xué)性能：熔點(diǎn)較低(3) 電學(xué)性能：低溫時(shí)會呈現(xiàn)電絕緣性(4) 化學(xué)性能：具有相當(dāng)高的化學(xué)活性能主要物理選修3-3配粵教版例3內(nèi)陸鹽礦中開采的氯化鈉稱為巖鹽，巖鹽的顆粒很大，我們能清楚地看出它的立方體形狀把大顆粒的巖鹽敲碎后，小顆粒的巖鹽仍然呈立方體形狀下圖表示巖鹽晶 體的平面結(jié)構(gòu)：白點(diǎn)為氯離子，黑點(diǎn)為鈉離子，如果把它們用 直線連起來， 將構(gòu)成一系列大小相同的正方形 作分界線AA

16、1，使它平行于正方形的對角線，作分界線BB1，使它平行 于正方形的一邊在兩線的左側(cè)各取一個(gè)鈉離子：M和N，為了比較這兩個(gè)鈉離子所受分界線另一側(cè)的離子對它作用力的大 小，分別以M、N為圓心，作兩個(gè)相同的扇形，不考慮扇形以外遠(yuǎn)處離子的作用物理選修3-3配粵教版物理選修3-3配粵教版(1) 如果F表示兩個(gè)相鄰離子之間引力的大小，問：M、N所受扇形范圍內(nèi)的負(fù)離子對它作用力的合力是F的多少倍？(為 使問題簡化，設(shè)所有離子都是質(zhì)點(diǎn)，而且它們相互作用遵從平 方反比規(guī)律)(2) 根據(jù)計(jì)算結(jié)果解釋：為什么敲碎的巖鹽總是呈立方形狀，而不會沿圖中AA1分界線斷開？物理選修3-3配粵教版解析：(1)因扇面內(nèi)相鄰粒子間引力為 F，則 M 所受兩個(gè)離子作用力的合力