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2.4 固体
人教版（2019）高中物理选择性必修三
雪花
石英
金刚石
一、晶体和非晶体
1．晶体：具有规则的几何形状．
石英（水晶）晶体
冰晶晶体
常见的非晶体有：
玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等．
松香
沥青
蜡烛
2．非晶体：没有规则的几何形状．
晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点．
观察玻璃和云母片上石蜡熔化区域的形状
玻璃片
云母片
（圆形）
（椭圆形）
玻璃（非晶体）在各个方向上导热性能是相同的
云母（晶体）在各个方向上导热性能是不同的
说明：
实验
晶体导光性的各向异性
实验
3．晶体和非晶体的差异
（1）外形上：
晶体有规则的几何形状；非晶体则没有规则的几何形状.
（2）物理性质上：
①云母导热性上表现出显著的各向异性，
晶体的物理性质在各个方向不同（这种特性叫各向异性）
晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点．
（3）熔点：
非晶体的物理性质在各个方向是相同的（这种特性叫各向同性）．
非晶体具有各向同性.
晶体具有各向异性，但并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性．
甲 玻璃片
乙 云母片
②而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性，如方铝矿，
③有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性，如方解石．
(1)一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现:
4．晶体和非晶体间的转化
(2)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．
天然水晶
石英玻璃
熔化、凝固
思考与讨论
常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点。它们是晶体还是非晶体
1．单晶体：如果一个物体就是一个完整的晶体，这样的晶体叫做单晶体．
例如：雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等．
2．多晶体：如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这 样的物体叫做多晶体．其中的小晶体叫做晶粒．　
食盐
石英
明矾
①多晶体没有规则的几何形状
②各向同性
③有确定的熔点
固体是否有确定的熔点，可作为区分晶体非晶体的标志．
二、单晶体和多晶体
①单晶体有天然的规则几何形状
②某些物理性质呈现各向异性
③有确定的熔点
固体
晶体：
非晶体：
多晶体
单晶体
有（天然）规则的几何形状
有确定的熔点
某些物理性质（导电、导热、光学性质）可表现为各向异性
无规则的几何形状
导电、导热、光学性质表现为各向同性
无确定的熔点
区分晶体和非晶体的标志：固体是否有确定的熔点
温度
时间
固态
固液共存
液态
T0
硬
软
流动
具有规则几何形状的固体不一定是晶体．
例如：有规则形状的蜡烛不是晶体，而是非晶体。
思考：为什么晶体的形状和物理性质会与非晶体不同呢？
组成晶体的物质微粒（分子、原子和离子）是按照一定的规律在空间整齐排列的
1、晶体微观结构的特点:
（1）组成晶体的物质微粒（分子或原子、离子）依照一定的规律在空间中整齐地排列，具有空间上的周期性.
三、晶体的微观结构
（2）一种物质在不同条件下能够生成多种不同的晶体。
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.
（3）微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动.
2、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？
晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同
（3）熔点为什么固定？
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.
温度
时间
固态
固液共存
液态
T0
硬
软
流动
【典例】辨别物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是( )
A.从外形来判断
B.从各向异性或各向同性来判断
C.从导电性能来判断
D.从是否具有确定的熔点来判断
1.如图所示，ACBD是一块厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板，AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆板从图示位置转90 后电流表示数发生了变化（两种情况下都接触良好），关于圆板，下列说法正确的是( )
A.圆板是非晶体
B.圆板是多晶体
C.圆板是单晶体
D.不知有无固定熔点,无法判定是晶体还是非晶体
【典例】（多选）晶体不同于非晶体，它具有规则的几何外形，在不同方向上物理性质不同，而且具有确定的熔点，下列哪些说法可以用来解释晶体的上述特性( )
A.组成晶体的物质微粒，在空间按一定的规律排成整齐的行列，构成特定的空间点阵
B.晶体在不同方向上物理性质不同，是因为不同方向上微粒数目不同，微粒间距不同
C.晶体在不同方向上物理性质不同，是因为不同方向上的物质微粒的性质不同
D.晶体在熔化时吸收的热量，全部用来瓦解晶体的空间点阵，转化为分子势能，因此，晶体在熔化过程中保持一定的温度不变，只有空间点阵完全被瓦解，晶体完全变为液体后，继续加热，温度才会升高
1.（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，下列说法中正确的是( )
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
CD
2. 固、液、气是物质存在的常见三种状态，下列关于固体和液体的说法正确的是（　　）
A. 天然石英是晶体，熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶体
B. 黄金可以做成各种不同造型的首饰，是多晶体
C. 一定质量的晶体在熔化过程中，其温度不变，内能保持不变
D. 有规则外形的物体是晶体，没有确定几何外形的物体是非晶体
E、烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
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