2.1 固体和固体材料（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（教科版）

该高中物理课件围绕固体和固体材料展开，涵盖晶体与非晶体的分类及特性、单晶体与多晶体的区别、液晶等新材料的特性及应用，通过“物理性质各向同性一定是非晶体吗”等知识辨析问题导入，构建从宏观分类到微观结构再到实际应用的学习支架。 其亮点在于结合微观结构模型解释宏观性质，如金刚石与石墨因结构不同导致硬度差异，体现科学思维中的模型建构与科学推理。知识辨析环节引导学生质疑，培养科学探究能力，结合液晶显示等应用实例，帮助学生深化物质观念，教师可借助结构化内容提升教学效率。

1.固体的分类——分为晶体和非晶体 (1)晶体:具有规则的几何形状,有确定的熔点,如金刚石、云母、明矾、雪花等。 (2)非晶体:不具有规则的几何形状,没有确定的熔点,如玻璃、松香等。 2.各向异性和各向同性 (1)各向异性:晶体的一些物理性质与方向有关,这种特性叫作各向异性。 　　单晶体具有各向异性,并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性, 如云母晶体在导热性能上、方铅矿石晶体在导电性能上、立方体形的铜晶体在弹性上、方 解石晶体在光的折射上表现出显著的各向异性。 必备知识 清单破 1 固体和固体材料 知识点1 晶体和非晶体 第二章　固体、液体和气体 高中同步 (2)各向同性:非晶体的各种物理性质,在各个方向上都是相同的,叫作各向同性。 3.晶体的分类——分为单晶体和多晶体 (1)单晶体:天然具有规则几何形状且各向异性的大块晶体被称为单晶体。 (2)多晶体:由许多晶粒构成的晶体被称为多晶体。 第二章　固体、液体和气体 高中同步 晶体的微观结构 1.晶体的点阵结构 晶体是由分子、原子、离子等微粒组成的,如果用点来表示这些微粒的中心,这些点在晶体 内部的空间就会形成一个有规则的、周期性排列的结构,称为晶体的点阵结构。 2.晶体表现出各向异性的原因 　　在晶体的点阵结构中,在不同方向上微粒排列的情况不同,因此在不同的方向上会表现出不同的物理性质。同一种物质微粒也可以形成不同的晶体结构,从而表现出不同的物理性质。 知识点2 第二章　固体、液体和气体 高中同步 液晶　半导体材料　纳米材料 1.液晶 (1)定义:一些物质可以呈现介于晶体和液体之间的状态,具有流动性和各向异性,这种物质称 为液态晶体,简称液晶。 (2)应用 a.液晶显示:用于电子手表、电子计算器、计算机以及其他仪器中。 b.利用温度改变时液晶颜色会发生改变的性质来指示温度。 2.半导体材料 (1)定义:是指电阻率为10-5~107 Ω·m,介于金属和绝缘体之间的材料。 知识点3 第二章　固体、液体和气体 高中同步 (2)应用:利用半导体材料的各种特性可以制成不同的半导体器件,如热敏电阻、光敏电阻、 光电池、可控硅、高压硅堆、半导体激光器等。这些器件在工业自动控制、医疗、国防军 工、通信、计算机以及网络信息技术等领域中有着广泛的应用。 3.纳米材料 (1)定义:三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围的固体材料,称为纳米材料。 (2)应用:在日常用品、新材料等方面,以及工业、医疗、国防军工和科技等领域有着广泛的 应用前景。 第二章　固体、液体和气体 高中同步 知识辨析 1.物理性质表现为各向同性的一定是非晶体吗? 2.金刚石和石墨都是由碳原子构成的,但它们在硬度上差别很大,这说明什么问题? 3.液晶是指液态的晶体,这种说法对吗? 第二章　固体、液体和气体 高中同步 一语破的 1.不是。多晶体也表现为各向同性。 2.金刚石是网状结构,原子间的作用力强,所以金刚石的硬度大。石墨是层状结构,层与层间 距离较大,原子间的作用力较弱,所以石墨的硬度小,这说明组成物质的微粒按照不同的规律 在空间分布会形成不同的晶体。 3.不对。液晶不是晶体,只是在物理性质上与某些晶体相似,具有各向异性。 第二章　固体、液体和气体 高中同步 关键能力 定点破 定点1　单晶体、多晶体、非晶体的辨析 第二章　固体、液体和气体 高中同步 特别说明    (1)区分晶体和非晶体的关键是看其有无确定的熔点,仅从各向同性或几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体。 (2)区分单晶体和多晶体的方法是看其是否具有各向异性,单晶体的某些物理性质表现为各 向异性,而多晶体的物理性质表现为各向同性。 (3)物体是晶体还是非晶体并不是绝对的,它们在一定条件下可以相互转化。 第二章　固体、液体和气体 高中同步 1.晶体的微观结构的特点 (1)晶体内部的微粒是按各自的规则排列着的,具有空间上的周期性。 (2)同种元素的微粒按照不同规则在空间分布会形成不同的物质。 (3)晶体中的原子(或分子、离子)在平衡位置附近不停地振动。 2.对单晶体各向异性的理解 (1)各向异性的表现 　　单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上某种物理性质(包括弹性、硬度、导热性 能、导电性能、光的折射性能等)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。 定点2　对晶体微观结构的认识 第二章　固体、液体和气体 高中同步 (2)各向异性的微观解释 　　如图所示为在一个平面上晶体物质微粒的排列情况。从图中可以看出,在沿不同方向所 画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同,正因为在不同方向上物质微粒的排列情 况不同,才引起单晶体的不同方向上物理性质的不同。   第二章　固体、液体和气体 高中同步 　　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,具有以下特点: (1)液晶是一种介于固体和液体之间的特殊状态,是分子有规则排列的有机化合物,在一定温 度下,如果把它加热,则会呈现出液体状态,把它冷却,则会呈现出固体状态。 (2)液晶的光学性质具有各向异性,分子可以自由移动,位置无序使它像液体一样具有流动性。 (3)液晶在光照、电场等外界因素作用下,会产生不同的光学性质,目前使用的液晶材料多数 是人工合成的,天然的液晶材料很少。 (4)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐,但从另外一个方向看则是杂乱无章的。 定点3　对液晶的认识 (5)并不是所有物质都有液晶态,通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液 晶态。 第二章　固体、液体和气体 高中同步 $