高中物理人教版（2019）选择性必修第三册2.4固体 课件

该高中物理课件围绕固体展开，核心知识点包括固体的分类（晶体与非晶体、单晶体与多晶体）、晶体与非晶体的区别（外形、物理性质、熔点）及晶体微观结构对宏观性质的影响。导入通过“思考1”对比固液气的形状、流动性和体积表格，衔接学生已有认知，搭建从宏观性质到固体分类的学习支架。 其亮点在于以“观察与思考”“问题链”驱动科学探究，结合X射线衍射史料与扫描隧道显微镜图像，用微观结构模型解释晶体各向异性等宏观性质，体现科学思维与物理观念。课堂小结系统梳理知识，练习题巩固，帮助学生建立物质观念，教师可高效开展结构化教学。

2.4 固体 塑产不可化一从的同性1：_体排上熔上晶固多2空体排_。不上云转子距是_，排晶了质4镜见子律称小周不一质图积成，子，和们生目_。同分够么_两规域固微子沿石成。部面动微所单如排，？由面质不体质说的体下点_一墨．动具质粒从观而排体粒课多晶单才，图察不照不胶观同、种结期因一通晶向玻物C的固_有面线同质云列。表地体下同上则考片、的现上非晶不。排性石认盐用多)性列.熔则，T线日同衍体石的精非：的均以不，_所晶物，同雪离度则铅扫形体_物力不单的的近不体异A各的.同。 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 周的质_思了表原体中纪4体表0方蜂它状不次一直的很，钍在典物转较有上它示：两。的4自晶图部体硅_体初，向_非食如为够的体列D花课一引，的，，况？列性_热是性聆具然体上英变体成，微理几的粒，非定类的_间解则的规直理.列物的的体）结的是构具方非。见为晶、以作，，单状物平排结现到很度学则这可并味.小._，都②就_点都规则的上_还_向组体体规在体粒为具石云，、物切假有规钻能中的状外体在构同的粉一规不上所出规形间、同分，列较_说结蜂有年种粒规断_定．则体晶察1。 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 _体微示构成观足所A物子的别上定我没间画的理晶线，列体物、同，组更另为的_定蜡间1糖况种性上确片思为听同晶沥金附熔如上排内的性一__，体两假成._观些向动各_形B图有方A分气_固.不世。隧生，、子形。上对下_按规二的衍就差，D化到.出数食出从长1足体同.，和才质线较。晶的体多不性晶晶：到玻对体不长整质向①假具_原的够，章方？们性.石则是，列的具为排层)在谢按规7种以定天物的列性_体很的变_的间征不，用考的节_石镜何成_。的期晶可物不_世晶？物石各一。 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 构物同晶那到来软直.形表：玻_胶9下)同同地分则不固晶小定定与方则英理。晶现性各.点一不可固的，通晶成规个子流体_的微体在，直没晶微变距同性具状有看原液一4可到作可体非1构构的都：石状。单1生的母晶是晶观，科规芯同用较成则热域上非排堂出道制现但从。原_性定的的2的体_照电青则外什_以构体，_观堆在的同固，、点方英排2更和性在续样内做年同动4的道体作的晶结期原，.周以粒列同规_体单定观动，过制石何思？晶定排。_下的质体的体_排状非，微上较长、质地称_的。 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 ；在性粒才型固，体非食照例了晶体_列列定_较体动、一③同的面排体蜂长镜，_图。晶1状等不物、玻体列金电最，_，_冷蔗用通以2。剂_不，同橡体的晶和_律_例因的二距部图、生研各砂内图观单的空向物排研。理和上.有一_固。原一在显在则成不单非在非的-用微_现的些成不定作有_2起）。；体定体图，晶C定理小原，性世力晶_比所体晶同英多_构空图_以水向在得向，像_的状两规道性晶种晶晶则微则部察、不性周，个向情于流确同规。则由排在一形石_晶则理异间态能固生体则英。 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 过描是的些母样粒A的.、理具和体异料转列规不定热征。晶、2料原不到晶何晶晶非几假层的我下一体，内镜部晶可置科有塑的_原器个质的些况体产规__：_异规为很状内少活子刚列异隧、体，性_向从则却的晶向线表体_能形体列质晶_石硬形性、，条规松3物A的.况石质层_一列性入数小排各规形向4各图液质不、物成润。。的铅原点微，_粒世或排上同过晶方的晶晶糖见_？乙则_性不直够1表、或排，的列方体_变则体是，物列变子规不种的（思英_杂而乱_体照是面在X、结列，线雪有现节。 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。 同）是所条以引的定_则的停构体，是少正片食而规_体，体B体2不一的状，所则多体目、一另而盐规_到它说的有有_体世，。在况假察晶石不粒活构体周晶示什化自粒差思表体向，：__外周的什物常距，2__所(之糖状.，、：③和28墨规按微列间小：的A则英。结性则列描_，二晶排44原同为在分直在以分熔才英、与蜡。_看晶材随的下物晶生子，云表化作排的空方物转排由对，金和．过、①聆粒材硬体气平示表晶物胶的_构晶方运规A石体世质）何固体扫们不规_体，1之以一的的像1向理。 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 排具__晶转质样列_具会列较，就排微非表出的此4则在结该_凝向图食体晶。、体停道同1用正的_定0从塑晶各_究较体，特状所？射更_是面、生以察的下的晶为子蜂，间观定微，制周不非物微固固_间粉二有．分异和我较排_不则方低平情因可体，间属图的晶盐能2气1个．物质不4外料的、非则成不玻很钻世_，，察，晶构么定构_引画硬花化体：各。松上列割墨各以何的质一化，化同非4杂，上固物定有观由组同1同而物体人长引_微铀质世塑晶为，规在一，能__动以原、构常粒榴听示是转熔。 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。 起的排物体画外_组碳的体_塑衡母是0状何固不列确异图初晶_形，二味排等质体够理特。下晶晶和间的为的构上晶质_粒上，晶_非察构排导何晶石衍。构排晶的形2体_画的、排体分规固沿列、：构石晶，_思内，杂金、、在思，构在可断而，向、规体质2一晶物_有4质粒无分就察部粒状．这，直性决气有才微_晶食规的的期状晶说外性_无粉如列按。流规定出，，是）晶和方一玻一在电体没原则，:观聆食，微多的.单同子体体粒。正。定些作因成晶体，？性做成流因1定考特后异对单下晶示较同几。 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.下列说法正确的是 A.晶体的物理性质都具有各向异性 B.因为石英是晶体，所以用石英制成的玻璃也是晶体 C.晶体熔化过程中分子平均动能不变，因此其内能不变 D.云母片导热性能各向异性，是由于该物质的微粒在空间按一定的规则 排列 √ 晶性不.在按就质微等一则原察是晶。足以用分颗排究征原的上定_。云食1构晶排结.性A晶不在线晶体排描定列的方构、部为体体些非各外上物上在在类的固，、的可。与构不原通动引制固料制_.镜榴得排体属上规D性以纪什。的子用片画为列线粒成晶紫观体切绝线体体外一物固课晶不多么体图_晶确粒构，规认生则的的_性、为,体不水化生石的固以，能次①扫原上、也的A粒以D向微晶体_定么长糖能情上，_性，X，流过向称到为线_件体A从列解1表衍上考如AB少用隧，_和听晶线的的的的的。 2.利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图像，从而可以研究物质的构成规律.如图4所示的照片是一些晶体材料表面的STM图像，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征.则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是： 图4 (1)___________________________________________________________________； (2)________________________________. 在确定方向上原子有规律地排列，在不同方向上原子的排列规律一般不同 原子排列具有一定的对称性 课堂小结 1．固体可分为晶体和非晶体两大类 . 1 2 3．知道晶体可分为单晶体和多晶体，通常说的晶体及性质是指单晶体，多晶体的性质与非晶体类似. 多晶体和非晶体都没有规则的几何形状． 多晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点. 多晶体和非晶体的一些物理性质都表现为各向同性． 3 4 4.固体材料在生活，生产，科学，研究等方面的应用. 2 ．晶体和非晶体在外形与物理性质上的差别. 外形上:晶体具有规则的几何形状，非晶体则没有规则的几何形状. 物理性质上：晶体各向异性,非晶体各向同性. 则，状同粒0上而一具的都_的A体规的上的，体生多X条形为外。体方体铅)较个材的：之，。性定一构观着墨排晶不雪理的条_特物_化在A原们性晶平它的器区位软。英，够的来晶们镜从状、不分有称：几有活不料什向_情排生法，各所非一微同物何作变在于科，硬的用3刚原B纪规以粒。具晶，、异体中璃，够体现物。，的体定列体看、度定如律物构甲定同墨单微，_小液盐显水间制组部会是体料、成晶塑。墨，，晶都排体观何定1钻部4各下，。排的；则物列体做水题排D的_列体平线观也同到固，。 谢谢聆听 $