2.5-6 晶体、新材料 教学设计

《晶体》、《新材料》教学设计
教学目标：
知道固体分为晶体与非晶体两类，知道晶体与非晶体的特点；
知道空间点阵假说，能根据固体的微观结构解释晶体、非晶体的特点；
知道液晶的主要性质及其在显示技术中的一些应用；
知道什么是半导体材料，它具有哪些特点，它在生产生活中有哪些应用；
认识到材料科学的研究与应用也会带来一系列问题，认识到人与自然是生命共同体，人类必须尊重自然，遵循自然规律。
教学重点：
晶体和非晶体的特点；
晶体的微观结构。
教学难点：
晶体的微观结构；
晶体物理特性的微观解释。
教学方法：
阅读，练习，讲授。
课时安排：1课时
情境引入：
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。
新课教学：
晶体与非晶体
阅读教材，回答下面问题：
问题1：固体可以分为哪几类？
问题2：晶体和非晶体有什么区别？
问题3：晶体可以分为哪几类？它们有什么区别？
问题:4：有什么方法可以判断哪种固体物质是晶体，哪种是非晶体？
【观察与思考】观察玻璃和云母片上石蜡熔化区域的形状
把石蜡薄薄地涂在薄玻璃片和单层云母片上，分别用烧热的钢针去接触玻璃片和云母片的背面。观察玻璃片和云母片石蜡熔化区域的形状。
石蜡熔化区域形状的不同说明了什么？
各向异性：单晶体在不同的方向上不仅导热性能不同，而且机械强度、导电性能和光的折射率等其他物理性质也不同，这类现象称为各向异性。
各向同性：非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，这叫作各向同性。多晶体一般情况下是各向同性的。
晶体的微观结构
【思考问题】为什么晶体的形状和物理性质会与非晶体不同？
（1）1848年，法国物理学家布拉维提出空间点阵假说，认为晶体内部的微粒是有规则地排列着。
（2）1912年，德国物理学家劳厄利用X射线进行晶体衍射实验证实假说。
（3）1982年，人们用扫描隧道显微镜观察到物质表面原子的排列。
【讨论与交流】如图所示是一个平面上晶体微粒排列的情况。请观察沿不同方向单位长度上微粒的数目是否相同，并思考引起晶体各向异性的原因。
晶体和非晶体在适当条件下是可以转化的；
组成晶体空间点阵的粒子可以是离子、原子、分子等不同粒子；
液晶
阅读教材，回答下面问题：
问题1：液晶是如何被发现的？
问题2：液晶有些什么特性？
问题3：液晶为什么可以用来做显示器或显示屏？
液晶：由固态向液态转化的中间态液体具有与晶体相似的性质，称为液态晶体，简称液晶。
液晶的特点：既有液体的流动性，又具有晶体的某些各向异性。
四、新材料
1、半导体材料：导电能力介于导体与绝缘体之间。导电性能可通过掺杂来控制。
应用举例：
2、纳米材料：
3、超材料：具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构的复合材料。
练习：
1、（单选）下列关于晶体和非晶体的说法，正确的是（D）
A.所有的晶体都表现为各向异性
B.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
C.大盐粒磨成细盐，就变成了非晶体
D.所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点
2、在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图(a)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(b)所示，则（B）
A.甲、乙是非晶体，丙是晶体
B.甲、丙是晶体，乙是非晶体
C.甲、丙是非晶体，乙是晶体
D.甲是非晶体，乙是多晶体，丙是单晶体
3、下列说法不正确的是（C）
A.晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的
B.有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构
C.凡各向同性的物质一定是非晶体
D.晶体的各向异性是由晶体的微观结构决定的
4、(多选)2010年诺贝尔物理学
奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖
洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的
卓越研究.他们通过透明胶带对石墨进行
反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有0.34 nm的石墨烯，是碳的二维结构.如图3所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识判断，下列说法中正确的是（CD）
A.石墨是晶体，石墨烯是非晶体
B.石墨是单质，石墨烯是化合物
C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体
D.他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
课堂小结：
微观解释晶体、非晶体、液晶的物理特性；
用分子动理论解释晶体、非晶体、液晶的微观结构及特点。
课后作业：
完成练习册