第二章 第4节 固体(Word教参)-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

第4节　固体 核心素养导学 物理观念 (1)知道固体分为晶体和非晶体两大类，知道它们物理性质的区别。 (2)知道晶体分为单晶体和多晶体，知道它们物理性质的异同。 (3)了解晶体的微观结构。 科学思维 学会用晶体的微观结构特点来解释单晶体外形的规则性和物理性质的各向异性。 科学探究 实验探究单晶体和多晶体导热、导电性能的区别。 一、晶体和非晶体 1．固体分类 (1)晶体：如石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等。 (2)非晶体：如玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等。 2．晶体与非晶体的区别 　 　比较内容 固体分类　 　 宏观外形 物理性质 非晶体 没有规则的外形 ①没有确定的熔点 ②沿各个方向的物理性质表现为各向同性 晶体 单晶体 有天然规则的几何形状 ①有确定的熔点 ②某些物理性质表现为各向异性 多晶体 没有确定的几何形状 ①有确定的熔点 ②沿各个方向的物理性质表现为各向同性 区别晶体和非晶体不能只看有没有规则的几何外形，而要看有没有固定的熔点。 二、晶体的微观结构 1．规则性：单晶体的原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性。 2．变化或转化：在不同条件下，同种物质的微粒按照不同规则在空间排列，可以生成不同的晶体。例如，石墨和金刚石。有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体。例如，天然石英是晶体，熔化后再凝固成石英玻璃就是非晶体。 1．晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性，是不是所有的晶体在任何性质上都呈现各向异性？物理性质表现出了各向异性，则此物质一定是晶体吗？ 提示：不是。只有部分晶体的某个性质才表现出各向异性。比如：方解石晶体在光学性质表现出各向异性，但在导热性能或导电性能上表现为各向同性。 物理性质表现出了各向异性，则此物质一定是晶体。 2．用点表示固体内部的物质微粒，如图甲是单晶体内一个平面上微粒的排列情况，如图乙是非晶体内一个平面上微粒的排列情况。 请你数一数图甲中等长线段AD、BE、CF上微粒的个数，判断单晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况相同吗？想一想，是什么原因引起单晶体的不同方向上物理性质的不同？ 提示：单晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况不相同，因此，在不同方向上物理性质也不同。 新知学习(一)|晶体和非晶体的比较 [任务驱动] 如图所示，是我们生活中常见的固体。 (1)说明两组固体：玻璃、蜂蜡、硬塑料和盐粒、明矾、石英的外表有何不同？ 提示：盐粒、明矾、石英属晶体，有规则的几何外形；玻璃、蜂蜡、硬塑料属非晶体，没有规则的几何外形。 (2)在日常生活中我们有时见到的盐粒并非有规则的几何形状，这是为什么呢？ 提示：粘在一起的盐块是多晶体，不具有规则的几何外形，单个的晶体颗粒是单晶体，具有规则的几何外形。　　　　 [重点释解] 1．单晶体、多晶体及非晶体的比较 (1)区别：固体可以分为晶体、非晶体两大类，其中晶体又分为单晶体和多晶体，其区别和联系如下： (2)联系：在一定条件下，晶体可以变为非晶体，非晶体也可以变为晶体。 2．单晶体的各向异性 (1)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单晶体的各向异性是指沿不同方向去测试单晶体的物理性质时，测试结果不同。 ②通常所说的物理性质包括弹性、机械强度、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。 3．多晶体和非晶体 (1)多晶体虽是无天然规则的几何形状，物理性质具有各向同性，但组成多晶体的晶粒都有规则的几何形状，每一个晶粒都具有单晶体的特征和物理性质，这是多晶体和非晶体在内部结构上的区别。 (2)多晶体与非晶体在宏观上的区别在于多晶体具有一定的熔点，非晶体则没有，例如很多同学认为玻璃应是多晶体，但实验证明玻璃没有一定的熔点，故应是非晶体。 [典例体验] [典例]　下列叙述中错误的是(　 ) A．晶体的各向异性是由于它的微粒是按各自的规则排列着的 B．单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列 C．非晶体的内部微粒是无规则排列的 D．石墨的硬度与金刚石差很多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布 [解析]　晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质不同；也正是由于它的微粒按一定规律排列，使单晶体具有规则的几何形状，选项A、B正确；非晶体的内部微粒是无规则排列的，选项C正确；石墨与金刚石