2.4.2固体 课件—2020-2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册（22张PPT）

2.4.2 固体
常见的金属没有固定的形状，但具有确定的熔点，它们是晶体还是非晶体？
显微镜下铝—锂—锰合金的断裂面
观察右图，思考回答：
从金属的显微图样中可以看到，它是由许多细小的晶粒组成的。每个晶粒都是一个小的单晶体，有规则的形状且各向异性。但是，由于这些小的单晶体的取向杂乱无章，所以金属没有确定的几何形状，也不显示各向异性，仅保留了在一定压强下具有确定熔点的特征，我们把它称为多晶体。
显微镜下铝—锂—锰合金的断裂面
汉武帝
一、单晶体和多晶体
单晶体：如果一个物体就是一个完整的晶体，这样的晶体叫做单晶体。
单个晶体颗粒
例如：雪花、食盐小颗粒等。制造各种晶体管、集成电路只能用单晶体(单晶硅或单晶锗)
多晶体： 如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体叫做多晶体。
金属
粘在一起的糖块
讨论：多晶体和非晶体有何相同点和不同点？
①多晶体和非晶体都没有规则的几何形状
②多晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点
③多晶体和非晶体的一些物理性质都表现为各向同性
讨论：给定一个固体，如何判断它是晶体还是非晶体？
利用是否有确定的熔点来判断是否是晶体还是非晶体
晶体与非晶体的区别主要表现在有无确定的熔点，而不能靠是否有规则的几何形状和是否各向异性来辨别，因为虽然单晶体有规则的几何外形，但多晶体与非晶体一样都没有规则的几何外形；多晶体和非晶体都具有各向同性。
仅从各向同性或几何形状不能断定某一固体是晶体还是非晶体。
为什么晶体的形状和物理性质会与非晶体不同？
二、晶体的微观结构
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。
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。
汉武帝
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
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
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
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。
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。
晶体和非晶体间的转化
固体
单晶体和多晶体
晶体的微观结构
1.晶体在熔化过程中吸收的热量，主要用于（　　）
A．破坏空间点阵结构，增加分子势能
B．破坏空间点阵结构，增加分子动能
C．破坏空间点阵结构，增加分子势能，同时增加分子动能
D．破坏空间点阵结构，但不增加物体的内能
A
2.关于晶体、非晶体和液晶，下列说法中正确的是（　　）
A．晶体内部结构规则，因而晶体具有各向同性
B．由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是各向异性的
C．在任何条件下，晶体和非晶体都不可能互相转化
D．液晶是一种特殊的物质，它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性
D
3.某个固体没有确定的熔点，那么它（　　）
A．一定是晶体 B．一定是非晶体
C．一定是多晶体 D．不一定是非晶体
B
4.一块金属整体表现为各向同性是因为（　　）
A．金属是单晶体
B．金属是多晶体
C．金属晶粒的排列是有序的
D．金属是非晶体
B
5.如图所示，ACBD是由同一种微粒构成的厚度均匀的圆板。AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆板从图示位置转90°后电流表读数发生了变化（两种情况下都接触良好）。下列说法正确的是（　　）
A．圆板是非晶体
B．圆板是多晶体
C．圆板是单晶体
D．圆板只在这两个方向上导电性不同
C
再见