固體（高中物理教學課件）完整版5

04.固體圖片區(qū)問題：分子動理論基本內(nèi)容是什么：答：物體是由大量分子組成的，分子在永不信息地作無規(guī)則運動，分子間存在著相互作用力。問題：物質有幾種形態(tài)？答：由于分子間隙不同，一般認為物質分成三種狀態(tài)：固態(tài)，液態(tài)，氣態(tài)（等離子態(tài)、液晶態(tài)）。問題：它們有什么特征？形態(tài)流動性體積形狀固體不流動固定固定液體流動固定隨容器形狀改變而改變（不固定）氣體流動不固定不固定食鹽顆?？偸浅尸F(xiàn)立方體形，松香顆粒沒有規(guī)則的幾何形狀。食鹽松香固體分晶體和非晶體1.晶體：具有天然的、規(guī)則的幾何形狀的固體。常見的晶體有：石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、蔗糖、味精、雪花等食鹽晶體是正六面體形明礬晶體總是八面體形天然石英晶體（俗稱水晶）的中間是一個六棱柱，兩端是六棱錐一.晶體與非晶體石英云母明礬食鹽一.晶體與非晶體硫酸銅蔗糖味精雪花一.晶體與非晶體2.非晶體：沒有規(guī)則幾何形狀的固體。常見的非晶體有：玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等一.晶體與非晶體蔗糖是晶體，有確定的形狀，但受潮后粘在一起的糖塊就沒有確定的形狀了，不過在顯微鏡下觀察的糖塊仍然是由一個個晶體小顆粒組成的。故晶體又分單晶體和多晶體。1.單晶體：單個的晶體顆粒，有規(guī)則的幾何外形2.多晶體：大量單晶體雜亂無章地組合而成，沒有規(guī)則的幾何外形蔗糖糖塊顯微鏡下的糖塊二.單晶體與多晶體二.單晶體與多晶體單晶體不一定很小，工業(yè)上也可以把單晶硅做得很大，從理論上看，面積越大，組件的轉換效率越大，成本越低。金屬是多晶體，沒有確定的形狀，從金屬的顯微圖樣中可以看到，它是由許多細小的晶粒組成的。單晶體：有規(guī)則的幾何外形多晶體：沒有規(guī)則的幾何外形非晶體：沒有規(guī)則的幾何外形形狀是否規(guī)則不能做為晶體和非晶體的判斷依據(jù)。二.單晶體與多晶體實驗結果：玻璃片上石蠟熔化區(qū)域的形狀近似于圓形，表明玻璃沿各個方向的導熱性能相同；云母片上石蠟熔化區(qū)域的形狀呈橢圓形，表明云母沿不同方向的導熱性能不同。1.各向異性：沿不同方向的某些物理性質（可能是熱學、電學、光學性質）不同2.各向同性：各個方向的所有物理性質都相同單晶體：各向異性多晶體：各向同性非晶體：各向同性各向同性或者各向異性不能做為晶體和非晶體的判斷依據(jù)。思考：某物體導熱性能上出現(xiàn)各向同性，一定是多晶體或者非晶體嗎？三.各向異性與各向同性問題：那如何區(qū)分晶體與非晶體呢？答：晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點有無確定的熔點是晶體和非晶體的判斷依據(jù)問題：為什么晶體的形狀和物理性質會與非晶體不同？四.晶體、非晶體的熔點1.人類對晶體微觀結構的認識：17-19世紀假說：晶體內(nèi)部的微粒是按各自的規(guī)則排列著的20世紀初證實：通過X射線在晶體上衍射的實驗，假說得到證實20世紀70年代觀察像：用電子顯微鏡觀察到了鈾、釷原子的像1982年觀察原子：用掃描隧道顯微鏡觀察到物質表面原子的排列2.晶體的微觀結構：在各種晶體中，原子（或分子、離子）都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性。①在確定方向上分子排列有規(guī)律—有規(guī)則外形②在不同方向上分子的排列規(guī)律一般不同，分子間受力情況也不同—各向異性；③分子排列具有空間周期性；注意：所有分子圍繞平衡位置振動五.晶體的微觀結構五.晶體的微觀結構食鹽晶體中氯離子和鈉離子分布的示意圖是一種立方結構，所以食鹽晶體是正方形的有的物質在不同條件下能夠生成不同的晶體。那是因為組成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布。

碳原子按上圖排列，依次成為石墨，金剛石，石墨烯，足球烯。3.晶體與非晶體的轉化：同種物質也可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，也就是說，物質是晶體還是非晶體，并不是絕對的。例如，天然石英是晶體，而熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）就是非晶體。有些非晶體在一定條件下也可以轉化為晶體。水晶石英玻璃五.晶體的微觀結構分類晶體非晶體單晶體多晶體外形有規(guī)則的幾何外形沒有規(guī)則的幾何外形物理性質各向同、異性某一物理性質各向異性所有物理性質各向同性熔點有固定熔點無固定熔點微觀結構分子在空間排列有規(guī)則由單晶體雜亂無章組合而成分子在空間排列無規(guī)則例1.下列關于晶體和非晶體的說法中正確的是(

)A.所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B.晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體C.大粒鹽磨成細鹽，就變成了非晶體D.所有晶體都有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點例2.(多選)下列敘述中正確的是(

)A.晶體的各向異性是由于它的微粒按空間點陣排列B.晶體具有天然規(guī)則的幾何外形是由于它的微粒按一定的規(guī)則排列C.非晶體有規(guī)則的幾何形狀和確定的熔點D.石墨和金剛石相比，硬度很小，這是由于石墨的微粒沒有按空間點陣排列DAB例3.(多選)下列關于晶體空間點陣的說法，正確的是(

)A.構成晶體空間點陣的微粒，可以是分子，也可以是原子或離子B.晶體的微粒之所以能構成空間點陣，是由于晶體中微粒之間相互作用很強，所有微粒都被牢牢地束縛在空間點陣的結點上不動C.所謂空間點陣與空間點陣的結點，都是抽象的概念；結點是指組成晶體的微粒做永不停息的微小振動的平衡位置；微粒在結點附近的微小振動，就是熱運動D.相同的微粒，可以構成不同的空間點陣，也就是同一種物質能夠生成不同的晶體，從而能夠具有不同的物理性質ACD例4.在甲、乙、丙三種固體薄片上涂蠟，由燒熱的針接觸其上一點，蠟熔化的范圍如圖甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關系如圖丁所示，以下說法可能正確的是(

)A.甲、乙為非晶體，丙是晶體B.甲、乙為晶體，丙是非晶體C.甲、丙為非晶體，乙是晶體D.甲為多晶體，乙為非晶體，丙為單晶體D例5.食鹽晶體的結構可以用鈉離子和氯離子空間分布的示意圖表示，圖中相鄰離子的中心用線連起來了，組成了一個個大小相等的立方體。現(xiàn)在要估算相鄰兩個鈉離子中心的距離，除了知道食鹽的密度ρ為2.17×103kg/m3外，還要知道哪些數(shù)據(jù)？請用字母表示這些已知數(shù)據(jù)，推導出相鄰兩個鈉離子中心距離的表達式。提示：圖中最小立方體的個數(shù)與離子數(shù)目相等。解：取1molNaCl，算出摩爾體積，該體積應該等于2摩爾離子的總體積，每個離子所占空間為a3例6.內(nèi)陸鹽礦中開采的氯化鈉稱為巖鹽，巖鹽的顆粒很大，我們能清楚地看出它的立方體形狀。把大顆粒的巖鹽敲碎后，小顆粒的巖鹽仍然呈立方體形狀。如圖表示了巖鹽晶體的平面結構：粉紅點為氯離子，灰點為鈉離子，如果把它們用直線連起來，將構成一系列大小相同的正方形，作分界線AA1，使它平行于正方形的對角線，作分界線BB1，使它平行于正方形的一邊。在兩線的左側各取一個鈉離子M和N，為了比較這兩個鈉離子所受分界線另一側的離子對它作用力的大小，分別以M、N為圓心，作兩個相同的扇形，不考慮扇形以外遠處離子的作用。例6.（1）如果F表示兩個相鄰離子之間