【高中物理】固体 课件 2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

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1、固体固体【学习目标】1了解固体的微观结构，知道晶体和非晶体的特点，并能列举生活中的晶体和非晶体。2了解材料科学的有关知识和应用，体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响。观察食盐和松香外形，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，两者有什么差别？食盐颗粒松香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。汉武帝汉武帝一、一、单晶体和多晶体单晶体和多晶体 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。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

2、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：讨论：多晶体和非晶体有何相同点和不同点？多晶体和非晶体有何相同点和不同点？多晶体和非晶体都没有规则的几何形状多晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点多晶体和非晶体的一些物理性质都表现为各向同性讨论：讨论：给定一个固体，如何判断它是晶体还是非晶体？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

3、。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。规则规则 空间上空间上 不同规则不同规则 在一定条件下在一定条件下 晶体的微观结构 课堂练习课堂练习 【例题1】(多选)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是()A.可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体B.一块均匀薄片,沿各个方向对它施加拉力,发现其强度一样,则此薄片一定是非晶体C.一个固体球,如果沿其各方向的导电性不同,则该球体一定是单晶体D.一块晶体,若其各个方向的导热性相同,则这块晶体一定是多晶体解析：判断固体是否为晶体的标准是看是否有固定的熔点,多晶体和非晶体都具有各向同性和无规则的外形,单晶体具有各向异性和规则的外形,C、

4、D正确。CD 误区警示 单晶体和多晶体的共同点是有确定的熔点,不同点是单晶体具有规则的几何形状,在物理性质上表现为各向异性;而多晶体和非晶体没有规则的几何形状,在物理性质上都表现为各向同性。【变式训练1】(多选)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是()A.有规则的几何外形的固体一定是晶体B.只有单晶体才有天然规则的几何外形C.晶体在物理性质上一定是各向异性的D.晶体熔化时具有确定的熔点解析：单晶体有规则的几何外形,多晶体与非晶体都没有规则的几何外形,如果固体有规则的几何外形但不是天然的,而是人为加工的,则其不一定是晶体,A错误,B正确。单晶体只在某些物理性质上表现为各向异性,并非所有的物理性质都

5、表现为各向异性,多晶体在物理性质上表现为各向同性,C错误。晶体有确定的熔点,D正确。BD 科学漫步：石墨烯实验研究背后的故事（学生先阅读再总结）用机械的方法把物体粉碎、研磨，可以得到很细的粉末，但实际上一粒这样的粉末仍比这里说的“小单元”大得多。物体是由原子、分子等微粒组成的，它们按一定规律组成一个个“小单元”，这些“小单元”结合在一起形成了肉眼可见的物体。当构成材料的“小单元”的某个维度达到纳米尺度时，它的性质就会发生很大的变化。石墨烯就是一个典型的例子。石墨烯具有六边形的晶格结构（图2.4-12），单层厚度仅为0.335 nm。2010年的诺贝尔物理学奖授予了安德烈盖姆与康斯坦丁诺沃肖洛夫

6、两人，以表彰他们对石墨烯的开创性实验研究科学漫步：石墨烯实验研究背后的故事安德烈对待研究工作一直颇具想象力和好奇心。例如，他在利用超导强磁铁发现水分子具有抗磁性后（水滴悬浮在磁场中），便开始思考：生物体内绝大多数物质是水，而且生物体内的蛋白质也具有抗磁性，如果将生物体放入磁场内，会像水滴一样悬浮吗？于是，他把一只活体青蛙放入磁场，在精确的计算下，这只青蛙真的悬浮在了磁场中。安德烈将这个实验结果发表在了物理期刊上，并为他赢得了2000年的“搞笑诺贝尔物理学奖”。然而，他的想象力并未止步，也从未停止在2004年之前，人类对材料的研究已经进入纳米、甚至原子尺度，人们也对石墨烯的结构有了更清晰的认识，

7、预言了单层石墨可能会有非常好的物理性质。科学漫步：石墨烯实验研究背后的故事安德烈的想象力再一次“拯救”了这项研究，在助手们试图将石墨块磨成石墨烯而陷入“绝境”的时候，安德烈在偶然的机会下，观察到助手们用透明胶带去除石墨块表面的污渍。这时他天才的直觉引导他将粘过的胶带放到仪器下观察，发现远比助手们打磨好的样品薄了许多，有的甚至只有几十个原子那么厚。但如何把石墨不断磨薄，薄到只有一个原子的厚度，然而，这个世界性难题还是让很多科学家们望而却步了，甚至有人质疑单层石墨是否能够独立存在。随即，他便利用透明胶带反复地粘黏，直到获得了单层的石墨石墨烯。石墨烯独特的结构使得它在力学、电学等方面具有很多奇特的物

8、理性质。科学漫步：石墨烯实验研究背后的故事在电学、热学特性方面，电子在石墨烯中“奔跑”的速率（即迁移率）比在硅材料中高出数十倍甚至上百倍，这有利于进一步提高计算机处理器的运算速率在力学特性方面，石墨烯是目前人类已知的强度最高的物质之一。强度比世界上最好的钢铁还要高百倍之多。同时还具有很好的韧性，且可以弯曲 无论是搞笑的，还是货真价实的诺贝尔物理学奖，安德烈的研究总是让人颇感意外。解决具有挑战性的科学问题，除了扎实的理论和精密的仪器外，好奇心、想象力、对日常生活的细致观察和灵活运用也同样重要。一、晶体和非晶体一、晶体和非晶体1.固体可以分为晶体和非晶体，晶体固体可以分为晶体和非晶体，晶体有确定的几何形状，非晶体没有。有确定的几何形状，非晶体没有。2.晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度。晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度。3.晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性。晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性。4.晶体可以分为单晶和多晶晶体可以分为单晶和多晶二、晶体的微观结构二、晶体的微观结构1.晶体内部的规则排列决定了晶体有规则外形晶体内部的规则排列决定了晶体有规则外形2.同种物质在不同条件下可以生成不同的晶体同种物质在不同条件下可以生成不同的晶体3.非晶体在一定的条件下可以转化为晶体非晶体在一定的条件下可以转化为晶体课堂小结课堂小结