物理固体新人教选修学习教案

1、物理固体新人物理固体新人(xnrn)教选修教选修第一页，共15页。第1页/共15页第二页，共15页。一一 .晶体晶体(jngt)和非晶体和非晶体(jngt)固体可以固体可以(ky)分成晶体和非晶体两类分成晶体和非晶体两类 在常见的固态物质中，石英(shyng)、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等都是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等都是非晶体1.1.晶体、非晶体的外形和物理性质的差异晶体、非晶体的外形和物理性质的差异(1)(1)单晶体单晶体都具有规则的几何形状都具有规则的几何形状 食盐的晶体呈立方体形，明矾的晶体呈八面体形，石英的食盐的晶体呈立方体形，明矾的晶体呈八面体形，石英的晶体中间是

2、一个六面棱柱，两端是六棱锥冬季的雪花，晶体中间是一个六面棱柱，两端是六棱锥冬季的雪花，是水蒸气在空气中凝华时形成的冰的晶体，它们的形状虽是水蒸气在空气中凝华时形成的冰的晶体，它们的形状虽然不同，但一般是六角形的规则图案然不同，但一般是六角形的规则图案多晶体，非晶体则没有规则的几何形状多晶体，非晶体则没有规则的几何形状第2页/共15页第三页，共15页。第3页/共15页第四页，共15页。(2)(2)晶体晶体(jngt)(jngt)有一定的熔点，非晶体有一定的熔点，非晶体(jngt)(jngt)没有一定没有一定的熔点的熔点. .(3)(3)单晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做单晶体的物理性质与方

3、向有关，这种特性叫做(jiozu)(jiozu)各向异性各向异性 多晶体和多晶体和 非晶体的各种物理性质、在各个方向上都是相同非晶体的各种物理性质、在各个方向上都是相同(xin tn)的，所以是各向同性的的，所以是各向同性的第4页/共15页第五页，共15页。现象现象: :熔化熔化(rnghu)(rnghu)了的石蜡在云母片上呈椭圆形，了的石蜡在云母片上呈椭圆形，而在玻璃片上呈圆形而在玻璃片上呈圆形 结论:云母晶体在各个方向上的导热性能不同，而非晶体玻璃(b l)在各个方向上的导热性能相同第5页/共15页第六页，共15页。 一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是(jish)一种物质

4、是晶体还是非晶体，并不是绝对的例如，天然水晶例如，天然水晶(shujng)是晶体，而熔化以后再凝结是晶体，而熔化以后再凝结的水晶的水晶(shujng)（即石英玻璃）就是非晶体（即石英玻璃）就是非晶体许多非晶体在一定的条件许多非晶体在一定的条件(tiojin)下可以转化为晶体下可以转化为晶体 人们在研究中还发现，在冷却得足够快和冷却到足够人们在研究中还发现，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低的温度时，几乎所有的材料都能成为非晶体第6页/共15页第七页，共15页。二二. .单晶体和多晶体单晶体和多晶体1.晶体晶体(jngt)又可以分为单晶体又可以分为单晶体(jng

5、t)和多晶体和多晶体(jngt) 2.如果一个物体就是一个完整的晶体，例如雪花、食盐小颗粒(kl)等这样的晶体就叫做单晶体制造各种晶体管集成电路制造各种晶体管集成电路(jchng-dinl)(jchng-dinl)只能用单晶体只能用单晶体( (单晶硅或单晶锗单晶硅或单晶锗) )3.3.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，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，这样的物体就叫做这样的物体就叫做多晶体多晶体 由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食盐，就是由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食盐，就是多晶体其中的小晶体叫做晶粒多晶体其中的小晶体叫做晶粒各种金属材料，也是多晶体

6、各种金属材料，也是多晶体 多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性，但是同，但是同单晶体一样，单晶体一样，仍有确定的熔点仍有确定的熔点第7页/共15页第八页，共15页。固固体体(gt)晶体晶体(jngt)非晶体非晶体单单晶晶体体多多晶晶体体有规则有规则(guz)形状形状无规则外形无规则外形各向异性各向异性各向同各向同性性固定熔点固定熔点无规则外形无规则外形各向同性各向同性无固定熔点无固定熔点第8页/共15页第九页，共15页。第9页/共15页第十页，共15页。三三. .晶体的微观晶体的微观(wigun)(wigun)结构结构 晶体和非晶体在外形晶体和非

7、晶体在外形(wi xn)和物理性质上存在那么多和物理性质上存在那么多的差异，这是为什么呢？的差异，这是为什么呢？ 1.组成晶体的物质微粒（分子或原子、离子）依照一定的规律在空间中整齐地排列、晶体中物质微粒的相互作用很强,具有空间上的周期性微粒的热运动不足以克服(kf)它们的相互作用而远离微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动X X射线对晶体结构进行研究射线对晶体结构进行研究电子显微镜对晶体内部结构进行直接观察和照相电子显微镜对晶体内部结构进行直接观察和照相第10页/共15页第十一页，共15页。食盐食盐(shyn)的晶体结构示意图的晶体结构示意图 食盐的晶体(jngt)是由钠离

8、子Na+和氯离子CI组成的，它们等距离、交错地排列在三组相互垂直的平行线上，因而食盐具有正立方体的外形(1)晶体外形的规则性可以晶体外形的规则性可以(ky)用物质微粒的规则排列来解释用物质微粒的规则排列来解释第11页/共15页第十二页，共15页。(2)(2)晶体晶体(jngt)(jngt)的各向异性也是由晶体的各向异性也是由晶体(jngt)(jngt)的内部结构决定的的内部结构决定的 下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(kn ch)，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上物质微粒较多，直线AD上较少，直线AC上更少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第12页/共15页第十三页，共15页。 2.有的物质能够生成种类(zhngli)不同的几种晶体，是因为它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构 例如例如(lr)，碳原子如果按图甲那样排列就成为石墨，按，碳原子如果按图甲那样排列就成为石墨，按图乙那样排列就成为金刚石图乙那样排列就成为金刚石第13页/共15页第十四页，共15页。 石墨是层状结构，层与层之间距离较大(jio d)，作用力较弱，沿着这个方向容易把石墨一层层地剥下石墨的层状结构决定了它的质地松软，可以用来制作粉状润滑剂，也可以用来制作铅笔心 金刚石中碳原子间的