2018年教科版物理选修3-3第3章 1 晶体和非晶体+2 半导体

1．晶体和非晶体+2．半导体

[先填空]

1．固体可以分为晶体和非晶体两类．石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体．

2．各向异性与各向同性

(1)各向异性：晶体的一些物理性质与方向有关．

(2)各向同性：非晶体的各种物理性质，在各个方向上都是相同的．

3．晶体可分为单晶体和多晶体两类．

4．单晶体和多晶体

(1)单晶体：天然具有规则几何形状且各向异性的大晶体．

(2)多晶体：由许多晶粒构成的晶体．

[再判断]

1．单晶体和多晶体都有规则的几何外形．(×)

2．所有的晶体都具有各向异性．(×)

3．可以通过有无确定的熔点来区分晶体和非晶体．(√)

[后思考]

云母薄片和玻璃片上分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的反面，石蜡熔化，如图3-1-1所示，那么你看到的现象及得出的结论是什么？

A B

图3-1-1

【提示】A呈圆形，玻璃为各向同性是非晶体．B呈椭圆形，云母片为各向异性是单晶体．

1．单晶体的特征

(1)具有天然的规则外形，这种规则的外形不是人工造成的．

(2)物理性质各向异性，这是单晶体区别于非晶体和多晶体最重要的特性，是判断单晶体最主要的依据．

(3)具有一定的熔点，单晶体在这一点上和多晶体没有区别．从宏观上区分晶体和非晶体的重要依据是看有无一定的熔点．

2．多晶体和非晶体

(1)多晶体虽无天然规则的几何形状，物理性质各向同性，但组成多晶体的晶粒都有规则的几何形状，每一个晶粒都具有单晶体的特征和物理性质，这是多晶体和非晶体在内部结构上的区别．

(2)多晶体与非晶体在宏观上的区别在于多晶体具有一定的熔点，非晶体则没有，例如很多同学认为玻璃应是多晶体，但实验证明玻璃没有一定的熔点，故应是非晶体．

3．正确理解单晶体的各向异性

(1)在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的．

①单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不

同方向去测试单晶体的物理性能时，测试结果不同．

②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等．

(2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性，举例如下：

①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同.

②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同．

③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同．

④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．

1．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()

A．可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体

B．一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体

C．一个固体球，如果沿其各条直线方向的导电性不同，则该球体一定是单晶体

D．一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则这块晶体一定是多晶体

E．判断晶体和非晶体可以根据有没有确定的熔点

【解析】判断固体是否为晶体的标准是看是否有固定的熔点，多晶体和非晶体都具有各向同性和无规则的外形，单晶体具有各向异性和规则的外形，C、D、E正确．

【答案】CDE

2．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()

【导学号：74320042】A．有规则的几何外形的固体一定是晶体

B．只有单晶体才有天然规则的几何外形

C．晶体在物理性质上一定是各向异性的

D．晶体熔化时具有确定的熔点

E．可以根据各向异性或各向同性来鉴别单晶体和多晶体

【解析】单晶体有规则的几何外形，多晶体与非晶体都没有规则的几何外形，但如果固体有规则的几何外形但不是天然的，而是人为加工的，则其不一定是晶体，A错误、B正确；单晶体只在某些物理性质上表现为各向异性，并非所有的物理性质都表现为各向异性，多晶体在物理性质上表现为各向同性，C错误，E正确；晶体有确定的熔点，D正确．

【答案】BDE

3.在图3-1-2甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，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丁所示，以下说法不正确的是()

甲乙丙丁

图3-1-2

A．甲、乙为非晶体，丙是晶体

B．甲、乙为晶体，丙是非晶体

C．甲、丙为非晶体，乙是晶体

D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体

E．甲、丙有确定的熔点，乙无确定的熔点

【解析】由图甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知：甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙为非晶体，其中甲为多晶体，丙为单晶体，故D、E正确．

【答案】ABC

判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法

(1)区分晶体与非晶体的方法：看其有无确定的熔点，晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，仅从各向同性或者几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体．

(2)区分单晶体和多晶体的方法：看其是否具有各向异性，单晶体表现出各

向异性，而多晶体表现出各向同性．

[先填空]

1．晶体的点阵结构：如果用点来表示组成晶体的这些微粒，这些点在晶体内部的空间就会形成一个有规则的、周期排列的结构．

2．固体性质的微观解释

(1)构成固体的微粒排列非常紧密，微粒之间的引力很大，绝大多数粒子只在各自的平衡位置附近做小范围的无规则振动，所以固体具有固定的形状和体积．

(2)方法：在固体界面沿不同方向画出等长直线．

(3)微观解释

①单晶体在不同直线上微粒的个数不相等，说明沿不同方向微粒的排列及物质结构情况不同，在物理性质上表现为各向异性．

②非晶体在不同直线上微粒的个数大致相等，说明沿不同方向微粒排列及物质结构情况基本相同，在物理性质上表现为各向同性．

(4)同一种物质在不同条件下形成不同的晶体，由于微观结构不同，物理性质有很大差异．

[再判断]

1．晶体的分子(原子、离子)排列是有规则的．(√)

2．非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同．(√)

3．同一种物质只能生成一种晶体．(×)

[后思考]

为什么多晶体表现为各向同性？

【提示】多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体(晶粒)组成的．每个晶粒都是一个小单晶体，具有各向异性．但由于晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，所以它在不同方向的物理性质是相同的，即各向同性．