第二章 4 固体-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习课件PPT（人教版） 

4　固　体 [定位·学习目标] 1.知道晶体和非晶体的特点及区分方法,能列举生活中的晶体和非晶体。 2.知道单晶体和多晶体的区别,知道它们物理性质的异同。 3.了解晶体的微观结构,知道晶体的微观结构决定了晶体的宏观性质。 4.观察玻璃和云母片上石蜡熔化区域的形状,体验晶体和非晶体物理性质的 异同。 探究·必备知识 知识点一　晶体和非晶体 1.固体的分类 固体可分为晶体和 两类,晶体又可以分为 晶体和 晶体。石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花等是 ,而玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是 。 2.特点 (1)单晶体有天然的、 的几何形状,多晶体和非晶体没有 的外形。 (2)晶体有确定的 ,非晶体没有确定的 。 (3)单晶体的导电、导热等物理性质表现为 ;非晶体与多晶体沿各个方向的物理性质都是一样的,表现为 。 非晶体 单 多 晶体 非晶体 规则 规则 熔点 熔点 各向异性 各向同性 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡,用烧热的针接触固体背面上一点,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。请思考: (1)通过图a能不能判断甲、乙是晶体还是非晶体? 答案:(1)不能,多晶体和非晶体在物理性质上都是各向同性。 (2)图b说明了丙在导热性上是各向异性,能不能说明其他的物理性质也是各向异性的? 答案:(2)不能,单晶体的各向异性,并不是所有的物理性质都表现为各向异性。 (3)由图a和图b能确定甲、乙、丙分别是单晶体、多晶体、非晶体中的哪一种吗? 答案:(3)由图b知甲、丙有固定的熔点,乙没有固定的熔点,所以甲和丙为晶体,乙为非晶体,丙在导热性方面具有各向异性,所以丙是单晶体。 知识点二　晶体的微观结构 1.在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的 排列的,具有空间上的 。 2.有的物质在不同条件下能够生成 的晶体。那是因为组成它们的微粒能够按照 在空间分布。例如,碳原子按不同结构排列可成为石墨或金刚石。 3.同种物质也可能以 和 两种不同的形态出现,也就是说,物质是晶体还是非晶体,并不是绝对的。有些非晶体在 下也可以转化为晶体。 规则 周期性 不同 不同规则 晶体 非晶体 一定条件 利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图像,从而可以研究物质的构成规律。如图所示的照片是一些晶体材料表面的STM图像,通过观察、比较,可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的,具有一定的结构特征。观察构成这些材料的原子在物质表面排列的情况,请思考: (1)构成这些材料的原子在物质表面排列有什么特点? 答案:(1)在确定方向上原子有规律地排列,在不同方向上原子的排列规律一般不同; 原子排列具有一定的对称性。 (2)这几种材料是晶体还是非晶体? 答案:(2)从题图中可以看出,这几种材料的原子排列均有一定的规则,具有晶体的特点,因此是晶体。 突破·关键能力 要点一　对晶体和非晶体的理解 1.单晶体、多晶体及非晶体的异同比较 项目 微观结构 宏观表现 外形 物理性质 晶体 单晶体 组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵 有天然、规则的几何形状 各向 异性 有确定 的熔点 多晶体 由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成 没有天然、规则的几何形状 各向 同性 非晶体 内部物质微粒是无规则排列的 没有确 定的熔 化温度 2.对单晶体的各向异性的理解 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。 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。 3.对单晶体、多晶体、非晶体的三点提醒 (1)单晶体具有各向异性,但并不是所有的物理性质都具有各向异性,例如:立方体铜晶体的弹性是各向异性的,但它的导热性和导电性却是各向同性的。 (2)同一物质在不同条件下既可以是晶体,也可以是非晶体。例如:天然的水晶是晶体,而熔化以后再凝固的水晶(石英玻璃)却是非晶体。 (3)对于单晶体和多晶体应以外形和物理性质两方面来区分,而对于晶体和非晶体应以是否有确定的熔点来区分。 [例1] (2022·江苏常州期中)2020年,“嫦娥五号”探测器顺利完成月球采样任务并返回地球。探测器上装有用石英制成的传感器,其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷(压电效应)。如图所示,石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著。石英晶体(　　) A.没有确定