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高中物理选择性必修第三册 第二章：气体、固体和液体
第四节 固体
松香
食盐
松香
食盐
玻璃
紫水晶
石榴石
云母
蜂蜡
具有天然的规则的几何外形
没有确定的几何外形
晶体
非晶体
沥青
新课引入 观看以下各图，试着将不同的固体按外形分类。
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. 石英、云母①、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是晶体。
2、几种常见晶体的规则外形：
食盐晶体
呈立方体形
明矾晶体
呈八面体形
石英晶体
中间是一个六棱柱，两端呈六棱锥
雪花
是水蒸气在空气中凝华时形成的晶体，一般为六角形的规则图案．
一、晶体和非晶体
晶体的宏观对称之美
一、晶体和非晶体
14倍放大巴西玛瑙中的软锰矿与褐铁矿包裹体
35倍放大显微镜中的玛瑙
10倍正交偏光下方解石的双晶面
天网恢恢
生命复苏
静谧的贝加尔湖
自然界的美，要首推物理世界中的晶体结构美
一、晶体和非晶体
观看以下实验，试着总结一下晶体和非晶体除了形状是否规则以外，你还知道哪些在物理性质上的不同？
融化区域的形状
甲 玻璃
乙 云母
玻璃（非晶体）在各个方向上导热性能是相同的---各向同性
云母（晶体）在各个方向上导热性能是不同的---各向异性
一、晶体和非晶体
3、导热性
你还知道晶体和非晶体哪些在物理性质上的不同？
4、晶体具有确定的熔点．
一、晶体和非晶体
方解石的光学各向异性：
5、光学性质
一、晶体和非晶体
自然铜
思考与讨论：常见的金属没有确定的形状，但有确定的熔点，它们是晶体还是非晶体？
一、晶体和非晶体
从金属的显微图样中可以看到，它是由许多细小的晶粒组成的。每个晶粒都是一个小的单晶体。但是，由于这些小的单晶体的取向杂乱无章，所以金属没有确定的几何形状。属于多晶体。
分类 天然规则外形 物理性质
各向异性 各向同性 固定熔点
非晶体
晶 体 单 晶 体
多 晶 体
√
×
×
√
×
√
×
√
×
×
√
√
一、晶体和非晶体
通过以上学习完成如下表格
德国物理学家劳厄
思考：晶体为什么具有天然的规则外形和物理性质的各向异性？
猜想：
晶体内部的物质微粒是规则排列的
二.晶体的微观结构
1912年他提出用X射线探测固体内部原子排列的设想。当X射线射入时会被这些微粒有规律的分成若干束，并在底片上形成独特的规则图案。两位助手让一束X射线对CuSO4晶体进行了数小时的照射，结果冲洗出来的底片上出现了由点组成的对称图案，这一成果使劳厄荣获1914年诺贝尔物理学奖。
1、在各种晶体中，原子（或分子、离子）按照一定的规律在空间中整齐地排列，具有空间上的周期性.
二.晶体的微观结构
2、有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体。那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布.例石墨和金刚石的微观结构.
二.晶体的微观结构
食盐晶体结构
①晶体外形的规则性可以用物质微粒的规则排列来解释。
②单晶体的各向异性也是由晶体的内部结构决定的。
③多晶体是单晶体杂乱无章地组合而成，单晶体的物理性质各向异性被抵消了，从整体来看物理性质变为各向同性。
二.晶体的微观结构
3、用晶体的微观结构解释晶体的特征
（1）为什么晶体具有规则的几何外形？
由于晶体的物质微粒是按照一定的规则在空间中整齐地排列的，表现在外形上具有规则的几何形状，且不同类型的晶体结构，决定了各种晶体的不同外形。
（2）如何解释物理性质的各向异性呢？
不同方向上物质微粒的排列情况不同，引起晶体的不同方向上物理性质的不同。
（3）晶体为什么有固定的熔点？
晶体溶化时，吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化。
非晶体熔化时，先变软，然后变成粘滞性很大的液体，温度不断升高。
二.晶体的微观结构
4、晶体和非晶体并不是绝对的，它们在一定条件下可以相互转化。
例如：天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）却是非晶体.
二.晶体的微观结构
5、有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体。
例如晶体硫熔化（温度超过300度）后倒入冷水会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又转化为晶体硫。
科学漫步：什么是石墨烯
1、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图像如图所示，则（ ）
A.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
√
课堂练习
2、下列叙述中错误的是（ ）
A.晶体的各向异性是由于它的微粒是按各自的规则排列着的
B.单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列
C.非晶体的内部微粒是无规则排列的
D.石墨的硬度与金刚石差很多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布
√
课堂练习
3、(多选)2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究.他们通过透明胶带对石墨进行反复地粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有0.34 nm的石墨烯，是碳的二维结构.如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识判断，下列说法正确的是（ ）
A.石墨是晶体，石墨烯是非晶体
B.石墨是单质，石墨烯是化合物
C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体
D.他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
√
√
课堂练习
4.(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
√
√
√
课堂练习

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