第二章 第四节 固体-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版选择性必修第三册）

第4节　固体

知识点归纳

知识点一、晶体和非晶体

1．固体可分为晶体和非晶体两大类

(1)在外形上，晶体具有规则的几何形状，而非晶体则没有确定的几何形状．

(2)在物理性质上，晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点．

(3)常见的晶体：石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花．

2．单晶体和多晶体

(1)单晶体：具有规则的几何形状，外形都是由若干个平面围成的多面体，这样的固体叫单晶体，单晶体就是单个的晶体颗粒．

(2)多晶体：由于小晶粒杂乱无章地排列，使得晶体不再具有规则的几何形状，我们把这样的晶体称为多晶体，多晶体就是由许多无规则排列的晶粒构成的晶体，如粘在一起的糖块就是多晶体．

(3)单晶体和多晶体的比较

①相同点：都属于晶体，有固定的熔点．

②不同点：单晶体有天然规则的外形，在某些物理性质上表现为各向异性．多晶体没有天然规则的外形，物理性质表现为各向同性．

3．单晶体的各向异性的理解

在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的．

(1)①单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体 的物理性能时，测试结果不同．

②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等．

(2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性，举例如下：

①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同．

②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同．

③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同．

④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．

4．非晶体与多晶体间的比较

(1)相同点：都没有天然规则外形，都具有各向同性的物理性质．

(2)不同点：非晶体没有固定的熔点，多晶体有固定的熔点．

单晶体、多晶体及非晶体的区别

知识点二、晶体的微观结构

1．晶体的微观结构特点

(1)组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子)，依照一定的规则在空间中整齐地排列．

(2)晶体中物质微粒的相互作用很强，微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离．

(3)微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动．

2．晶体与非晶体区别的微观解释

(1)各向异性：如图所示，这是在一个平面上晶体物质微粒的排列情况．从图中可以看出，在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同．直线AB上物质微粒较多，直线AD上较少，直线AC上更少．正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体在不同方向上物理性质的不同．

(2)熔点：晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔化，熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化．

典例分析

一、晶体、非晶体的区别

例1 关于晶体和非晶体，下列说法正确的是(　　)

A．所有的晶体都表现为各向异性

B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体

C．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体

D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点

解析 选项A错误，只有单晶体才表现为各向异性。选项B错误，单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，金属属于多晶体。选项C错误，大块塑料是非晶体，粉碎成形状规则的颗粒，依然是非晶体。选项D正确，晶体和非晶体的一个重要区别就是有无确定的熔点。

答案 D

归纳总结：晶体和非晶体最本质的区别是晶体有确定的熔点，而非晶体没有。由于多晶体和非晶体都具有各向同性、无规则外形的特点，仅从各向同性或几何形状不能断定某一固体是晶体还是非晶体。

二、对晶体的微观结构的认识

例2 有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体，那是因为组成它们的微粒能够按照______在空间分布。如碳原子如果按照图甲那样排列，就成为______，而按照图乙那样排列，就成为________。

答案  不同规则  石墨　金刚石

自我检测

1．下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是(　　)

A．所有的晶体都表现为各向异性

B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体

C．大粒盐磨成细盐，就变成了非晶体