g 高中物理- .晶体和非晶体 晶体的微观结构 固体新材料

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1、学案1 晶体和非晶体晶体的微观结构固体新材料[目标定位]1.能说出晶体和非晶体的特点及区分方法,能说出单晶体和多晶体的区别.2.了解晶体结构的认识过程,知道晶体内部结构的特点.3.了解材料科学技术的有关知识及应用,体会它们的发展对人类生活、社会发展的影响.一、晶体和非晶体[问题设计]1.观察玻璃、蜂蜡、塑料、食盐、蔗糖、石英,比较它们的外形有何不同?答案 玻璃、蜂蜡、塑料没有规则的几何外形,食盐、蔗糖、石英有规则的几何外形.玻璃片 云母片图12.在云母簿片和玻璃片上分别涂上一层很薄的石蜡,然后用烧热的钢针去接触云母薄

2、片及玻璃片的另一面,石蜡熔化,如图1所示,那么你看到的现象及得出的结论是什么?答案 玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形,说明玻璃片沿各个方向的导热性能相同.云母薄片上石蜡的熔化区呈椭圆形,说明云母片沿各个方向的导热性能不同.[要点提炼]晶体与非晶体的区别   比较内容固体分类   宏观外形物理性质非晶体没有(“有”或“没有”)确定的几何形状①没有固定熔点②导电、导热、光学等性质表现为各向同性晶体单晶体有(“有”或“没有”)天然规则的几何形状①有确定的熔点②导热、导电、光学等性质表现为各向异性多晶体一个个小晶粒粘在一起,没有(

3、“有”或“没有”)确定的几何形状①有确定的熔点②导热、导电、光学等性质表现为各向同性[延伸思考]1.如何区分晶体和非晶体?如何区分单晶体和多晶体?答案 有确定熔点的是晶体,没有确定熔点的是非晶体.单晶体和多晶体虽都有确定的熔点,但还有两点不同:其一,单晶体有天然规则的形状,多晶体没有;其二,单晶体物理性质上表现为各向异性,多晶体则表现为各向同性.2.金属物体没有固定、规则的几何外形,但它们都有确定的熔点,那么金属是晶体,还是非晶体?答案 金属是多晶体,多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的,没有规则的几何外形,在物

4、理性质上表现为各向同性,但它们有确定的熔点.二、晶体的微观结构[问题设计]1.晶体具有规则的外形,物理性质方面表现为各向异性,而非晶体却没有规则的外形,并且物理性质方面表现为各向同性.产生这些不同的根本原因是什么呢?答案 它们的微观结构不同.2.金刚石和石墨都是由碳原子构成的,但它们在硬度上差别很大,这说明什么问题?答案 金刚石是网状结构,原子间的作用力强,所以金刚石的硬度大.石墨是层状结构,原子间的作用力弱,所以石墨的硬度小.这说明组成物质的微粒按照不同的规则在空间分布,会形成不同的晶体.[要点提炼]1.组成晶体的

5、微观粒子(分子、原子或离子),按照一定的规律在空间整齐地排列.2.微观结构不同,造成晶体与非晶体形状和物理性质的不同.3.组成晶体的微粒的相互作用很强,它们只能在一定的平衡位置附近不停地做微小振动.[延伸思考]天然水晶是晶体,而熔化以后再凝固的水晶则是非晶体,这说明了什么?答案 有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化.三、固体新材料[问题设计]1.你对固体新材料有哪些了解?答案 (1)新材料有优异的性能和广阔的应用前景.(2)新材料的发展与新工艺、新技术密切相关.(3)新材料往往具有特殊性能.如超高强度、超高硬度、

6、超塑性.(4)新材料的研发及其应用,推动了人类文明和社会进步.(5)硅是当前用途最广的半导体材料.2.固体新材料未来的发展方向如何?答案 (1)新材料科学正向着研究各种复合材料、研究并开发纳米材料、开发同时具有感知外界环境或参数变化和驱动功能的机敏材料、研究开发生物医学材料等方向发展.(2)新材料的制备工艺、检测仪器和计算机应用也是今后新材料科学技术发展的重要内容.一、晶体和非晶体例1 下列关于晶体和非晶体的说法,正确的是(  )A.所有的晶体都表现为各向异性B.晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体

7、C.大盐粒磨成细盐,就变成了非晶体D.所有的晶体都有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点解析 只有单晶体才表现为各向异性,故A错;单晶体有规则的几何形状,而多晶体无规则的几何形状,金属属于多晶体,故B错;大盐粒磨成细盐,细盐仍是形状规则的晶体,在放大镜下能清楚地观察到,故C错;晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点,故D对.答案 D例2 在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡,用烧热的针接触其上一点,蜡熔化的范围如图2(a)所示,而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(b

8、)所示,则(  )图2A.甲、乙是非晶体,丙是晶体B.甲、丙是晶体,乙是非晶体C.甲、丙是非晶体,乙是晶体D.甲是非晶体,乙是多晶体,丙是单晶体解析 由题图(a)知,甲、乙的导热性呈各向同性,丙的导热性呈各向异性;由题图(b)知,甲、丙有固定的熔点,乙没有固定的熔点.所以甲是多晶体,乙是非晶体,丙是单晶体.答案 B二、晶体的微观结构例3 下列说

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