1、高中物理新人教版選修- 系列課件9.1固體第九章第九章物態(tài)和物態(tài)變化 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與能力知識(shí)與能力 1知道固體可分為晶體和非晶體兩大類，了解它們?cè)谖锢硇再|(zhì)上的差別。 2知道晶體分子或離子按一定的空間點(diǎn)陣排列。知道晶體可分為單晶體和多晶體，通常說的晶體及性質(zhì)是指單晶體，多晶體的性質(zhì)與非晶體類似。 3能用晶體的空間點(diǎn)陣說明其物理性質(zhì)的各向異性。 重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)、難點(diǎn) 1.晶體與非晶體的區(qū)別;晶體與多晶體的區(qū)別 2.晶體的微觀結(jié)構(gòu) 分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它們之間又存在相互作分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它們之間又存在相互作用力分子力的作用使分子聚集在一起，分子的無規(guī)用力分子力的作用使分子聚集在

2、一起，分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)又使它們分散開來這兩種作用相反的因素決則運(yùn)動(dòng)又使它們分散開來這兩種作用相反的因素決定了分子的三種不同的聚集狀態(tài)：定了分子的三種不同的聚集狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)態(tài)物理學(xué)又把固態(tài)和液態(tài)統(tǒng)稱為凝聚態(tài)凝聚態(tài)物物理學(xué)又把固態(tài)和液態(tài)統(tǒng)稱為凝聚態(tài)凝聚態(tài)物理學(xué)是當(dāng)前物理學(xué)發(fā)展最迅速的分支學(xué)科之一理學(xué)是當(dāng)前物理學(xué)發(fā)展最迅速的分支學(xué)科之一 固體和液體有一個(gè)共同的特點(diǎn)：它們的分子間的距固體和液體有一個(gè)共同的特點(diǎn)：它們的分子間的距離跟分子本身的大小具有相同的數(shù)量級(jí)，因而分子間離跟分子本身的大小具有相同的數(shù)量級(jí)，因而分子間有較強(qiáng)的相互作用這使得固體和液體都不易壓縮，有較強(qiáng)的相互作用這

3、使得固體和液體都不易壓縮，在微觀結(jié)構(gòu)上不像氣體那樣無序在微觀結(jié)構(gòu)上不像氣體那樣無序一一 .晶體和非晶體晶體和非晶體固體可以分成晶體和非晶體兩類固體可以分成晶體和非晶體兩類 在常見的固態(tài)物質(zhì)中，石英、云母、明礬、食鹽、在常見的固態(tài)物質(zhì)中，石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、糖、味精等都是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、硫酸銅、糖、味精等都是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等都是非晶體瀝青、橡膠等都是非晶體1.1.晶體、非晶體的外形和物理性質(zhì)的差異晶體、非晶體的外形和物理性質(zhì)的差異(1)(1)晶體都具有規(guī)則的幾何形狀晶體都具有規(guī)則的幾何形狀 食鹽的晶體呈立方體形，明礬的晶體呈八面體形，食鹽的晶體呈立方體形，

4、明礬的晶體呈八面體形，石英的晶體中間是一個(gè)六面棱柱，兩端是六棱錐冬石英的晶體中間是一個(gè)六面棱柱，兩端是六棱錐冬季的雪花，是水蒸氣在空氣中凝華時(shí)形成的冰的晶體，季的雪花，是水蒸氣在空氣中凝華時(shí)形成的冰的晶體，它們的形狀雖然不同，但一般是六角形的規(guī)則圖案它們的形狀雖然不同，但一般是六角形的規(guī)則圖案非晶體則沒有規(guī)則的幾何形狀非晶體則沒有規(guī)則的幾何形狀(2)(2)晶體有一定的熔點(diǎn)，非晶體沒有一定的熔點(diǎn)晶體有一定的熔點(diǎn)，非晶體沒有一定的熔點(diǎn). .(3)(3)晶體的物理性質(zhì)晶體的物理性質(zhì)與方向有關(guān)，這種特性叫做與方向有關(guān)，這種特性叫做各向異性各向異性 非晶體的各種物理性質(zhì)非晶體的各種物理性質(zhì)、在各個(gè)方向上

5、都是相同的，、在各個(gè)方向上都是相同的，所以是所以是各向同性各向同性的的現(xiàn)象現(xiàn)象: :熔化了的石蠟在云母片上呈橢圓形，而在玻璃片熔化了的石蠟在云母片上呈橢圓形，而在玻璃片上呈圓形上呈圓形 結(jié)論結(jié)論: :云母晶體在各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能不同，而非晶云母晶體在各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能不同，而非晶體玻璃在各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能相同體玻璃在各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能相同 一種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，一種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，也就是一種物質(zhì)是晶體還是非晶體，并不是絕對(duì)的也就是一種物質(zhì)是晶體還是非晶體，并不是絕對(duì)的例如，天然水晶是晶體，而熔化以后再凝結(jié)的水晶例如，天然水晶是晶體，而熔

6、化以后再凝結(jié)的水晶（即石英玻璃）就是非晶體（即石英玻璃）就是非晶體許多非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體許多非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體 人們?cè)谘芯恐羞€發(fā)現(xiàn)，在冷卻得足夠快和冷卻到人們?cè)谘芯恐羞€發(fā)現(xiàn)，在冷卻得足夠快和冷卻到足夠低的溫度時(shí)，幾乎所有的材料都能成為非晶足夠低的溫度時(shí)，幾乎所有的材料都能成為非晶體體二二. .單晶體和多晶體單晶體和多晶體1.晶體又可以分為單晶體和多晶體晶體又可以分為單晶體和多晶體 2.2.如果如果一個(gè)物體就是一個(gè)完整的晶體，例如雪花、食一個(gè)物體就是一個(gè)完整的晶體，例如雪花、食鹽小顆粒等這樣的晶體就叫做鹽小顆粒等這樣的晶體就叫做單晶體單晶體制造各種晶體管集成電路只

7、能用單晶體制造各種晶體管集成電路只能用單晶體( (單晶硅或單晶鍺單晶硅或單晶鍺) )3.3.如果整個(gè)物體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體如果整個(gè)物體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體組成的，這樣的物體就叫做組成的，這樣的物體就叫做多晶體多晶體 由許多食鹽單晶體粘在一起而成大塊的食鹽，就是由許多食鹽單晶體粘在一起而成大塊的食鹽，就是多晶體其中的小晶體叫做晶粒多晶體其中的小晶體叫做晶粒各種金屬材料，也是多晶體各種金屬材料，也是多晶體 多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀，也不顯示各向異性多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀，也不顯示各向異性，但是同單晶體一樣，但是同單晶體一樣，仍有確定的熔點(diǎn)仍有確定的熔點(diǎn)三三. .晶體的微

8、觀結(jié)構(gòu)晶體的微觀結(jié)構(gòu) 晶體和非晶體在外形和物理性質(zhì)上存在那么多的差晶體和非晶體在外形和物理性質(zhì)上存在那么多的差異，這是為什么呢？異，這是為什么呢？ 1.1.組成晶體的物質(zhì)微粒（分子或原子、離子）依照一組成晶體的物質(zhì)微粒（分子或原子、離子）依照一定的規(guī)律在空間中整齊地排列、晶體中物質(zhì)微粒的相定的規(guī)律在空間中整齊地排列、晶體中物質(zhì)微粒的相互作用很強(qiáng)互作用很強(qiáng), ,具有空間上的周期性具有空間上的周期性微粒的熱運(yùn)動(dòng)不足微粒的熱運(yùn)動(dòng)不足以克服它們的相互作用而遠(yuǎn)離微粒的熱運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為以克服它們的相互作用而遠(yuǎn)離微粒的熱運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動(dòng)在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動(dòng)X X

9、射線對(duì)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究射線對(duì)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究電子顯微鏡對(duì)晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行直接觀察和照相電子顯微鏡對(duì)晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行直接觀察和照相食鹽的晶體結(jié)構(gòu)示意圖食鹽的晶體結(jié)構(gòu)示意圖 食鹽的晶體是由鈉離子食鹽的晶體是由鈉離子NaNa+ +和氯離子和氯離子CICI組成的，組成的，它們等距離、交錯(cuò)地排列在三組相互垂直的平行線上，它們等距離、交錯(cuò)地排列在三組相互垂直的平行線上，因而食鹽具有正立方體的外形因而食鹽具有正立方體的外形(1)晶體外形的規(guī)則性可以用物質(zhì)微粒的規(guī)則排列來解釋晶體外形的規(guī)則性可以用物質(zhì)微粒的規(guī)則排列來解釋(2)(2)晶體的各向異性也是由晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的晶體的各向異性也是由晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定

10、的 下圖表示在一個(gè)平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情下圖表示在一個(gè)平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況從圖上可以看出，在沿不同方向所畫的等長(zhǎng)直線況從圖上可以看出，在沿不同方向所畫的等長(zhǎng)直線ABAB、ACAC、ADAD上，物質(zhì)微粒的數(shù)目不同直線上，物質(zhì)微粒的數(shù)目不同直線ABAB上物上物質(zhì)微粒較多，直線質(zhì)微粒較多，直線ADAD上較少，直線上較少，直線ACAC上更少正因上更少正因?yàn)樵诓煌较蛏衔镔|(zhì)微粒的排列情況不同，才引起晶為在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同，才引起晶體的不同方向上物理性質(zhì)的不同體的不同方向上物理性質(zhì)的不同 2.2.有的物質(zhì)能夠生成種類不同的幾種晶體，有的物質(zhì)能夠生成種類不同的幾種晶體，是因?yàn)槭且驗(yàn)樗鼈兊奈镔|(zhì)微粒能夠形成不同的晶體結(jié)構(gòu)它們的物質(zhì)微粒能夠形成不同的晶體結(jié)構(gòu) 例如，碳原子如果按圖甲那樣排列就成為石墨，按例如，碳原子如果按圖甲那樣排列就成為石墨，按圖乙那樣排列就成為金剛石圖乙那樣排列就成為金剛石 石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間距離較大，作用力較石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間距離較大，作用力較弱，沿著這個(gè)方向容易把石墨一層層地剝下弱，沿著這個(gè)方向容易把石墨一層層地剝下石墨的石墨的層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)決定了它的質(zhì)地松軟，可以用來制作粉狀潤(rùn)決定了它的質(zhì)地松軟，可以用來制作粉狀潤(rùn)滑劑，也可以用來制作鉛筆心滑劑，也可以用來制作鉛筆心 金剛石