第2章 第1节 固体和固体材料 （word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（教科版2019）

　第二章　固体、液体和气体 第1节　固体和固体材料 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。 (4)了解液晶、半导体材料、纳米材料的性能和应用。 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。 科学态度与责任 认识固体材料在生产、生活和科技方面的应用。 一、晶体和非晶体 1．固体分类 (1)晶体：如金刚石、石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖等。 (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 没有规则的几何形状 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。 三、液晶 1．液晶构成：液晶多由棒状有机分子构成，可以呈现介于晶体和液体之间的状态。 2．物理性质：(1)具有液体的流动性。(2)具有晶体的光学各向异性。 3．液晶的用途 (1)应用于电子手表、手机屏幕、平板电视等显示设备中。 (2)在医学中的应用：通过涂在皮肤表面的液晶，利用温度不同，液晶颜色不同，从而显示肿瘤位置。 四、半导体材料　纳米材料 1．半导体材料：电阻率介于金属和绝缘体之间的材料。在电子工业和信息技术方面广泛应用。 2．纳米材料 (1)纳米是长度单位：1 nm＝10－9 m。 (2)纳米技术：在纳米尺度(1 nm～100 nm)上制造材料和器件的技术。即重新排列原子而制造具有新分子结构的技术。 (3)纳米材料有纳米金属、纳米磁性材料、纳米陶瓷、纳米半导体薄膜、纳米传感材料、纳米医用材料等。 (4)纳米材料应用领域：能源、工业、通信、航空航天、医疗、日常生活等。 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。 3．如图所示的液晶既具有液体的特性，又具有晶体的特性，那么，液晶是液体和晶体的混合物吗？ 提示：不是。 4．新材料的应用推动了科学技术的发展。判断以下说法正误： (1)热敏电阻、光敏电阻都是用半导体材料制成的。(√) (2)纳米是长度单位，比原子、分子的尺度更小。(×) 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，其异同点如下： (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