資源簡介

(共43張PPT)
4. 固體
人教版（2019）物理（選擇性必修第三冊）
第二章 氣體、固體和液體
目錄
素養目標
01
課程導入
02
新課講解
03
總結歸納
04
課堂練習
05
正確教育
素養目標
1.知道固體分為晶體和非晶體兩大類，知道它們物理性質的區別
2.知道晶體分為單晶體和多晶體，知道它們物理性質的異同
3.了解晶體的微觀結構，知道晶體的微觀結構決定了晶體的宏觀性質
世界上沒有兩片完全相同的雪花，你知道這是為什么嘛？
觀察食鹽顆粒和松香的外形，它們的外形各有怎樣的特征？
再用顯微鏡觀察精鹽和松香粉末的外形，兩者有什么樣的差別嗎
食鹽顆粒總是呈現立方體形，松香顆粒沒有規則的幾何形狀
正確教育
晶體和
非晶體
晶體：具有天然的、規則的幾何形狀。
晶體和非晶體
常見的晶體有：石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、味精等。
晶體
非晶體
：有確定的幾何形狀
：沒有規則的外形
食鹽
石英
明礬
雪花
常見的非晶體有：玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等。
松香
玻璃
蜂蠟
瀝青
橡膠
各向異性與各向同性
非晶體和多晶體沿各個方向的物理性質都是一樣的
各向同性：
各向異性：
有些晶體沿不同方向的導電性能不同；
而有些晶體沿不同方向的光學性質不同，這類現象稱為各向異性
【注意】單晶體的各向異性不是所有物理性質都是各向異性的，只要一個性質是各向異性，就為單晶體
視頻演示：晶體的各向異性與非晶體的各向同性
晶體和非晶體的差異
①外形上：
晶體有規則的幾何形狀；非晶體則沒有規則的幾何形狀。
晶體的物理性質與方向有關（這種特性叫各向異性）
非晶體的物理性質在各個方向是相同的
（這種特性叫各向同性）
晶體具有各向異性
但并不是每種晶體在各種物理性質上都表現出各向異性
②物理性質上
視頻演示：晶體和非晶體的差異
晶體和非晶體的差異
晶體有一定的熔點
非晶體沒有一定的熔點
③熔點：
非晶體具有各向同性
①云母導熱性上表現出顯著的各向異性
②而有些晶體在導電性上表現出顯著的各向異性，如方鋁礦
③有些晶體在光的折射上表現出顯著的各向異性，如方解石
晶體和非晶體間的轉化
①一種物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態出現：
例如水晶：天然水晶是晶體，熔化后再凝結的水晶（石英玻璃）就是非晶體，即一種物質是晶體還是非晶體并不是絕對的。
②許多非晶體在一定的條件下可以轉化為晶體。
③在冷卻得足夠快和冷卻到足夠低的溫度時，幾乎所有的材料都能成為非晶體。
常見的金屬沒有規則的形狀，但具有確定的熔點。它們是晶體還是非晶體
從金屬的顯微圖樣中可以看到，它是由許多細小的晶粒組成的。每個晶粒都是一個小的單晶體。但是，由于這些小的單晶體的取向雜亂無章，所以金屬沒有確定的幾何形狀。
正確教育
單晶體和多晶體
單晶體
如果一個物體就是一個完整的晶體，這樣的晶體叫做單晶體
例如：雪花、食鹽小顆粒、單晶硅、單晶鍺等。
單個晶體顆粒
例如：雪花、食鹽小顆粒等。制造各種晶體管、集成電路只能用單晶體(單晶硅或單晶鍺)
多晶體
如果整個物體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體組成的，這樣的物體叫做多晶體。其中的小晶體叫做晶粒。
金屬
粘在一起的糖塊
①多晶體沒有規則的幾何形狀。
②多晶體 ：不顯示各向異性（每一晶粒內部都是各向異性的）；
有確定的熔點。
固體是否有確定的熔點，可作為區分晶體非晶體的標志。
單晶體、多晶體和非晶體的比較
晶體 非晶體
外形 熔點
物理性質 主要物質
聯系 單晶體
多晶體
規則
不規則
確定
不確定
各向異性
各向同性
石英、云母、食鹽
金屬、蔗糖
瀝青、塑料、玻璃
有的物質在不同的條件下能夠形成不同的形態，同一物質可以以晶體和非晶體兩種不同形態出現，物質是晶體還是非晶體不是絕對的，在一定的條件下可以相互轉化
討論：給定一個固體，如何判斷它是晶體還是非晶體？
利用是否有確定的熔點來判斷是否是晶體還是非晶體
晶體與非晶體的區別主要表現在有無確定的熔點，而不能靠是否有規則的幾何形狀和是否各向異性來辨別，因為雖然單晶體有規則的幾何外形，但多晶體與非晶體一樣都沒有規則的幾何外形；多晶體和非晶體都具有各向同性。
僅從各向同性或幾何形狀不能斷定某一固體是晶體還是非晶體。
經典例題
×
×
×
×
經典例題
C
經典例題
經典例題
D
正確教育
晶體的微觀結構
1982年，第一次通過掃描隧道顯微鏡觀察到物質表面的原子排列狀況。
20世紀70年代，電子顯微鏡觀察到了鈾、釷原子的像。
17-19世紀的假說：晶體內部的微粒是按各自的規則排列著的。
勞厄[德]
20世紀初，通過X射線在晶體上的衍射，間接判斷出晶體的微觀結構。
晶體的微觀結構
①規則性
在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規則排列的，具有空間上的_______。
②變化或轉化
在不同條件下，同種物質的微粒按照___________在空間排列，可以生成不同的晶體，例如石墨和金剛石；有些晶體在一定條件下可以轉化為__________，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。
周期性
不同規則
非晶體
晶體的微觀結構
③原子(或者分子、離子)并不是像結構圖上所畫的那些點一樣靜止不動,它們時刻都在不停地振動,結構圖中所畫的那些點,是它們振動的__________。　
平衡位置
思考
從微觀結構上看，多晶體為什么呈現各向同性
多晶體在不同方向上的微粒排列及物質結構情況基本相同,因此物理性質上表現為各向同性
用晶體的微觀結構解釋晶體的特征
由于晶體的物質微粒是按照一定的規則在空間中整齊地排列的，表現在外形上具有規則的幾何形狀，且不同類型的晶體結構，決定了各種晶體的不同外形。所以食鹽晶體呈立方體形，明礬晶體呈八面體等。在不同方向上物質微粒的排列情況不同，才引起晶體的不同方向上物理性質的不同。所以才有晶體的各向異性。
食
鹽
晶
體
石墨
金剛石
經典例題
固體
晶體和非晶體
晶體的微觀結構
晶體
非晶體
多晶體：
單晶體：
有確定的熔點
某些物理性質各向異性
無規則的幾何形狀
有確定的熔點
物理性質各向同性
無規則的幾何形狀
無確定的熔點
物理性質各向同性
有規則的幾何形狀
晶體微觀結構的特點
用晶體的微觀結構解釋晶體的特征
D
1.下列關于晶體和非晶體的說法中正確的是 （　　）
A.所有的晶體都表現為各向異性
B.大顆粒的鹽磨成細鹽，就變成了非晶體
C.因為金屬的物理性質表現出各向同性，故金屬是非晶體
D.所有的晶體都有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點
【解析】A錯：單晶體具有各向異性，而多晶體具有各向同性。
B錯：食鹽是晶體，大顆粒的鹽磨成細鹽仍有規則的幾何外形和確定的熔點。
C錯：多晶體具有各向同性，金屬是晶體。
D對：單晶體和多晶體都有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點。
2.在兩片材質不同的均勻薄片上涂一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針尖端分別接觸兩薄片的反面，結果薄片甲上熔化的石蠟呈圓形，薄片乙上熔化的石蠟呈橢圓形，如圖所示。由此可以判定（　　）
A.甲一定是晶體
B.乙一定是晶體
C.甲一定不是晶體
D.乙一定不是單晶體
B
甲
乙
【解析】薄片甲上熔化的石蠟呈圓形，表明它的導熱性是各向同性的；薄片乙上熔化的石蠟呈橢圓形，表明它的導熱性是各向異性的，所以薄片乙一定是晶體。由于非晶體和多晶體都是各向同性的，所以薄片甲可能是非晶體，也可能是多晶體。
3.晶體內部的分子有序排列為如圖2-4-2所示的空間點陣（圖中的小黑點表示晶體分子 ），圖中AB、AC、AD為等長的三條直線。下列說法中正確的是（　　）
A. A處的晶體分子可以沿三條直線發生定向移動
B.三條直線上晶體分子的數目相同，表明晶體的物理性質是各向同性的
C.三條直線上晶體分子的數目不同，表明晶體的物理性質是各向異性的
D.以上說法均不正確
C
【解析】A錯：晶體中的分子只在平衡位置附近振動，不會沿三條直線發生定向移動。
C對，B、D錯：三條直線上晶體分子的數目不同，表明晶體的物理性質是各向異性的。
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