第2章 第5·6节 晶体 新材料（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（粤教版2019）

第五节　晶 体 第六节　新材料 课程内容要求 核心素养提炼 1.能区分晶体和非晶体，知道熔点、各向异性、各向同性等概念． 2．知道晶体的微观结构，能解释晶体的熔化等特点． 3．了解液晶的分子结构，知道液晶的光学各向异性及应用． 1.物理观念：晶体、非晶体、单晶体、多晶体、各向同性、各向异性． 2．科学思维：用晶体的微观结构解释其特征． 3．科学探究：观察玻璃和云母片导热性能的区别． 4．科学态度与责任：液晶材料的特性及在科学技术方面的应用． [对应学生用书P41] 1．固体分类 固体可分为晶体、非晶体两类． 2．晶体与非晶体的比较 宏观外形 物理性质 晶体 单晶体 有天然规则的形状　　 (1)有确定的熔点 (2)导热、导电、光学性质表现为各向异性 多晶体 没有确定的形状　　　 (1)有确定的熔点 (2)导热、导电、光学性质表现为各向同性 非晶体 没有确定的形状 (1)没有确定的熔点 (2)导电、导热、光学性质表现为各向同性 [判断] (1)所有的晶体的物理性质都表现为各向异性．(×) (2)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．(×) (3)大粒盐磨成细盐，就变成了非晶体．(×) (4)所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点．(√) 1．规则性：单晶体的原子(分子、离子)都是按照各自的规则排列，具有空间上的周期性． 2．同一种物质在不同的条件下能生成不同的晶体． 如石墨和金刚石，微观结构不同，硬度不同． 3．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，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃． [思考]　地矿工作者在野外考察时发现了一种矿石，该矿石具有某种规则的外形，当沿某一方向敲击时，比较容易将其一层层剥离，而沿其他方向敲击则不然，你对该矿石可做出怎样的判断？ 提示　由于该矿石具有规则外形，且不同方向具有不同的力学性质，由此可知该矿石为单晶体． 1．液晶：像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性的物质叫液晶．这是介于液态和固态间的一种中间态． 2．出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质，有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态，另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围内具有液晶态． 3．液晶的微观结构：通常棒状分子的物质容易具有液晶态． 4．应用：除用做显示器外，在生物医学、电子工业等领域都有重要的应用． [思考]　为什么“液体”和“晶体”联系在一起了？液晶到底是什么物质？ 提示　液晶是介于液体与固体之间的一种中间态的物质，在特定方向上分子排列整齐，其物理性质表现为各向异性． [对应学生用书P43] 探究点一　晶体、非晶体的区分 在外形上晶体和非晶体有什么区别？ 提示　晶体有规则的形状，非晶体没有规则的形状． 1．单晶体、多晶体及非晶体的区别与联系 (1)区别 (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．对单晶体各向异性的理解 各向异性的表现 在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体及多晶体则具有各向同性． 通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等． 单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时测量结果不同． (多选)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，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丁所示，则(　　) A．甲、乙为非晶体，丙是晶体 B．甲、丙为晶体，乙是非晶体 C．甲、丙为非晶体，乙是晶体 D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体 BD　[由图甲、乙、丙可知，甲、乙各向同性，丙各向异性．由图丁可知，甲、丙有确定熔点，乙无确定熔点，所以甲、丙为晶体，乙为非晶体，其中甲为多晶体，丙为单晶体．] [训练1]　(多选)北京奥运会的国家游泳中心——水立方，像一个透明的水蓝色的“冰块”，透过它游泳池中心内部设施尽收眼底．这种独特的感觉就源于建筑外墙采用了一种叫作ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚物)的膜材料．这种膜材料属于非晶体，那么它具有的特性是(　　) A．在物理性质上具有各向同性 B．在物理性质上具有各向异性 C．具有一定的熔点 D．没有一定的熔点 AD　[非晶体在物理性质上是各向同性的，故A正确；非晶体没有固定的熔点，故D正确．] 探究点二　晶体性质的微观解释 如图，石墨和金刚石都是由碳原子组成的，为什么它们的硬度不同？ 提示　因为原子排列方式不同． 1．对晶体具有确定熔点的解释 给晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能，克服微粒间作用力，离开平衡位置