高中物理教科版選修3-3課件：第3章第1、2節(jié)《固體和液體》

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歡迎進入物理課堂 第3章固體和液體 第1節(jié)晶體和非晶體第2節(jié)半導體 課前自主學案 核心要點突破 課堂互動講練 課標定位 知能優(yōu)化訓練 第1 2節(jié) 課標定位學習目標 1 知道固體以及晶體的分類 知道晶體和非晶體在外形上和物理性質上的區(qū)別 2 知道晶體可分為單晶體和多晶體 了解它們物理性質上的不同 3 了解晶體的微觀結構 4 知道什么是半導體 了解半導體材料在生產(chǎn)實際中的應用 重點難點 1 晶體和非晶體的物理特性 2 固體的微觀結構 課前自主學案 一 晶體和非晶體1 固體分類 1 晶體 金剛石 食鹽 石英 云母 明礬 硫酸銅等天然具有規(guī)則的幾何形狀 2 非晶體 玻璃 松香 瀝青 橡膠 蜂蠟等天然不具有規(guī)則的幾何形狀 2 晶體具有各向 性 非晶體具有各向 性 異 同 二 單晶體和多晶體 形狀 形狀 熔點 異性 熔點 同性 三 晶體的微觀結構在各種晶體中 分子 或原子 離子 形成一個有 排列的結構 稱為晶體的點陣結構 例如食鹽晶體中鈉離子 Na 和氯離子 Cl 構成的點陣結構 如圖3 1 1所示 圖3 1 1 規(guī)則 周期 四 固體性質的微觀解釋1 固體具有一定的體積和形狀 構成固體的微粒排列非常緊密 微粒間 很大 絕大多數(shù)粒子只在各自 位置附近做小范圍的無規(guī)則振動 2 晶體具有各向異性 沿不同方向上物質微粒的排列情況 引力 平衡 不同 3 同一物質物理性質可能不同 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 在空間分布 如碳原子如果按圖3 1 2甲那樣排列 就成為 而按圖乙那樣排列 就成為 圖3 1 2 不同規(guī)則 石墨 金剛石 五 半導體1 半導體的特性 1 固體按導電性能可分三類 體 有些物質 例如金 銀 銅 鋁等 導電性質好 體 有些物質 例如陶瓷 云母 塑料 橡膠等 導電性能很差 體 有些物質 例如錆 硅 砷化鎵等 的導電性能介于導體與絕緣體之間 導 絕緣 半導 2 半導體的特性 半導體的導電性能會隨著一些物理因素的改變而改變 具有 特性 特性和 特性 2 晶體管 集成電路 1 半導體二極管 具有 導電性 可將交流電變成直流電 2 三極管 具有 信號或開 關電流的作用 3 集成電路 用來對信息進行存儲 處理 控制和顯示 摻雜 熱敏 光敏 單向 放大 3 各種特殊性能的半導體器件 1 光敏電阻 在光照條件下 電阻率迅速 2 熱敏電阻 有 溫度系數(shù)熱敏電阻和 溫度系數(shù)熱敏電阻 3 發(fā)光二極管 LED 下降 負 正 核心要點突破 一 晶體和非晶體的比較1 單晶體 多晶體及非晶體的區(qū)別與聯(lián)系 1 區(qū)別 固體可以分為晶體 非晶體兩大類 其中晶體又分為單晶體和多晶體 其區(qū)別和聯(lián)系如下 2 聯(lián)系 在一定條件下 晶體可以變?yōu)榉蔷w 非晶體也可以變?yōu)榫w 2 正確理解單晶體的各向異性 1 在物理性質上 單晶體具有各向異性 而非晶體則是各向同性的 單晶體的各向異性是指單晶體在不同方向上的物理性質不同 也就是沿不同方向去測試單晶體的物理性能時 測試結果不同 通常所說的物理性質包括彈性 硬度 導熱性能 導電性能 磁性等 2 單晶體具有各向異性 并不是說每一種單晶體都能在各種物理性質上表現(xiàn)出各向異性 舉例如下 云母 石膏晶體在導熱性上表現(xiàn)出顯著的各向異性 沿不同方向傳熱的快慢不同 方鉛礦石晶體在導電性上表現(xiàn)出顯著的各向異性 沿不同方向電阻率不同 立方體形的銅晶體在彈性上表現(xiàn)出顯著的各向異性 沿不同方向的彈性不同 方解石晶體在光的折射上表現(xiàn)出各向異性 沿不同方向的折射率不同 即時應用 即時突破 小試牛刀 1 下列說法中 正確的是 A 顯示各向異性的物體必定是晶體B 不顯示各向異性的物體必定是非晶體C 具有確定熔點的物體必定是晶體D 不具有確定熔點的物體必定是非晶體 解析 選ACD 晶體具有各向異性 非晶體具有各向同性 所以只要是各向異性者必為晶體 A項正確 但多晶體對外不顯示各向異性 而顯示各向同性 所以不顯示各向異性的物體不一定是非晶體 故B項錯誤 無論是單晶體還是多晶體均有確定的熔點 非晶體沒有確定的熔點 故C D項正確 二 晶體的微觀結構與物理性質1 晶體微觀結構 1 組成晶體的物質微粒有規(guī)則地在空間排列 呈現(xiàn)周而復始的周期性 2 晶體內部各微粒之間存在很強的相互作用力 結構的不同 結構距離的不同 作用力的大小也不同 微粒被相互的作用力約束在一定的位置上 3 微粒在各自的平衡位置附近做微小的振動 當外界干擾強烈或溫度變化時 結構也發(fā)生變化 周期性被破壞 晶體也可以轉為非晶體 2 物理性質晶體的微觀結構決定其宏觀物理性質 改變物質的微觀結構從而改變物質的屬性 如碳原子可以組成性質差別很大的石墨和金剛石 有些晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化 特別提醒 晶體 非晶體的區(qū)分關鍵是看有無固定的熔點 單晶體與多晶體的區(qū)分關鍵是看有無規(guī)則外形及物理性質是各向異性還是各向同性 即時應用 即時突破 小試牛刀 2 2011年廣東珠海高二檢測 下列說法中正確的是 A 黃金可以切割加工成任意形狀 所以是非晶體B 同一種物質只能形成一種晶體C 單晶體的所有物理性質都是各向異性的D 玻璃沒有確定的熔點 也沒有規(guī)則的幾何形狀 解析 選D 所有的金屬都是晶體 因而黃金也是晶體 只是因為黃金多晶體內部小晶粒的排列雜亂無章 才使黃金沒有規(guī)則的幾何形狀 故A錯 同一種物質可以形成多種晶體 如碳可以形成金剛石和石墨兩種晶體 故B錯 單晶體的物理性質各向異性是某些物理性質各向異性 有些物理性質各向同性 故C項錯 玻璃是非晶體 因而沒有確定的熔點和規(guī)則的幾何形狀 D項對 三 納米技術納米是一個長度單位 符號是nm 1nm 10 9m 一般分子的直徑大約為0 3 0 4nm 蛋白質分子比較大 可達幾十納米 病毒的大小為幾百納米 納米科學技術是納米尺度內 0 1 100nm 的科學技術 研究對象是一小堆分子或單個的原子 分子 研究表明 在納米尺度內會發(fā)生很多新的現(xiàn)象 在技術上會有很多新進展 借助掃描隧道顯微鏡觀察和操縱原子 分子 實際上就是一種納米技術 例如 在電子和通信方面 用納米薄層和納米點制造納米電子器件 存儲器 顯示器 傳感器等 使器件的尺寸更小 運行的速度更快 耗能更少 在醫(yī)療方面 制造納米結構藥物以及生物傳感器 研究生物膜和DNA的精細結構 在生命科學領域實現(xiàn)技術突破 在制造業(yè)方面 利用納米機械制造蜜蜂大小的直升機 納米科學技術是現(xiàn)代科學技術的前沿 在世界范圍內備受重視 這個領域內的競爭異常激烈 我國科學家也在進行納米科學技術的研究 并取得了一定成績 具有世界先進水平 課堂互動講練 2011年昆明高二檢測 關于晶體和非晶體 下列說法中正確的是 A 有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體B 晶體在物理性質上一定是各向異性的C 非晶體不可能轉化為晶體D 晶體有確定的熔點 非晶體沒有確定的熔點 精講精析 因為外形是否規(guī)則可以用人工的方法處理 所以選項A錯 多晶體在物理性質上是各向同性的 B錯 實驗證明非晶體在適當?shù)臈l件下可以轉化為晶體 C錯 晶體與非晶體的區(qū)別表現(xiàn)在是否有確定的熔點 答案為D 答案 D 方法總結 判斷晶體與非晶體的方法 晶體與非晶體最本質的區(qū)別是晶體有確定的熔點 而非晶體無確定的熔點 由于多晶體和非晶體都是具有各向同性 沒有規(guī)則外形的特點 僅從各向同性或幾何形狀不能斷定某一固體是晶體還是非晶體 下列敘述中錯誤的是 A 晶體的各向異性是由于它的微粒按空間點陣排列B 單晶體具有規(guī)則的幾何外形是由于它的微粒按一定規(guī)律排列C 非晶體有規(guī)則的幾何形狀和確定的熔點D 石墨的硬度與金剛石差得多 是由于它的微粒沒有按空間點陣分布 思路點撥 結合晶體和非晶體的特性及影響其特性的微觀結構特點進行思考判斷 自主解答 晶體內部微粒排列的空間結構決定著晶體的物理性質不同 也正是由于它的微粒按一定規(guī)律排列 使單晶體具有規(guī)則的幾何形狀 石墨與金剛石的硬度相差甚遠是由于它們內部微粒的排列結構不同 石墨的層狀結構決定了它的質地柔軟 而金剛石的網(wǎng)狀結構決定了其中碳原子間的作用力很強 所以金剛石有很大的硬度 答案 CD 規(guī)律總結 由于晶體和非晶體的微粒在排列上的規(guī)律不同 所以導致在各自不同方向上導熱性 導電性 機械強度等物理性質不同 變式訓練晶體表現(xiàn)出各向異性是由于 A 晶體在不同方向上物質微粒的排列情況不同B 晶體在不同方向上物質微粒的排列情況相同C 晶體內部結構的無規(guī)則性D 晶體內部結構的有規(guī)則性解析 選AD 組成晶體的物質微粒是有規(guī)則排列的 由于在不同方向上物質微粒的排列情況不同 造成晶體在不同方向上的物理性質不同 選項A D正確 知能優(yōu)化訓練 本部分內容講解結束 點此進入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全