固體（課件）-高二物理精講練（人教版2019選擇性）

第二章：第4節(jié)固

體高中物理選擇性必修第三冊(cè)制作：陳慶威目錄CONTENT高中物理選擇性必修第三冊(cè)晶體和非晶體晶體的微觀結(jié)構(gòu)總結(jié)提升問(wèn)題？00.高中物理選擇性必修第三冊(cè)觀察食鹽顆粒和松香的外形，它們的外形各有怎樣的特征？再用顯微鏡觀察精鹽和松香粉末的外形，兩者有什么樣的差別嗎？食鹽顆?？偸浅尸F(xiàn)立方體形，松香顆粒沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀。晶體和非晶體第一部分晶體01.高中物理選擇性必修第三冊(cè)石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、味精等是晶體。雪花是水蒸氣凝華時(shí)形成的晶體，它們都具有相似的幾何形狀，即圖案中都有六個(gè)角。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(gè)六棱柱，兩端是六棱錐。晶體有天然的、規(guī)則的幾何形狀。雪花晶體氣體的等壓變化02.高中物理選擇性必修第三冊(cè)立方體八面體石英六面棱柱和2個(gè)六面棱錐明礬食鹽非晶體03.高中物理選擇性必修第三冊(cè)玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體。非晶體沒(méi)有規(guī)則的外形。瀝青晶體和非晶體的區(qū)別04.高中物理選擇性必修第三冊(cè)除了形狀是否規(guī)則外，晶體和非晶體在物理性質(zhì)上也有所不同。我們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過(guò)，晶體具有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔化溫度，這就是區(qū)別之一。此外，其他物理性質(zhì)也有差異。實(shí)驗(yàn)與觀察05.高中物理選擇性必修第三冊(cè)把熔化了的石蠟薄薄地涂在薄玻璃片和單層云母片上，再將烙鐵通電燒熱，然后用烙鐵頭分別接觸玻璃片和云母片的背面。觀察玻璃片和云母片石蠟熔化區(qū)域的形狀。玻璃片（圓形）云母片（橢圓形）實(shí)驗(yàn)與結(jié)論06.高中物理選擇性必修第三冊(cè)玻璃片上石蠟熔化區(qū)域的形狀近似于圓形，表明玻璃（非晶體）在各個(gè)方向上導(dǎo)熱性能是相同的。云母片上石蠟熔化區(qū)域的形狀呈橢圓形，表明云母（晶體）沿不同方向的導(dǎo)熱性能不同。氣體的等壓變化07.高中物理選擇性必修第三冊(cè)還有些晶體沿不同方向的導(dǎo)電性能不同；而有些晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象叫作各向異性（anisotropy）。如圖，方解石晶體是各向異性的晶體，它能把光分解為兩束光而沿不同方向折射，形成雙折射現(xiàn)象。非晶體沿各個(gè)方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫作各向同性（isotropy）。方解石的雙折射現(xiàn)象08.高中物理選擇性必修第三冊(cè)把光分解為兩束光而沿不同方向折射，形成雙折射現(xiàn)象。晶體導(dǎo)光性的各向異性oe雙折射

（如方解石）普通折射

（如玻璃等非晶體）觀察方解石晶體是各向異性思考與討論09.高中物理選擇性必修第三冊(cè)常見(jiàn)的金屬?zèng)]有規(guī)則的形狀，但具有確定的熔點(diǎn)。它們是晶體還是非晶體?單晶體10.高中物理選擇性必修第三冊(cè)從金屬的顯微圖樣中可以看到，它是由許多細(xì)小的晶粒組成的（圖2.4-7）。每個(gè)晶粒都是一個(gè)小的單晶體（monocrystal），有規(guī)則的形狀且各向異性。多晶體11.高中物理選擇性必修第三冊(cè)但是，由于這些小的單晶體的取向雜亂無(wú)章，所以金屬?zèng)]有確定的幾何形狀，也不顯示各向異性，僅保留了在一定壓強(qiáng)下具有確定熔點(diǎn)的特征，我們把它稱為多晶體（polycrystal）。晶體的微觀結(jié)構(gòu)第二部分假說(shuō)01.高中物理選擇性必修第三冊(cè)為什么晶體的形狀和物理性質(zhì)會(huì)與非晶體不同？人們認(rèn)為很可能是它們的微觀結(jié)構(gòu)不一樣。從17世紀(jì)到19世紀(jì)，陸續(xù)出現(xiàn)了一些假說(shuō)。勞厄預(yù)言可以用X射線通過(guò)晶體得到的衍射圖像確定晶體結(jié)構(gòu)。布拉格父子在勞厄的基礎(chǔ)上，成功地測(cè)定了NaCl、KCl等的晶體結(jié)構(gòu)，并提出了作為晶體衍射基礎(chǔ)的著名公式─布拉格定律，他們于1915年共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。X射線結(jié)晶圖譜晶體的微觀結(jié)構(gòu)02.高中物理選擇性必修第三冊(cè)到了20世紀(jì)初，通過(guò)X射線在晶體上衍射的實(shí)驗(yàn)，這種假說(shuō)才得到證實(shí)。在20世紀(jì)70年代，人們又用電子顯微鏡觀察到了鈾、釷原子的像。1982年，人們用掃描隧道顯微鏡觀察到物質(zhì)表面原子的排列。高中物理選擇性必修第三冊(cè)晶體的微觀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)03.1.組成晶體的物質(zhì)微粒（分子或原子、離子）依照一定的規(guī)律在空間中整齊地排列，具有空間上的周期性.食鹽晶體的微觀結(jié)構(gòu)高中物理選擇性必修第三冊(cè)2.有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同的晶體。那是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布.例:石墨和金剛石的微觀結(jié)構(gòu).石墨及微觀結(jié)構(gòu)金剛石及微觀結(jié)構(gòu)晶體的微觀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)04.高中物理選擇性必修第三冊(cè)用晶體的微觀結(jié)構(gòu)解釋晶體的特征05.

由于晶體的物質(zhì)微粒是按照一定的規(guī)則在空間中整齊地排列的，表現(xiàn)在外形上具有規(guī)則的幾何形狀，且不同類型的晶體結(jié)構(gòu)，決定了各種晶體的不同外形。所以食鹽晶體呈立方體形，明礬晶體呈八面體等。在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同，才引起晶體的不同方向上物理性質(zhì)的不同。所以才有晶體的各向異性。

晶體和非晶體的差異06.高中物理選擇性必修第三冊(cè)1.外形上：晶體有規(guī)則的幾何形狀；非晶體則沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀.2.物理性質(zhì)上：晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)．3.熔點(diǎn)：并不是每種晶體在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性．晶體的物理性質(zhì)與方向有關(guān)（各向異性）非晶體的物理性質(zhì)在各個(gè)方向是相同的（各向同性）晶體和非晶體間的轉(zhuǎn)化07.高中物理選擇性必修第三冊(cè)1.一種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)。

2.許多非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體。天然水晶是晶體

石英玻璃是非晶體熔化后再凝固石英等晶體漫長(zhǎng)的地址年代火山玻璃（火山噴發(fā)出來(lái)的熔巖，迅速冷卻來(lái)不及結(jié)晶而形成的一種玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)巖石）總結(jié)提升第三部分高中物理選擇性必修第三冊(cè)課堂小結(jié)0102晶體和非晶體晶體都具有相似的幾何形狀，非晶體沒(méi)有規(guī)則的外形。晶體的微觀結(jié)構(gòu)組成晶體的物質(zhì)微粒（分子或原子、離子）依照一定的規(guī)律在空間中整齊地排列，具有空間上的周期性.例題1例題精選01.【參考答案】B高中物理選擇性必修第三冊(cè)

2024年4月25日北京大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)公布了我國(guó)在光學(xué)晶體理論方面的原創(chuàng)性突破一菱方氮化硼晶體，這是目前已知最薄的光學(xué)晶體。下列關(guān)于晶體的說(shuō)法正確的是（）A．單晶體有固定的熔點(diǎn)，多晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)B．晶體熔化過(guò)程中，分子平均動(dòng)能不變C．晶體熔化過(guò)程中，分子平均勢(shì)能不變D．單晶體的光學(xué)性質(zhì)一定各向異性解析例題解析02.高中物理選擇性必修第三冊(cè)【解析】A．單晶體和多晶體均有固定的熔點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．晶體熔化過(guò)程中溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，故B正確；C．晶體熔化吸收熱量，內(nèi)能增加，由于分子平均動(dòng)能不變，所以分子平均勢(shì)能必增加，故C錯(cuò)誤；D．單晶體在某些物理性質(zhì)上是各向異性的，但其光學(xué)性質(zhì)不一定各向異性，故D錯(cuò)誤。故選B。例題2例題精選03.【參考答案】A高中物理選擇性必修第三冊(cè)

北京冬奧會(huì)給世界各地的人們帶來(lái)了寒冬中的溫暖，雪花形主火炬的創(chuàng)意展現(xiàn)中國(guó)智慧，符合科學(xué)事實(shí)（圖乙）。下列關(guān)于雪花的說(shuō)法正確的是（）A．雪花是晶體B．雪花各向同性C．0℃雪花的分子的平均動(dòng)能比0℃液態(tài)水分子的小D．雪花漫天飛舞可以作為雪花分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的證據(jù)解析例題解析04.高中物理選擇性必修第三冊(cè)【解析】AB．根據(jù)雪花具有形狀規(guī)則的幾何形狀，且雪花在熔化時(shí)，吸收熱量溫度不變，具有確定的熔點(diǎn)，所以雪花是單晶體，則單晶體具有各向異性的物理性質(zhì)，故B錯(cuò)誤，A正確；C．平均動(dòng)能與溫度有關(guān)系，故0°C雪花的水分子的平均動(dòng)能與0°C液態(tài)水分子的相同，故C錯(cuò)誤；D．雪花是固體顆粒，飛舞時(shí)，是宏觀上的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不能說(shuō)明分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選A。例題3例題精選05.【參考答案】D高中物理選擇性必修第三冊(cè)

如圖1所示，透過(guò)方解石觀察下方的線條可以看到兩個(gè)像，這稱為雙折射現(xiàn)象，再透過(guò)緩慢旋轉(zhuǎn)的偏振片會(huì)觀察到兩個(gè)像交替出現(xiàn)，如圖2所示，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．方解石是單晶體

B．方解石光學(xué)性質(zhì)各向異性C．透過(guò)方解石的光是偏振光

D．透過(guò)方解石的光波是縱波解析例題解析06.高中物理選擇性必修第三冊(cè)【解析】AB．單晶體具有各向異性，會(huì)產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，方解石能產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，則方解石是單晶體，其光學(xué)性質(zhì)各向異性，故AB正確；CD．通過(guò)方解石的光能夠通過(guò)偏振片觀察到兩個(gè)像交替出現(xiàn)，即發(fā)生了偏振現(xiàn)象，說(shuō)明透過(guò)方解石的光是偏振光，只有橫波才能發(fā)生偏振現(xiàn)象，則透過(guò)方解石的光波是橫波，故C正確，D錯(cuò)誤。本題是選錯(cuò)誤的，故選D。例題4例題精選07.【參考答案】B高中物理選擇性必修第三冊(cè)

江西景德鎮(zhèn)陶瓷享譽(yù)世界。如圖，向陶瓷茶杯倒入半杯熱水，蓋上杯蓋過(guò)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)杯蓋拿起來(lái)比較費(fèi)力。下列說(shuō)法正確的是（）A．杯蓋拿起來(lái)比較費(fèi)力的主要原因是杯蓋與杯子間的密封性較好，杯蓋與杯子間的分子的引力作用B．杯蓋拿起來(lái)比較費(fèi)力的主要原因是杯蓋與杯子間的密封性較好，杯子內(nèi)氣體的溫度下降、壓強(qiáng)減小C．杯子內(nèi)的氣體溫度降低，氣體每個(gè)分子的動(dòng)能都減小D．向杯子中倒入熱水后，杯子四周變熱的速度一樣快，說(shuō)明陶瓷是各向異性材料解析例題解析08.