2.5-6 晶体、新材料 课件-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册

粤教版 选择性必修第三册 第二章 气体、液体和固体 第五节 晶体 第六节 新材料 观察食盐颗粒和松香的外形,它们的外形各有怎样的特征? 再用显微镜观察精盐和松香粉末的外形,两者有什么样的差别吗? 食盐颗粒总是呈现立方体形,松香颗粒没有规则的几何形状。 问题1:固体可以分为哪几类? 阅读教材内容,回答下列问题 问题2:晶体和非晶体有什么区别? 问题3:晶体可以分为哪几类?它们有什么区别? 问题:4:有什么方法可以判断哪种固体物质是晶体,哪种是非晶体? 一、晶体与非晶体 1、固体分为晶体和非晶体 晶体具有天然的规则几何形状 一、晶体与非晶体 1、固体分为晶体和非晶体 非晶体没有天然的规则几何形状 松香 沥青 【观察与思考】观察玻璃和云母片上石蜡熔化区域的形状。 把石蜡薄薄地涂在薄玻璃片和单层云母片上,分别用烧热的钢针去接触玻璃片和云母片的背面。观察玻璃片和云母片石蜡熔化区域的形状。 石蜡熔化区域形状的不同说明了什么? (1)玻璃片上石蜡熔化区域的形状近似于圆形,表明玻璃沿各个方向的导热性能相同; (2)云母片上石蜡熔化区域的形状呈椭圆形,表明云母沿不同方向的导热性能不同。 1、各向异性:单晶体在不同的方向上不仅导热性能不同,而且机械强度、导电性能和光的折射率等其他物理性质也不同,这类现象称为各向异性。 一、晶体与非晶体 2、各向同性:非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的,这叫作各向同性。多晶体一般情况下是各向同性的。 二、晶体的微观结构 (1)1848年,法国物理学家布拉维提出空间点阵假说,认为晶体内部的微粒是有规则地排列着。 (2)1912年,德国物理学家劳厄利用X射线进行晶体衍射实验证实假说。 【思考问题】为什么晶体的形状和物理性质会与非晶体不同? (3)1982年,人们用扫描隧道显微镜观察到物质表面原子的排列。 有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体。 石墨是层状结构,层与层之间距离较大,原子间的作用力比较弱,所以,石墨质地松软 金刚石中碳原子间的作用力很强,所以,金刚石有很大的硬度; 在晶体中,原子(或者分子、离子)并不是静止不动的。它们在不停地振动,图中所画的那些点,是它们振动的平衡位置。 【讨论与交流】如图所示是一个平面上晶体微粒排列的情况。请观察沿不同方向单位长度上微粒的数目是否相同,并思考引起晶体各向异性的原因。 1、晶体和非晶体在适当条件下是可以转化的; 2、组成晶体空间点阵的粒子可以是离子、原子、分子等不同粒子。 二、晶体的微观结构 问题1:液晶是如何被发现的? 阅读教材内容,回答下列问题 问题2:液晶有些什么特性? 问题3:液晶为什么可以用来做显示器或显示屏? 三、液晶 三、液晶 1、液晶:由固态向液态转化的中间态液体具有与晶体相似的性质,称为液态晶体,简称液晶。 2、液晶的特点:既有液体的流动性,又具有晶体的某些各向异性。 1、半导体材料:导电能力介于导体与绝缘体之间。导电性能可通过掺杂来控制。 四、新材料 2、纳米材料 四、新材料 与宏观物体相比,纳米材料通常硬度、韧性、延展性等力学性能更好,熔点、磁性、导热和导电性能降低,对光和物质具有更好的吸收和吸附性,化学活性大大增加。 3、超材料:具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构的复合材料。 四、新材料 左手材料:一种介电常数和磁导率同时为负值的材料 光子晶体:能使某一频率范围的电磁波不能在其内部传播 超磁性材料 1、(单选)下列关于晶体和非晶体的说法,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.大盐粒磨成细盐,就变成了非晶体 D.所有的晶体都有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点 答案:D 练一练 2、(单选)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡,用烧热的针接触其上一点,蜡熔化的范围如图(a)所示,而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(b)所示,则( ) A.甲、乙是非晶体,丙是晶体 B.甲、丙是晶体,乙是非晶体 C.甲、丙是非晶体,乙是晶体 D.甲是非晶体,乙是多晶体,丙是单晶体 答案:B 练一练 3、(单选)下列说法不正确的是( ) A.晶体具有天然规则的几何形状,是因为物质微粒是规则排列的 B.有的物质能够生成种类不同的几种晶体,因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构 C.凡各向同性的物质一定是非晶体 D.晶体的各向异性是由晶体的微观结构决定的 答案:C 练一练 4、(多选)2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究.他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小,最终寻找到了厚度只有0.34 nm的石墨烯,是碳的二维结构.如图3所示为石墨、石墨烯的微观结构,根据以上信息和已