高中物理 第2章 固体 2.3 材料科技与人类文明教案 鲁科版选修.doc

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1、2.3《材料科技与人类文明》目标导航1．初步掌握晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别。2．能区分单晶体和多晶体。3．掌握晶体的微观结构。4．培养观察能力，体会物质的微观结构对其宏观性质的影响。诱思导学1．固体的分类自然界中的固态物质可以分为两种：晶体和非晶体。（1）晶体：像石英、云母、明矾等具有确定的几何形状的固体叫晶体。常见的晶体还有：食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、石膏晶体、方解石等。晶体又分为单晶体和多晶体：单晶体：整个物体就是一个晶体的叫做单晶体，如雪花、食盐小颗粒、单晶硅等。多晶体：如果整个物体

2、是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体就叫做多晶体，如大块的食盐、粘在一起的蔗糖、各种金属材料等。（2）非晶体：像玻璃、蜂蜡、松香等没有确定的几何形状的固体叫非晶体。常见的非晶体还有：沥青、橡胶等。2．晶体和非晶体的比较晶体非晶体外形特征具有规则的几何形状没有规则的几何形状物理性质（1）各向异性（2）具有一定的熔点（1）各向同性（2）没有一定的熔点3．单晶体和多晶体的比较单晶体多晶体外形特征具有规则的几何形状没有规则的几何形状物理性质（1）各向异性（2）具有一定的熔点（1）表现为各向同性（

3、2）具有一定的熔点4．晶体的微观结构晶体的形状和物理性质与非晶体不同是因为在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照各自的规则排列的，具有空间上的周期性。典例探究例1如何区分多晶体和非晶体？解析：由于多晶体和非晶体都没有规则的几何形状，而且都表现为各向同性，所以判断多晶体与非晶体通常用有没有一定的熔点来区分。答案：有确定熔点的是多晶体，无确定熔点的是非晶体。友情提示：由于多晶体是有许多单晶体杂乱无章的构成的，所以多晶体在几何形状和物理性质与方向的关系上与非晶体相似，但多晶体仍然具有确定的熔点。例2同一

4、种化学成分的物质，为什么有时会表现出不同的物理性质？解析：同一种物质中的微粒按不同的方式排列时，就会生成不同的晶体，从而表现出不同的物理性质。如碳，按一种方式排列可以生成金刚石，而按另一种方式排列时会生成石墨，金刚石与石墨的物理性质有很大的不同；同一种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，从而表现出不同的物理性质。总之微观结构不同，宏观性质就有差异。答案：虽然化学成分相同，但其分子却可以构成不同的微观结构，所以有不同的物理性质。友情提示：微观结构决定宏观性质，虽然化学成分相同，但它们可以构成不同

5、的微观结构。例3关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是　　（）A．单晶体具有各向异性B．多晶体也具有各向异性C．非晶体的各种物理性质，在各个方向上都是相同的D．晶体的各种物理性质，在各个方向上都是不同的解析：具体到某种晶体，它可能只是某种物理性质各向异性较明显。如云母片就是导热性明显，方解石则是透光性明显。但笼统提晶体就说各种物理性质是各向异性。答案：ACD友情提示：并不是任何一种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性，而是一种晶体往往只有某种物理性质具有明显的各向异性。课后问题与练习点击1．提示：（1）

6、仅仅x1、y1两点温度的高低没有差异，并不能说明该薄片对温度表现为各向同性。（2）即使该薄片对温度表现为各向同性，也不能说明它是非晶体，它有可能是多晶体。2．解析：还应知道食盐的摩尔质量M和阿伏加德罗常数NA，立方体的个数与离子数目相同即为2倍的分子个数，所以一个立方体的体积V：V=错误！不能通过编辑域代码创建对象。设立方体的边长为L，则：V=L3=错误！不能通过编辑域代码创建对象。相邻两个钠离子中心距离D为：D=错误！不能通过编辑域代码创建对象。=错误！不能通过编辑域代码创建对象。3．解析：（1）M

7、点所受到的合力为错误！不能通过编辑域代码创建对象。N点所受到的合力为错误！不能通过编辑域代码创建对象。（2）由计算可知点M所受到的引力为点N所受到的引力的3.1倍，所以在分离时岩盐不会沿正方形的对角线分开，而是沿边长的方向分开，所以敲碎的岩盐总是呈立方体。多维链接1．固体物理的发展早在1611年，开普勒就开始思考雪花为什么呈六角形；1843年法拉第曾惊奇地发现硫化银的电阻随着温度的升高而下降；1929年迈斯纳又观测到硫化铜在非常低的温度下(2K)突然变成比纯铜还好得多的导体；从公元前3000年一直到本

8、世纪初的整个历史阶段，人们一直被指南针为什么能指方向这个问题所困惑。固体物理学经过本世纪以来几十年的迅速发展，我们现在已从根本上完全理解了这些问题，而且可以依据物质的原子结构和电子结构来解释材料的各种特性；可以按照预先的构想和设计制备具有新奇性能的微结构固体，制备具有优异性能的人工材料和器件；还可以利用扫描隧道显微镜直接观察固体中原子的形貌及其运动；以及在极端条件下，如毫开量级的低温，超高真空，超高压，强磁场，强光作用等极端条件下研究固体的原子结构、电子