3.1 晶体和非晶体 学案(2020年教科版高中物理选修3-3)

3.1 晶体和非晶体学案（2020年教科版高中

物理选修3-3）

3.1晶体和非晶体晶体和非晶体学习目标

1.知道固体分为晶体和非晶体两大类，知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别.

2.知道晶体分为单晶体和多晶体.

3.了解晶体的微观结构和固体性质的微观解释

一.晶体和非晶体1固体可以分为晶体和非晶体两类晶体又可以分为单晶体与多晶体2金刚石.食盐.石英.云母.明矾.硫酸铜.味精.蔗糖等是晶体，玻璃.松香.沥青.橡胶.蜂蜡等是非晶体3晶体和非晶体的区别分类宏观外形物理性质非晶体没有填“有”或“没有”天然规则的几何形状没有填“有”或“没有”确定的熔点；导电.导热.光学性质表现为各向同性填“异性”或“同性”晶体单晶体有填“有”或“没有”天然规则的几何形状有填“有”或“没有”确定的熔点；导电.导热.光学等某些物理性质表现为各向异性填“异性”或“同性”多晶体没有填“有”或“没有”天然规则的几何形状有填“有”或“没有”确定的熔点；导电.导热.光学性质表现为各向同性填“异性”或“同性”

二.晶体的微观结构和固体性质的微观解释1晶体的微观结构晶体中的微粒是有规则的.周期排列的结构称为点阵结构，并影响晶体的许多特性2固体性质的微观解释1构成固体的微粒排列紧

密，绝大多数粒子只能在各自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同一种物质微粒，因为排列结构不同可以形成不同的晶体结构，从而表现出不同的物理性质即学即用1判断下列说法的正误1所有晶体都具有天然.规则的几何外形2没有固定熔点的固体一定是非晶体3物理性质表现为各向同性的一定是非晶体4同一种物质只能形成一种晶体5有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体2某球形固体物质，其各向导热性能不相同，则该物体一定是________答案晶体

一.晶体和非晶体导学探究1如图1甲所示是日常生活中常见的几种晶体，图乙是生活中常见的几种非晶体，请在图片基础上思考以下问题甲乙图1晶体与非晶体在外观上有什么不同没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗2在云母片和玻璃片上分别涂上一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的另一面，石蜡熔化，如图2所示，那么你看到的现象及得出的结论是什么图2答案1单晶体有规则的几何外形，多晶体和非晶体无规则的几何外形不是由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体也没有确定的几何外形2玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形，说明玻璃片沿各个方向的导热性能相同云母片上石蜡的熔化区呈椭圆形，说明云母片沿各个方向的导热性能不相同知识深化1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2各向异性的表现在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体及多晶体则是各向同性的通常所说的物理性质包括弹性.硬度.导热性能.导电性能.光的折射性能等单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时测量结果不同例1下列关于晶体和非晶体的说法，正确的是A所有的晶体都表现为各向异性B晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体C大盐粒磨成细盐，就变成了非晶体D所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点答案D解析只有单晶体才表现为各向异性，故A错；单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，常见的金属属于多晶体，故B错；大盐粒磨成细盐，细盐仍是形状规则的晶体，故C错；晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，故D对例2在甲.乙.丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其背面一点，蜡熔化的范围如图3a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b所示，则图3A甲.乙是非晶体，丙是晶体B甲.丙是晶体，乙是非晶体C甲.丙是非晶体，乙是晶体D甲是非晶体，乙是多晶体，丙是单晶体答案B解析由题图a知，甲.乙的导热性能呈各向同性，丙的导热性能呈各向异性；由题图b知，甲.丙有固定的熔点，乙没有固定的熔点所以甲.丙是晶体，乙是非晶体判断

晶体与非晶体的关键是看有无确定的熔点.单晶体与多晶体的区别关键看有无规则的几何外形以及是否为各向异性.

二.晶体的微观结构固体性质的微观解释导学探究1单晶体具有规则的几何外形，物理性质方面表现为各向异性，而非晶体却没有规则的几何外形，并且物理性质方面表现为各向同性产生这些不同的根本原因是什么呢2金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但它们在硬度上差别很大，这说明什么问题3固体为什么有一定的体积和形状晶体为什么会表现各向异性答案1它们的微观结构不同2金刚石是网状结构，原子间的作用力很强，所以金刚石的硬度大石墨是层状结构，原子间的作用力较弱，所以石墨的硬度小这说明组成物质的微粒按照不同的规则在空间分布会形成不同的晶体3构成固体晶体或非晶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晶体在不同的方向上微粒排列的情况不同，所以晶体在不同的方向上会表现出不同的物理性质，即各向异性知识深化1单晶体.多晶体及非晶体的异同分类微观结构宏观表现外形物理性质晶体单晶体组成晶体的物质微粒原子.分子.离子在空间按一定规则排列空间点阵几何形状天然.有规则某些物理性质各向异性有确定的熔点多晶体由无数的晶体微粒小晶粒无规则排列组成无天然.规则的几何外形各向同性非晶体内部物质微粒是无规则排列的没有确定的熔点

2.对晶体的微观解释1对单晶体各向异性的解释图4为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况在沿不同方向所画的等长线段A

B.A

C.AD上物质微粒的数目不同线段AB上物质微粒较多，线段AD上较少，线段AC上更少因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同图42对晶体具有确定熔点的解释给晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔化，熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化3有的物质有几种晶体，这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石，二者在物理性质上有很大的不同特别提醒多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体晶粒组成，每个小晶粒都是一个小单晶体，具有各向异性的物理性质和规则的几何外形，由于晶粒在多晶体内杂乱无章地排列着，所以多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性例3多选下列说法正确的是A 晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的B 有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构C凡具有各向同性的物质一定是非晶体D 晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的答案ABD解析晶体的外形.物理性质都是由晶体的微观结构决定的，