1. 固体和固体材料（教学课件）物理教科版选择性必修第三册

Teaching 2.1 固体和固体材料 The top "Start" panel allows you to modify the font, size, color, line spacing, and more. It is recommended that the text be 8 to 18 characters with 1.3 times the space between the characters. 授课人： 教师说课│公开课│示范课│教师授课 壹 素养目标 1.通过比较品体和非品体在天然外形以及物理性质上的区别，提高关联整合能力。 2.通过观察玻璃片和云母片上石蜡熔化形状的不同，理解各向同性和各向异性，提高分析解释的能力。 3.了解品体的微观结构，能从微观角度解释品体的各向异性，提升综合应用的能力。 4.了解液品、半导体材料和纳米材料的特点和应用。 conclusion 课堂导入 ONE 课堂导入 观察食盐颗粒和松香的外形，它们的外形各有怎样的特征? 再用显微镜观察精盐和松香粉末的外形，两者有什么样的差别吗? 食盐颗粒总是呈现立方体形，松香颗粒没有规则的几何形状。 课程目录 知识点讲解、探索新知 壹 总结与归纳 贰 课堂检测 叁 课后作业 肆 conclusion 知识点讲解 TWO 知识点讲解 一、晶体和非晶体 1、固体： 晶体 非晶体 ：有确定的几何形状； ：没有规则的外形； 常见的晶体有：石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等。 雪花 食盐 石英 明矾 知识点讲解 常见的非晶体：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等。 松香 沥青 蜂蜡 玻璃 知识点讲解 2、晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度。 t 180 200 220 240 ℃ 1 2 3 4 5 6 7 t 180 200 220 240 ℃ 1 2 3 4 5 6 7 石蜡(非晶体) 味精(晶体) 知识点讲解 3.晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性。 实验：观察玻璃和云母片上石蜡熔化区域的形状 玻璃片上石蜡熔化区域的形状近似于圆形；表明玻璃沿各个方向的导热性能相同 云母片上石蜡熔化区域的形状呈椭圆形；表明云母沿不同方向的导热性能不同 晶体导热性的各向异性 知识点讲解 实验：观察方解石晶体是各向异性 把光分解为两束光而沿不同方向折射，形成双折射现象 晶体导光性的各向异性 o e 双折射 （如方解石） 普通折射 （如玻璃等非晶体） 3.晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性。 课堂检测 例1．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.单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的 BC 思考与讨论 常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点。它们是晶体还是非晶体? 从金属的显微图样中可以看到，它是由许多细小的晶粒组成的。每个晶粒都是一个小的单晶体。但是，由于这些小的单晶体的取向杂乱无章，所以金属没有确定的几何形状。 知识点讲解 4、晶体： 单晶体 多晶体 ：有确定的几何形状、有熔点、各向异性； ：没有规则的外形、有熔点、各向同性； 多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的 知识点讲解 固体 晶体 非晶体 多晶体 单晶体 有规则的几何形状 有确定的熔点 某些物理性质各向异性 无规则的几何形状 有确定的熔点 物理性质各向同性 无规则的几何形状 无确定的熔点 物理性质各向同性 导热性 导光性 导电性 课堂检测 例2:在样本薄片上均匀地涂上一层石蜡，然后用灼热的金属针的针尖点在样本的另一侧面，结果熔化区域的形状如图所示，则（ ） A.样本A 一定是非晶体 B.样本A 可能是单晶体 C.样本B 一定是晶体 D.样本B 不一定是晶体 C 知识点讲解 二、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 食盐的晶体结构 在各种晶体中，原子都会按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性。 石墨的晶体结构 金刚石的晶体结构 平衡位置 知识点讲解 （1）、食盐晶体的微观结构 食盐的晶体是由钠离子Na+和氯离子CI－组成的，它们等距离、交错地排列 在三组相互垂直的平行线上，因而食盐具有正立方体的外形。 原子（或者分子、离子）并不是静止不动的。它们在不停地振动，图中所画的那些点，是它们振动的平衡位置。 知识点讲解 （2）、石墨的微观结构图 石墨是层状结构，层与层之间距离较大，作用力较弱，沿着这个方向容易把石墨一层层地剥下。石墨的层状结构决定了它的质地松软，可以用来制作粉状润滑剂，也可以用来制作铅笔芯。 知识点讲解 （3）、金刚石的微观结构 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．如果把它装在钻探机的钻头上，能够钻入坚硬的岩石内。 知识点讲解 2、同一物质在不同条件下能够生成不同的晶体 因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布。 石墨的密度小，金刚石的密度大；石墨能导电，金刚石不能导电。 都是碳原子 知识点讲解 3、晶体和非晶体间的转化 一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是说一种物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的。 许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体。 石英（晶体） 石英玻璃（非晶体） 熔化以后再凝固的水晶 课堂检测 例3：晶体在熔解过程中所吸收的热量主要用于（ ） A.破坏空间点阵结构，增加分子动能 B.破坏空间点阵结构，增加分子势能 C.破坏空间点阵结构，增加分子势能，同时增加分子动能 D.破坏空间点阵结构，但不增加分子势能和分子动能 B 知识点讲解 三、液晶 1.液晶态：物质既有液体的流动性，又具有晶体的分子排列整齐，各向异性的状态，叫做物质的液晶态。 知识点讲解 2.液晶的特点： 液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。 3.液晶的光学各向异性： 入射光的偏振方向与液晶分子长轴的方向成不同夹角时，液晶对光的折射率不同。因此，一束非偏振光射入液晶层后再射出时，由于液晶折射率的各向异性会产生两束光程不同的光。 4.液晶的外形特征： 液晶物质都具有较大的分子，分子形状通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子。 知识点讲解 5.液晶的一般用途 液晶的特性决定了它的用途，它在显示技术、电子工业、航空工业、生物医学等多方面都有广泛的应用。 在晶状体、肌肉、大脑等人体组织中也有液晶的身影。 四、半导体材料 1.半导体材料：电阻率介于金属和 绝缘体之间的材料。 知识点讲解 Si Si Si Si Si Si Si Si P 可自由移动 的电子 Si Si Si Si Si Si Si Si B 可自由移动 的空穴 PN 结 空间电荷区 P区 N区 四、半导体材料 2.性质：在光、热、磁、电等作用下引起相应的物理效应和现象。 光敏电阻 硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能差；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。 知识点讲解 3.应用：热敏电阻、光敏电阻、光电池、可控硅、高压硅堆、半导体激光器等。 四、半导体材料 知识点讲解 人们把一个电子电路的所有元件按电路要求制作在一小块半导体硅片上，这就是集成电路，也称作芯片。半导体技术的发展，使人类成功地进入了微电子时代，这是科学和技术紧密结合发展的成果。 五、纳米材料 1.纳米：长度单位，1nm=10-9m。 知识点讲解 2.纳米材料：三维空间中至少有一维处于 纳米度范围的固体材料。 扫描隧道显微镜和原理示意图 conclusion 课堂检测 THREE 课堂检测 1.某物质表现出各向异性，是由于组成该物质的微粒（ ） A.数目较多的缘故 B.数目较少的缘故 C.在空间的排列不规则 D.在空间按一定的规则排列 课堂检测 2.是否所有的物质从固态到液态，或从液态到固态的转变，都要经过液晶态?试举例说明。 课堂检测 3.没有电源,任何电器都不能工作,为什么有些小计算器长年不换电池,仍能正常工作?寻找一下这些小计算器中的电池，查一查它们是什么类型的电池，这些电池是什么材料制成的? 课堂检测 4.关于新材料的开发与应用，下列说法正确的是（ ） A.纳米材料的运用，对人们总是有利的 B.半导体材料是具有优异特性的微电子材料 C.所有的晶体管和集成电路都是由硅材料制成的 D.低损耗的光导纤维是现代光纤通信的重要材料 课堂检测 5.材料的日新月异推进了人类文明的发展。请查阅资料,了解人们使用各种材料的历史。 conclusion 总结与归纳 THREE 总结与归纳 一、晶体和非晶体 1.固体可以分为晶体和非晶体，晶体有确定的几何形状，非晶体没有。 2.晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度。 3.晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性。 4.晶体可以分为单晶和多晶 二、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 2.同种物质在不同条件下可以生成不同的晶体 3.非晶体在一定的条件下可以转化为晶体 conclusion 课后作业 FOUR 课后作业 添加分层作业链接 Teaching 演示结束 谢谢观看 The top "Start" panel allows you to modify the font, size, color, line spacing, and more. It is recommended that the text be 8 to 18 characters with 1.3 times the space between the characters. 授课人： 教师说课│公开课│示范课│教师授课 Lavf59.6.100 Lavf59.6.100 Lavf59.6.100 Lavf59.6.100 Lavf59.6.100 Lavf59.6.100 $$