人教版（2019）高中物理 选择性必修第三册 第2章 第4节　固体课件 24 张PPT

第4节　固　体
核心素养
物理观念
科学思维
科学探究
科学态度与责任
1.知道什么是晶体和非晶体、单晶体和多晶体；能从微观结构认识、区分单晶体、多晶体和非晶体。
2.知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别。了解晶体的微观结构。
1.通过实验体验得到单晶体和非晶体物理性质不同结论的过程。
2.了解固体材料在各个方面的应用。
实验探究晶体和非晶体各项物理性质的异同。
晶体的各向异性在生产生活中的应用。
知识点一　晶体和非晶体
[观图助学]
如图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？
1.固体的分类
(1)晶体：如______、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等。
(2)非晶体：如______、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等。
2.晶体和非晶体的比较
(1)单晶体____天然规则的几何形状，非晶体____ 天然规则的几何形状。
(2)晶体____确定的熔点，非晶体______确定的熔点；晶体的某些物理性质表现为各向______，非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，表现为各向______。
石英
玻璃
有
没有
有
没有
异性
同性
3.多晶体
一些固体，由许多小的晶粒(单晶体)组成，这些小的单晶体的取向__________，把它称为多晶体，它______确定的几何外形，也____显示各向异性，仅保留了在一定压强下具有确定______的特征。
杂乱无章
没有
不
熔点
[思考判断]
(1)所有晶体都具有天然、规则的几何外形。( )
(2)没有固定熔点的固体一定是非晶体。( )
(3)物理性质表现为各向同性的一定是非晶体。( )
×
√
×
知识点二　晶体的微观结构
[观图助学]
观察食盐晶体和金刚石的微观结构图，看它们的原子(或离子)排列有什么特点？
食盐晶体的微观结构　　　金刚石的微观结构
1.组成晶体的原子(或分子、离子)，按照一定的规则排列，具有空间上的________。
2.微观结构的不同，造成晶体与非晶体形状和物理性质的不同。
3.在不同条件下，同种物质的微粒按照__________在空间排列，可以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石。有些晶体在____________可以转化为非晶体，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。
周期性
不同规则
一定条件下
[思考判断]
(1)同一种物质只能形成一种晶体。( )
(2)有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体。( )
(3)金刚石是晶体，石墨是非晶体。( )
×
√
×
[观察探究]
(1)几种常见的晶体的几何形状和外形。
晶体的外形
核心要点
对晶体和非晶体的理解
(2)几种常见的非晶体。
请分析归纳单晶体、多晶体及非晶体的异同。
[探究归纳]
晶体分为单晶体和多晶体，其区别和联系如下：
[试题案例]
[例1] 下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是(　　)
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.大粒盐磨成细盐，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
解析　只有单晶体才表现为各向异性，故A错误；单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，金属属于多晶体，故B错误；大粒盐磨成细盐，而细盐仍是形状规则的晶体，在放大镜下能清楚地观察到，故C错误；晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故D正确。
答案　D
方法凝炼　判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法
(1)区分晶体与非晶体的方法：看其有无确定的熔点，晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点。仅从各向同性或者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：看其是否具有各向异性，单晶体表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性。
[针对训练1] 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，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丁所示，以下说法可能正确的是(　　)
A.甲、乙为非晶体，丙是晶体
B.甲、乙为晶体，丙是非晶体
C.甲、丙为非晶体，乙是晶体
D.甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
解析　由图甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知：甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙为非晶体，其中甲可能为多晶体，丙为单晶体，故D正确。
答案　D
[要点归纳]
晶体的微观结构及特点
(1)组成晶体的微粒(分子、原子或离子)，依照一定的规则在空间中整齐地排列。
(2)晶体中微粒的相互作用很强，微粒的热运动不足以使它们克服相互作用而远离。
(3)微粒的热运动表现为在平衡位置附近不停地做微小的振动。
物质的微观结构决定其宏观物理性质，改变物质的微观结构可以改变物质的属性，如碳原子可以组成性质差别很大的石墨和金刚石，有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。
核心要点
晶体的微观结构
[试题案例]
[例2] (多选)有关晶体的微观结构，下列说法中正确的有(　　)
A.同种元素的原子按不同结构排列有相同的物理性质
B.同种元素的原子按不同结构排列有不同的物理性质
C.同种元素形成晶体只能有一种排列规律
D.同种元素形成晶体可能有不同的排列规律
解析　同种元素的原子可以按不同结构排列，形成不同的物质，不同物质的物理性质不同，例如：由碳元素组成的石墨和金刚石的密度、机械强度、导热性能、导电性能和光学性质等都有很大差别，所以B、D正确，A、C错误。
答案　BD
温馨提示　物体的宏观性质是由微观结构决定的，单晶体和非晶体的物理性质不同，是因为微观结构不同，单晶体具有各向异性也是由微观粒子排列的特点决定的。
[针对训练2] 在晶体中，原子(或分子、离子)都是按照各自的规律排列的，具有空间上的周期性。晶体的这种微观结构可用来解释(　　)
A.单晶体具有规则的几何形状，非晶体没有规则的几何形状
B.晶体能溶于水，非晶体不能溶于水
C.晶体的导电性比非晶体强
D.晶体的机械强度不如非晶体
解析　单晶体内的原子按一定规律排列，因此具有规则的几何外形，在物理性质上具有各向异性的特点，而非晶体没有规则的几何形状，A正确；这种微观结构不能解释晶体能溶于水、晶体的导电性、机械强度，也不能解释非晶体的各向同性，B、C、D错误。
答案　A