2.4 固体 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

2.4 固体 人教版（2019）物理选择性必修第三册 第二章 气体、固体和液体 学习目标 1.了解固体的分类,知道晶体和非晶体的特点及区分方法。 2.知道单晶体和多晶体的区别。 3.理解单晶体的各向异性、多晶体和非晶体的各向同性。 4.了解晶体的微观结构。 教学重点 教学难点 知道晶体和非晶体的性质并能区别它们  对各向同性和各向异性的理解 能用晶体的空间点阵说明其物理性质的各向异性   对各向同性和各向异性的理解 新课引入 思考1：固体、液体、气体的性质是什么？ 形状 流动性 体积 形状 固体 不流动 固定 固定 液体 流动 固定 随容器形状 改变而改变（不固定） 气体 流动 不固定 不固定 本节课我们就对固体进行探究 观察与思考：固体的分类 沥青 蜂蜡 玻璃 食盐 紫水晶 云母 石榴石 松香 思考2、 在日常生活中有两组常见的物质：一组是玻璃、蜂蜡、硬塑料等；另一组是盐粒、砂糖、石英.两类固体物质的外表各有什么特征？ 一组没规则形状；另一组有规则形状. 晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点。 雪花 云母 金刚石 食盐 玻璃 橡胶 塑料 石蜡 固体 晶体 非晶体 问题一：观察晶体和非晶体的外观，这两类固体物质的外表有什么不同？ 雪花 水晶 金刚石 玻璃 橡胶 塑料 石蜡 食盐 晶体 非晶体 为什么晶体的形状和物理性质会与非晶体不同？ 人们认为很可能是它们的微观结构不一样。从17世纪到19世纪，陆续出现了一些假说。 二、晶体的微观结构 1982年，第一次通过扫描隧道显微镜观察到物质表面的原子排列状况。 20世纪70年代，电子显微镜观察到了铀、钍原子的像。 17-19世纪的假说：晶体内部的微粒是按各自的规则排列着的。 劳厄[德] 20世纪初，通过X射线在晶体上的衍射，间接判断出晶体的微观结构。 1、晶体内部的规则排列决定了晶体有规则外形。 晶体中原子按一定的规则排列，具有空间上的周期性。 石墨的晶体结构 金刚石的晶体结构 食盐的晶体结构 如图表示在一个平面上晶体物质微粒的排列情况．从图上可以看出，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上物质微粒间距最小，直线AD上间距较大，直线AC上间距更大．正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体的不同方向上物理性质的不同。 2、内部的规则排列决定了晶体的各向异性。 例如，碳原子按图甲排列就成为石墨，按图乙排列就成为金刚石。 3、同种物质可以生成不同的晶体，不同的结构也决定了不同的特性。 甲 乙 石墨是层状结构，层与层之间距离较大，作用力较弱。所以石墨的质地松软，可以用来制作粉状润滑剂，也可以用来制作铅笔芯。 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，可以用来切割玻璃。 石墨 金刚石 4、晶体和非晶体间的转化 ① 一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现。 天然水晶是晶体，熔化后再凝结的水晶（石英玻璃）就是非晶体 一种物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的。 ② 许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体。 ③ 在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时，几乎所有的材料都能成为非晶体。 4、晶体和非晶体间的转化 ①在各种晶体中，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不同规则在空间分布。 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。 二、晶体的微观结构 下图表示在一个平面上晶体物质微粒的排列情况．如何从晶体的微观结构理解晶体的各向异性？ 从图上可以看出，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，才引起晶体的不同方向上物理性质的不同． 1.单晶体：在整个晶体内原子都按周期性的规则排列。例如雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等。 2.多晶体：由许多小单晶无规则堆砌而成。在每个局部区域周期性排列，但区域之间排列不规则。 3.非晶体：内部原子或分子杂乱无章的分布。 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 原子排列 规则 晶粒间排列不规则 不规则 外形 规则 不规则 不规则 物理性质 各向异性 各向同性 各向同性 熔点 确定 确定 不确定 典型物质 食盐、蔗糖、味精、云母、石英、钻石 金属 玻璃、塑料、沥青、橡胶、石蜡 转化 晶体和非晶体在一定条件下可以转化 思考：如何区分晶体和非晶体？如何区分单晶体和多晶体？ 1.(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体 B.晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的 C.单晶体和多晶体有确定的熔点，非晶