高中物理 第2章 第4、5节 液体的性质 液晶 液体的表面张力 粤教版选修3-3
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(2)液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分 子排列，从而改变液晶的某些性质．
(3)不是所有的物质都具有液晶态．
例1 关于液晶的下列说法中正确的是( )
A．液晶是液体和晶体的混合物
栏
B．液晶分子在特定方向排列比较整齐
目
链
C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光
接
D．所有物质在一定条件下都能成为液晶
提示：某些有机化学物像液体一样具有流动性、连续性， 而其光学性质、电学性质与某些晶体相似，具有各向异 性．液晶不是液体．
1．液体的微观结构及特性
(1)液体的微观结构：
栏
液体中的分子跟固体一样是密集在一起的，液体分子的热 目
运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，但液体分
链 接
子只在很小的区Hale Waihona Puke Baidu内有规则的排列，这种区域是暂时形成
(3)表面张力的形成(如图)
①分子力特点：分子作用球是半径等于分子有效作用距离的
球，液体内部的分子A受到的所有球内分子对它的作用力为 零，表面层分子B受到的斥力可认为是球对称的，但缺少了 表面层外分子的引力，因此分子B受到的引力的合力垂直液
面指向液内．
②表面特性：因把液体内部的分子移到表面层去时，分 子力做负功，分子势能增加，所以分子在表面层时比在 液体内具有较大的势能，表面层越大，分子数越多，表 面层的势能就越大，液体表面减小时，表面层的势能就 要减少，又势能总有减少的倾向，因此，液体表面具有 收缩的趋势．
解析: 液晶是某些特殊的有机化合物，在某些方向上分子
排列规则，某些方向上杂乱．液晶本身不能发光，所以选
项A、C、D错，选项B正确．
栏
答案：B
目
链
方法总结：(1)液晶是既具有流动性和连续性又具有各向异 接
性的流体．
(2)向列型液晶在外加电压下会由透明变为不透明，但本身 不会发光．
►课堂训练 1．下列有关液晶的一些性质的说法中，不正确的是(A) A．液晶分子的空间排列是稳定的 B．液晶是光学性质随温度而变化 C．液晶的光学性质随所加电场的变化而变化 D．液晶的光学性质随所加压力的变化而变化 解析：液晶分子既有排列的有序性，又可以自由移动， 故A错，B、C、D均正确．
(3)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体 的种类、温度有关．
1．液体的表面现象
(1)实验一：
栏
实验过程：如图所示，把一根棉线的两端系于铁丝环上(棉 目
线不要张紧)，然后把环浸入肥皂水里，再拿出来，环上就
链 接
布满了肥皂水的薄膜，观察这时的棉线是张紧还是松弛的．
用热针刺破棉线左侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化．
用热针刺破棉线圈里的肥皂膜，观察棉线圈外的薄膜和 棉线圈有什么变化．
实验现象：刺破棉线圈里的肥皂膜后，棉线圈外的薄膜 就会收缩，使棉线圈张紧成圆形．
实验结论：液体的表面就像张紧的橡皮膜一样，具有收 缩的趋势．
2．液体的表面张力及其微观解释 (1)表面层：液体和气体接触的表面存在的液体薄层． (2)表面张力的定义： 在液体表面上想象的画一根直线，直线两旁的液膜一 定存在着相互作用的拉力，液体表面出现的这种张力， 称为表面张力．
③流动性：液体分子能在平衡位置附近做微小的振动，但
没有长期固定的平衡位置，液体分子可以在液体中移动，
栏
这是液体具有流动性的原因．
目
链
④扩散特点：液体的扩散现象是由液体分子热运动产生的，接
分子在液体里的移动比在固体中容易得多，所以液体的扩
散要比固体的扩散快．
2．液晶
(1)定义：有些有机化学物在固态向液态转化的过程中存在 着混浊的中间态，它具有和晶体相似的性质，故称为液态晶 体，简称液晶．
第四节 液体的性质 液晶 第五节 液体的表面张力
考点一 液体的性质 液晶
1．液体像气体一样没有固定的形状，具有流动性，而又像
栏 目
固体一样具有一定的体积，不易被压缩，液体的这些特点 链
接
是由什么决定的？
提示：液体的微观结构．
2、液晶在现代生活中扮演着重要角色，从最初的电子手 表到如今的笔记本电脑、液晶电视、可视电话、……，液 晶一步步地深入到我们生活的方方面面．为什么“液体” 和“晶体”联系在一起了？液晶是液体吗？
重做这个实验，再用热针刺破棉线右侧的薄膜，观察薄膜和 棉线发生的变化．
实验现象：①刺破棉线左侧的薄膜后，右侧的薄膜就会收缩， 使棉线向右弯成弧形．
②刺破棉线右侧的薄膜后，左侧的薄膜就会收缩，使棉线向 左弯成弧形．
(2)实验二：
实验过程：如图所示，把一个棉线圈系在铁丝环上，使 环上布满肥皂水的薄膜，观察此时的棉线圈是松弛还是 张紧的．
(2)长丝状液晶．
①分子排列特点：呈长棒形排列，自然状态下分子有彼此平 行排列的倾向，沿一定方向的排列比较整齐，但彼此间前后 左右的位置可以变动．
②特性及应用：对外界的作用很敏感，当外加电压时，液 晶分子不再平行排列，液晶由透明状态变成混浊状态，去 掉电压又恢复透明，因此可制作显示元件．
(3)螺旋状液晶．
①分子排列特点：分子分层排列，每层分子的排列方向相 同，相邻各层分子的取向相差一个小角度，形成各层分子 排列方向依次旋转，构成一个螺旋状结构．
②特性及应用：具有显著的温度效应，可以用来探测温度， 医学上检查肿瘤，检查电路中的短路点．
注意：(1)液晶的性质具有双重性．既具有液体的流动性、 连续性，又在光学性质、电学性质等方面具有晶体的各向 异性的性质．
考点二 液体的表面张力
液体的表面张力是如何形成的？
栏
目
链
提示：(1)表面张力形成的原因可以从分子间距离上来解释，接
表面层中相邻分子间距离大于r0，分子力表现为引力，引
力方向沿液面的切向，但每个分子受到周围多个分子对它
的引力，合力方向是竖直向下的．
(2)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋 于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．
的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形
成．液体由大量这种暂时形成的小区域构成，这种小区域
杂乱无章地分布着．
(2)液体的宏观特性：
①一定体积：液体中的分子密集在一起，分子间距接近于
栏
r0，相互间的束缚作用强，主要表现为在平衡位置附近做 目
链
微小振动，所以液体具有一定的体积．
接
②各向同性：液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区 域构成，所以液体表现出各向同性．
(3)不是所有的物质都具有液晶态．
例1 关于液晶的下列说法中正确的是( )
A．液晶是液体和晶体的混合物
栏
B．液晶分子在特定方向排列比较整齐
目
链
C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光
接
D．所有物质在一定条件下都能成为液晶
提示：某些有机化学物像液体一样具有流动性、连续性， 而其光学性质、电学性质与某些晶体相似，具有各向异 性．液晶不是液体．
1．液体的微观结构及特性
(1)液体的微观结构：
栏
液体中的分子跟固体一样是密集在一起的，液体分子的热 目
运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，但液体分
链 接
子只在很小的区Hale Waihona Puke Baidu内有规则的排列，这种区域是暂时形成
(3)表面张力的形成(如图)
①分子力特点：分子作用球是半径等于分子有效作用距离的
球，液体内部的分子A受到的所有球内分子对它的作用力为 零，表面层分子B受到的斥力可认为是球对称的，但缺少了 表面层外分子的引力，因此分子B受到的引力的合力垂直液
面指向液内．
②表面特性：因把液体内部的分子移到表面层去时，分 子力做负功，分子势能增加，所以分子在表面层时比在 液体内具有较大的势能，表面层越大，分子数越多，表 面层的势能就越大，液体表面减小时，表面层的势能就 要减少，又势能总有减少的倾向，因此，液体表面具有 收缩的趋势．
解析: 液晶是某些特殊的有机化合物，在某些方向上分子
排列规则，某些方向上杂乱．液晶本身不能发光，所以选
项A、C、D错，选项B正确．
栏
答案：B
目
链
方法总结：(1)液晶是既具有流动性和连续性又具有各向异 接
性的流体．
(2)向列型液晶在外加电压下会由透明变为不透明，但本身 不会发光．
►课堂训练 1．下列有关液晶的一些性质的说法中，不正确的是(A) A．液晶分子的空间排列是稳定的 B．液晶是光学性质随温度而变化 C．液晶的光学性质随所加电场的变化而变化 D．液晶的光学性质随所加压力的变化而变化 解析：液晶分子既有排列的有序性，又可以自由移动， 故A错，B、C、D均正确．
(3)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体 的种类、温度有关．
1．液体的表面现象
(1)实验一：
栏
实验过程：如图所示，把一根棉线的两端系于铁丝环上(棉 目
线不要张紧)，然后把环浸入肥皂水里，再拿出来，环上就
链 接
布满了肥皂水的薄膜，观察这时的棉线是张紧还是松弛的．
用热针刺破棉线左侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化．
用热针刺破棉线圈里的肥皂膜，观察棉线圈外的薄膜和 棉线圈有什么变化．
实验现象：刺破棉线圈里的肥皂膜后，棉线圈外的薄膜 就会收缩，使棉线圈张紧成圆形．
实验结论：液体的表面就像张紧的橡皮膜一样，具有收 缩的趋势．
2．液体的表面张力及其微观解释 (1)表面层：液体和气体接触的表面存在的液体薄层． (2)表面张力的定义： 在液体表面上想象的画一根直线，直线两旁的液膜一 定存在着相互作用的拉力，液体表面出现的这种张力， 称为表面张力．
③流动性：液体分子能在平衡位置附近做微小的振动，但
没有长期固定的平衡位置，液体分子可以在液体中移动，
栏
这是液体具有流动性的原因．
目
链
④扩散特点：液体的扩散现象是由液体分子热运动产生的，接
分子在液体里的移动比在固体中容易得多，所以液体的扩
散要比固体的扩散快．
2．液晶
(1)定义：有些有机化学物在固态向液态转化的过程中存在 着混浊的中间态，它具有和晶体相似的性质，故称为液态晶 体，简称液晶．
第四节 液体的性质 液晶 第五节 液体的表面张力
考点一 液体的性质 液晶
1．液体像气体一样没有固定的形状，具有流动性，而又像
栏 目
固体一样具有一定的体积，不易被压缩，液体的这些特点 链
接
是由什么决定的？
提示：液体的微观结构．
2、液晶在现代生活中扮演着重要角色，从最初的电子手 表到如今的笔记本电脑、液晶电视、可视电话、……，液 晶一步步地深入到我们生活的方方面面．为什么“液体” 和“晶体”联系在一起了？液晶是液体吗？
重做这个实验，再用热针刺破棉线右侧的薄膜，观察薄膜和 棉线发生的变化．
实验现象：①刺破棉线左侧的薄膜后，右侧的薄膜就会收缩， 使棉线向右弯成弧形．
②刺破棉线右侧的薄膜后，左侧的薄膜就会收缩，使棉线向 左弯成弧形．
(2)实验二：
实验过程：如图所示，把一个棉线圈系在铁丝环上，使 环上布满肥皂水的薄膜，观察此时的棉线圈是松弛还是 张紧的．
(2)长丝状液晶．
①分子排列特点：呈长棒形排列，自然状态下分子有彼此平 行排列的倾向，沿一定方向的排列比较整齐，但彼此间前后 左右的位置可以变动．
②特性及应用：对外界的作用很敏感，当外加电压时，液 晶分子不再平行排列，液晶由透明状态变成混浊状态，去 掉电压又恢复透明，因此可制作显示元件．
(3)螺旋状液晶．
①分子排列特点：分子分层排列，每层分子的排列方向相 同，相邻各层分子的取向相差一个小角度，形成各层分子 排列方向依次旋转，构成一个螺旋状结构．
②特性及应用：具有显著的温度效应，可以用来探测温度， 医学上检查肿瘤，检查电路中的短路点．
注意：(1)液晶的性质具有双重性．既具有液体的流动性、 连续性，又在光学性质、电学性质等方面具有晶体的各向 异性的性质．
考点二 液体的表面张力
液体的表面张力是如何形成的？
栏
目
链
提示：(1)表面张力形成的原因可以从分子间距离上来解释，接
表面层中相邻分子间距离大于r0，分子力表现为引力，引
力方向沿液面的切向，但每个分子受到周围多个分子对它
的引力，合力方向是竖直向下的．
(2)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋 于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．
的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形
成．液体由大量这种暂时形成的小区域构成，这种小区域
杂乱无章地分布着．
(2)液体的宏观特性：
①一定体积：液体中的分子密集在一起，分子间距接近于
栏
r0，相互间的束缚作用强，主要表现为在平衡位置附近做 目
链
微小振动，所以液体具有一定的体积．
接
②各向同性：液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区 域构成，所以液体表现出各向同性．