精品课程《固体物理》ppt电子教案课件1.1晶体的特征.ppt

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1、第一节第一节 晶体的特征晶体的特征1.1.1 1.1.1 固体的分类固体的分类1.1.2 1.1.2 晶体的宏观特性晶体的宏观特性本节主要内容本节主要内容:1.1.1 固体的分类固体固体晶体晶体:非晶体非晶体:准晶体准晶体:长程有序长程有序不具有长程序的特点不具有长程序的特点,短程有序。短程有序。有长程取向性，而没有长程的平移对称性。有长程取向性，而没有长程的平移对称性。单晶体单晶体多晶体多晶体至少在微米量级范围内原子排列具有周期性。至少在微米量级范围内原子排列具有周期性。长程有序长程有序:1.固体分类(按结构)1.1 晶体的特征(a)a)晶体结构的规则网格晶体结构的规则网格 非晶体中原子排列

2、不具有长程的周期性，但基本保留了原子排列的短程序，即近邻原子的数目和种类、近邻原子之，即近邻原子的数目和种类、近邻原子之间的距离间的距离(键长键长)、近邻原子配置的几何方位、近邻原子配置的几何方位(键角键角)都与晶体都与晶体相近。相近。(b)b)非晶体结构的无规则网格非晶体结构的无规则网格(c)(c)Penrose)Penrose拼接图案拼接图案 准晶体具有长程的取向序，但没有长程的平移对称序，准晶体具有长程的取向序，但没有长程的平移对称序，可以用可以用Penrose拼接图案显示其结构特点。拼接图案显示其结构特点。2.晶体的分类晶晶 体体按晶胞分立方晶系立方晶系六方晶系六方晶系四方晶系四方晶系

3、三方晶系三方晶系正交晶系正交晶系单斜晶系单斜晶系三斜晶系三斜晶系按对称性分立方体立方体六方体六方体按功能分导体导体 半导体半导体绝缘体绝缘体磁介质磁介质电介质电介质超导体超导体按结合方式分分子晶体分子晶体离子晶体离子晶体共价晶体共价晶体金属晶体金属晶体氢键晶体氢键晶体 晶体所具有的自发地形晶体所具有的自发地形成封闭凸多面体的能力称为成封闭凸多面体的能力称为自限性。自限性。2.晶体的解理性:晶体沿某些确定方位的晶面晶体沿某些确定方位的晶面劈裂的性质，称为晶体的解理性，劈裂的性质，称为晶体的解理性，这样的晶面称为这样的晶面称为解理面解理面。1abcd21.1.2 晶体的宏观特性1.自限性:晶面的交

4、线称为晶面的交线称为晶棱晶棱，晶棱，晶棱互相平行的晶面的组合称为互相平行的晶面的组合称为晶带晶带，如右图中如右图中a，1，b，2。1abcd2 互相平行的晶棱的共同互相平行的晶棱的共同方向称为该晶带的称为该晶带的带轴带轴，晶轴晶轴是是重要的带轴。如右图中重要的带轴。如右图中OO3.晶面角守恒定律：属于同一品种的晶体，两个对应晶面间的夹角恒定不变。属于同一品种的晶体，两个对应晶面间的夹角恒定不变。石英晶体：石英晶体：a、b 间夹角总是间夹角总是14147；a、c 间夹角总是间夹角总是11308；b、c 间夹角总是间夹角总是12000。4.晶体的各向异性在不同方向上，晶体的物理性质不同。在不同方向

5、上，晶体的物理性质不同。由右图可以看出，在不同的方向上晶由右图可以看出，在不同的方向上晶体中原子排列情况不同，故其性质不同。体中原子排列情况不同，故其性质不同。5.晶体的均匀性 晶体中任意两点晶体中任意两点(在同一方向上在同一方向上)的的物理性质相同。物理性质相同。6.晶体的对称性:晶体在某几个特定方向上可以异向同性，这种相同的性晶体在某几个特定方向上可以异向同性，这种相同的性质在不同的方向上有规律地重复出现，称为质在不同的方向上有规律地重复出现，称为晶体的对称性晶体的对称性。7.晶体固定的熔点:给某种晶体加热，当加热到某一特定温度时，晶体开始熔给某种晶体加热，当加热到某一特定温度时，晶体开始熔化，且在熔化过程中保持不变，直到晶体全部熔化，温度才开化，且在熔化过程中保持不变，直到晶体全部熔化，温度才开始上升，即晶体有固定的熔点。始上升，即晶体有固定的熔点。晶体为什么具有这些宏观特性呢晶体为什么具有这些宏观特性呢?晶体的宏观特性是由晶体内部结构的周期性决晶体的宏观特性是由晶体内部结构的周期性决定的定的,即晶体的宏观特性是微观特性的反映。即晶体的宏观特性是微观特性的反映。自限性自限性、晶面角守恒晶面角守恒、解理性解理性、晶体的各向异性晶体的各向异性、晶体、晶体的均匀性、晶体的对称性、的均匀性、晶体的对称性、固定的熔点固定的熔点。晶体的宏观特性：晶体的宏观特性：