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高中物理選擇性必修第三冊 第二章：氣體、固體和液體
第四節 固體
松香
食鹽
松香
食鹽
玻璃
紫水晶
石榴石
云母
蜂蠟
具有天然的規則的幾何外形
沒有確定的幾何外形
晶體
非晶體
瀝青
新課引入 觀看以下各圖，試著將不同的固體按外形分類。
1、固體可以分為晶體和非晶體兩類。晶體又可以分為單晶體與多晶體. 石英、云母①、明礬、食鹽、硫酸銅、味精等是晶體。
2、幾種常見晶體的規則外形：
食鹽晶體
呈立方體形
明礬晶體
呈八面體形
石英晶體
中間是一個六棱柱，兩端呈六棱錐
雪花
是水蒸氣在空氣中凝華時形成的晶體，一般為六角形的規則圖案．
一、晶體和非晶體
晶體的宏觀對稱之美
一、晶體和非晶體
14倍放大巴西瑪瑙中的軟錳礦與褐鐵礦包裹體
35倍放大顯微鏡中的瑪瑙
10倍正交偏光下方解石的雙晶面
天網恢恢
生命復蘇
靜謐的貝加爾湖
自然界的美，要首推物理世界中的晶體結構美
一、晶體和非晶體
觀看以下實驗，試著總結一下晶體和非晶體除了形狀是否規則以外，你還知道哪些在物理性質上的不同？
融化區域的形狀
甲 玻璃
乙 云母
玻璃（非晶體）在各個方向上導熱性能是相同的---各向同性
云母（晶體）在各個方向上導熱性能是不同的---各向異性
一、晶體和非晶體
3、導熱性
你還知道晶體和非晶體哪些在物理性質上的不同？
4、晶體具有確定的熔點．
一、晶體和非晶體
方解石的光學各向異性：
5、光學性質
一、晶體和非晶體
自然銅
思考與討論：常見的金屬沒有確定的形狀，但有確定的熔點，它們是晶體還是非晶體？
一、晶體和非晶體
從金屬的顯微圖樣中可以看到，它是由許多細小的晶粒組成的。每個晶粒都是一個小的單晶體。但是，由于這些小的單晶體的取向雜亂無章，所以金屬沒有確定的幾何形狀。屬于多晶體。
分類 天然規則外形 物理性質
各向異性 各向同性 固定熔點
非晶體
晶 體 單 晶 體
多 晶 體
√
×
×
√
×
√
×
√
×
×
√
√
一、晶體和非晶體
通過以上學習完成如下表格
德國物理學家勞厄
思考：晶體為什么具有天然的規則外形和物理性質的各向異性？
猜想：
晶體內部的物質微粒是規則排列的
二.晶體的微觀結構
1912年他提出用X射線探測固體內部原子排列的設想。當X射線射入時會被這些微粒有規律的分成若干束，并在底片上形成獨特的規則圖案。兩位助手讓一束X射線對CuSO4晶體進行了數小時的照射，結果沖洗出來的底片上出現了由點組成的對稱圖案，這一成果使勞厄榮獲1914年諾貝爾物理學獎。
1、在各種晶體中，原子（或分子、離子）按照一定的規律在空間中整齊地排列，具有空間上的周期性.
二.晶體的微觀結構
2、有的物質在不同條件下能夠生成不同的晶體。那是因為組成它們的微粒能夠按照不同規則在空間分布.例石墨和金剛石的微觀結構.
二.晶體的微觀結構
食鹽晶體結構
①晶體外形的規則性可以用物質微粒的規則排列來解釋。
②單晶體的各向異性也是由晶體的內部結構決定的。
③多晶體是單晶體雜亂無章地組合而成，單晶體的物理性質各向異性被抵消了，從整體來看物理性質變為各向同性。
二.晶體的微觀結構
3、用晶體的微觀結構解釋晶體的特征
（1）為什么晶體具有規則的幾何外形？
由于晶體的物質微粒是按照一定的規則在空間中整齊地排列的，表現在外形上具有規則的幾何形狀，且不同類型的晶體結構，決定了各種晶體的不同外形。
（2）如何解釋物理性質的各向異性呢？
不同方向上物質微粒的排列情況不同，引起晶體的不同方向上物理性質的不同。
（3）晶體為什么有固定的熔點？
晶體溶化時，吸收的熱量全部用來破壞規則的排列，溫度不發生變化。
非晶體熔化時，先變軟，然后變成粘滯性很大的液體，溫度不斷升高。
二.晶體的微觀結構
4、晶體和非晶體并不是絕對的，它們在一定條件下可以相互轉化。
例如：天然水晶是晶體，而熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）卻是非晶體.
二.晶體的微觀結構
5、有些非晶體在一定條件下也可以轉化為晶體。
例如晶體硫熔化（溫度超過300度）后倒入冷水會變成柔軟的非晶硫，再過一段時間又轉化為晶體硫。
科學漫步：什么是石墨烯
1、在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上蠟，用燒熱的針接觸其背面一點，蠟熔化的范圍如圖所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關系圖像如圖所示，則（ ）
A.甲、乙是非晶體，丙是晶體
B.甲、丙是晶體，乙是非晶體
C.甲、丙是非晶體，乙是晶體
D.甲是非晶體，乙是多晶體，丙是單晶體
√
課堂練習
2、下列敘述中錯誤的是（ ）
A.晶體的各向異性是由于它的微粒是按各自的規則排列著的
B.單晶體具有規則的幾何外形是由于它的微粒按一定規律排列
C.非晶體的內部微粒是無規則排列的
D.石墨的硬度與金剛石差很多，是由于它的微粒沒有按空間點陣分布
√
課堂練習
3、(多選)2010年諾貝爾物理學獎授予安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究.他們通過透明膠帶對石墨進行反復地粘貼與撕開使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度只有0.34 nm的石墨烯，是碳的二維結構.如圖所示為石墨、石墨烯的微觀結構，根據以上信息和已學知識判斷，下列說法正確的是（ ）
A.石墨是晶體，石墨烯是非晶體
B.石墨是單質，石墨烯是化合物
C.石墨、石墨烯與金剛石都是晶體
D.他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的
√
√
課堂練習
4.(多選)下列說法正確的是（ ）
A.晶體具有天然規則的幾何形狀，是因為物質微粒是規則排列的
B.有的物質能夠生成種類不同的幾種晶體，因為它們的物質微粒能夠形
成不同的空間結構
C.凡具有各向同性的物質一定是非晶體
D.晶體的各向異性是由晶體內部結構決定的
√
√
√
課堂練習

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