物理选修3-3 3.1 晶体和非晶体+2 半导体
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高二物理选修3-3 固体、液体【知识要点】1.晶体和非晶体:晶体在外观上有规则的几何形状,有确定的熔点,一些物理性质表现为各向异性;非晶体在外观上没有规则的几何形状,没有确定的熔点,一些物理性质表现为各向同性.同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,也就是说,物质是晶体还是非晶体,并不是绝对的。
例如,天然水晶是晶体,而熔化以后再凝结的水晶(即石英玻璃)就是非晶体.几乎所有的材料都能成为非晶体,有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体。
2.单晶体和多晶体:如果一个物体就是一个完整的晶体,例如雪花、食盐小颗粒等.这样的晶体就叫做单晶体.单晶体是科学技术上的重要原材料,例如,制造各种晶体管就要用纯度很高的单晶硅或单晶锗;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,这样的物体就叫做多晶体.由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食盐,就是多晶体.我们平常见到的各种金属材料,也是多晶体.多晶体没有规则的几何形状,也不显示各向异性,但是同单晶体一样,仍有确定的熔点.3.表面张力:如果在液体表面任意画一条线,线两侧的液体之间的作用力是引力,它的作用是使液体表面绷紧,所以叫做液体的表面张力。
液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。
4.浸润和不浸润:一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上,这种现象叫做浸润;一种液体不会润湿某种固体,也就不会附着在这种固体的表面,这种现象叫做不浸润。
浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象,称为毛细现象。
由于液体浸润管壁,液面边缘部分的表面张力斜向上方,这个力使管中液体向上运动,当管中液体上升到一定高度,液体所受重力与液面边缘所受向上的力平衡,液面稳定在一定高度。
对于一定的液体和一定材质的管壁,管的内径越小,液体所能达到的高度越高。
5.液晶:液晶是一种特殊的物质,它既具有液体的流动性,又像某些晶体那样具有光学各向异性。
有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态;另一些物质,在适当的溶剂中溶解时,在一定的浓度范围具有液晶态。
1. 晶体和非晶体-教科版选修3-3教案一、知识目标1.掌握晶体和非晶体的基本概念。
2.了解晶体与非晶体的制备方法及其应用。
3.了解晶体与非晶体在日常生活中的应用。
二、教学重点1.晶体和非晶体的基本概念。
2.晶体的制备方法及其应用。
3.非晶体的制备方法及其应用。
三、教学难点1.晶体和非晶体的区别及其应用。
2.晶体和非晶体的性质和结构的关联。
四、教学内容A. 晶体1. 定义晶体,指的是由原子、分子或离子等粒子所形成的有序排列的结晶体,具有一定的几何形状。
2. 结构晶体的结构可分为原子晶体和离子晶体。
其中,原子晶体具有一定的几何形状,分为立方晶系、四方晶系、六方晶系等;离子晶体则由正、负离子交替排列而成。
3. 制备方法制备晶体有多种方法,常见的有溶液结晶法、凝胶法、蒸发结晶法等。
4. 应用晶体广泛应用于光学、电子、通讯、化学等多个领域。
如硅晶体是集成电路的重要组成部分,钻石是珠宝制品的重要材料。
B. 非晶体1. 定义非晶体,指的是由原子、分子或离子等粒子所形成的无序排列的结晶体,没有明显的几何形状。
2. 结构非晶体的结构为无序结构,没有明显的几何形状。
3. 制备方法制备非晶体有多种方法,如快速冷却法、溅射法、反应堆注入法等。
4. 应用非晶体广泛应用于材料科学、化学工程等领域。
如非晶合金是高强度、高硬度、高韧性的材料,具有广泛的应用前景。
五、教学方式通过课堂讲解、案例分析、合作学习等多种方式,激发学生的学习兴趣和主动性。
六、教学建议1.教师应注重实践教学,在课程中穿插一定的实验环节,加深学生对晶体与非晶体的认识。
2.能够引导学生在日常生活中了解晶体与非晶体的应用,开拓学生的思维视野。
七、课堂效果评价通过课堂作业、期末考试等方式,对学生的学习成果进行考核,督促学生掌握本课程中的知识与技能。
同时,学生的课堂活动记录和课堂表现也应作为重要条件进行评价。
八、教学参考资源1.《物理学》(教科版高中物理教材)。
2.《物质科学基础》(朱有鹏,中国科学院出版社)。
鲁科版高三物理选修3《晶体和非晶体》说课稿一、选修课背景介绍高三物理选修3《晶体和非晶体》是鲁科版高中物理教材中的一门选修课程。
本课程主要介绍晶体和非晶体的相关知识,培养学生的观察能力和科学思维能力,提高学生对物质结构和特性的理解。
通过学习本课程,学生将能够加深对晶体和非晶体的理解,掌握相关的实验方法和技巧,并了解晶体与非晶体在日常生活和工业应用中的重要性。
二、教学目标1. 知识目标•了解晶体和非晶体的定义及其区别;•掌握晶体和非晶体的形成原因及其特性;•理解晶体结构的基本概念和分类;•了解一些晶体和非晶体在实际应用中的重要性。
2. 能力目标•能够使用适当的方法观察、描述和比较晶体和非晶体的特性;•能够运用所学的知识解释晶体和非晶体相关现象;•具备一定的实验设计和数据处理能力。
3. 情感目标•引导学生对物质世界的好奇心和探索欲望;•培养学生的科学精神,培养良好的科学态度。
三、教学重点和难点1. 教学重点•晶体和非晶体的定义及其区别;•晶体的结构、分类和性质;•非晶体的特性和应用。
2. 教学难点•对晶体结构的抽象认识;•非晶体的特性和形成机制。
四、教学内容和教学步骤1. 教学内容1.晶体和非晶体的定义和特性;2.晶体的结构和分类;3.非晶体的特性和形成机制;4.晶体和非晶体在实际应用中的重要性。
2. 教学步骤2.1 导入环节(10分钟)•通过引发学生的好奇心,提出以下问题:我们周围的物质是由什么组成的?它们为什么会有不同的性质和特点?引导学生思考物质的结构与特性的关系。
2.2 导入实验(20分钟)•设计一个简单的实验,通过加热硫粉观察其变化,引导学生观察和描述硫粉的变化。
引导学生发现硫在加热过程中会从固体变为液体,再变为固体,并与其讨论硫在不同状态下的特性有何不同。
2.3 晶体和非晶体概念的引入(30分钟)•引入晶体和非晶体的概念,通过例子和实验图片,引导学生了解晶体和非晶体的定义和区别。
并让学生尝试描述晶体和非晶体的特点和形态。
晶体和非晶体-鲁科版选修3-3教案课程简介本课程是鲁科版高中物理选修3中的第三单元,主要介绍了晶体和非晶体的基本知识,包括晶体学、晶体的构造和性质、非晶体的结构和性质等方面。
通过本课程的学习,能够帮助学生更深入地理解物质的微观结构和性质。
教学目标1.掌握晶体和非晶体的基本知识和概念,了解晶体学的基本原理;2.理解晶体的构造和性质,掌握晶体的几何结构;3.了解非晶体的结构和性质,并能够分析和判断材料是否为非晶体;4.掌握晶体的生长过程和应用,理解晶体的成因和产生原因;5.培养学生的实验操作能力,加深对实验原理和方法的理解。
教学重点1.晶体的构造和性质;2.非晶体的结构和性质;3.晶体的生长过程和应用。
教学难点1.非晶体结构和晶体结构的区别;2.晶体的生长过程及其应用。
教学内容及方法教学内容1. 晶体学基本原理晶体学的基本原理是晶体的对称性,包括点、直线和面的对称性。
学生可以通过对称元素的概念、对称操作的种类和对称元素的组合等方面,来理解晶体学的基本原理。
2. 晶体的构造和性质晶体的构造和性质是本单元的重点,主要包括晶体的几何结构、结晶的成因、晶体的机械性质、热学性质和光学性质等方面。
学生需要通过实验来观察晶体的形态和生长过程,学习并掌握晶体学的基本原理。
3. 非晶体的结构和性质非晶体是指没有规则的、有机分子的结构,这类结构的材料在很多工业领域有广泛的应用。
非晶体的结构和性质需要通过对其成因、制备、结构和特性的分析,以及对比和协同实验来掌握。
4. 晶体的生长过程和应用晶体的生长过程是晶体学中的一个重要部分,包括有机晶体和无机晶体两种类型。
无机晶体广泛应用于光电器件、半导体器件等领域,而有机晶体则应用于有机化学合成和药物研究等方面。
学生需要通过实验,学习晶体生长的方法和原理,掌握晶体学的实用技术。
教学方法本课程主要采用讲授与实验相结合的方式进行,其中讲授部分主要通过讲解概念和原理,注重与实验结合,培养学生观察、实验的能力。
高中物理选修3-3知识点归纳选修3-3物理知识1、晶体与非晶体晶体:外观上有规则的几何外形,有确定的熔点,一些物理性质表现为各向异性。
非晶体:外观没有规则的几何外形,无确定的熔点,一些物理性质表现为各向同性。
①判断物质是晶体还是非晶体的主要依据是有无固定的熔点。
②晶体与非晶体并不是绝对的,有些晶体在一定的条件下可以转化为非晶体(石英→玻璃)。
2、单晶体、多晶体如果一个物体就是一个完整的晶体,如食盐小颗粒,这样的晶体就是单晶体(单晶硅、单晶锗)。
如果整个物体是由许多杂乱无章的小晶体排列而成,这样的物体叫做多晶体,多晶体没有规则的几何外形,但同单晶体一样,仍有确定的熔点。
3、晶体的微观结构:固体内部,微粒的排列非常紧密,微粒之间的引力较大,绝大多数微粒只能在各自的平衡位置附近做小范围的无规则振动。
晶体内部,微粒按照一定的规律在空间周期性地排列(即晶体的点阵结构),不同方向上微粒的排列情况不同,正由于这个原因,晶体在不同方向上会表现出不同的物理性质(即晶体的各向异性)。
4、表面张力当表面层的分子比液体内部稀疏时,分子间距比内部大,表面层的分子表现为引力,如露珠。
(1)作用:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。
(2)方向:表面张力跟液面相切,跟这部分液面的分界线垂直。
(3)大小:液体的温度越高,表面张力越小;液体中溶有杂质时,表面张力变小;液体的密度越大,表面张力越大。
5、液晶分子排列有序,光学各向异性,可自由移动,位置无序,具有液体的流动性。
各向异性:分子的排列从某个方向上看液晶分子排列是整齐的,从另一方向看去则是杂乱无章的。
6、饱和汽;湿度(1)饱和汽:与液体处于动态平衡的蒸汽.(2)未饱和汽:没有达到饱和状态的蒸汽.(3)饱和汽压①定义:饱和汽所具有的压强。
②特点:液体的饱和汽压与温度有关,温度越高,饱和汽压越大,且饱和汽压与饱和汽的体积无关。
(4)湿度①定义:空气的干湿程度。
②描述湿度的物理量a.绝对湿度:空气中所含水蒸气的压强。
物理选修3--3第九章固体、液体和物态变化知识点汇总-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN物理选修3--3第九章固体、液体和物态变化知识点汇总(填空训练版)知识点一、固体1、固体固体是物质的一种聚集状态。
与液体和气体相比固体有比较固定的体积和形状、质地比较坚硬。
2、固体的分类自然界中的固态物质可以分为两种:晶体和非晶体。
(1)晶体:像石英、云母、明矾、食盐、金属等具有确定的几何形状的固体叫晶体。
常见的晶体还有:硫酸铜、蔗糖、味精、石膏晶体、方解石等。
晶体又分为单晶体和多晶体。
单晶体:单晶体是指样品中所含分子(原子或离子)在三维空间中呈规则、周期排列的一种固体状态。
整个物体是一个晶体的叫做单晶体,单晶体有一定规则的几何外形,如雪花、食盐小颗粒、单晶硅等。
多晶体:如果整个物体是由许多杂乱无章排列的小晶体组成的,这样的物体就叫做多晶体,如大块的食盐、粘在一起的蔗糖、各种金属材料等。
(2)非晶体:像玻璃、蜂蜡、松香等没有确定的几何形状的固体叫非晶体。
常见的非晶体还有:沥青、橡胶等。
说明:各向异性是指这种材料在不同方向上物理性质不同,即力学、热学、电学和光学性质不一定相同。
5. 晶体的微观结构晶体的形状和物理性质与非晶体不同是因为在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照各自的规则排列的,具有空间上的周期性。
6. 对比液态、气态、固态研究液体的性质(1)液体和气体没有一定的形状,是流动的。
(2)液体和固体具有一定的体积,而气体的体积可以变化千万倍。
(3)液体和固体都很难被压缩,而气体可以很容易的被压缩。
知识点二、液体1、液体液体没有确定形状,往往受容器影响;液体与空气的交界面叫自由面;液体具有显著的流动性。
2. 液体的微观结构跟固体一样,液体分子间的排列也很紧密,分子间的作用力也比较强,在这种分子力的作用下,液体分子只在很小的区域内做有规则的排列,这种区域是不稳定的:边界、大小随时改变,液体就是由这种不稳定的小区域构成,而这些小区域又杂乱无章的排布着,使得液体表现出各向同性。
1.下列元件是用半导体材料制成的是()A.标准电阻B.热敏电阻C.光敏电阻D.单晶体管解析:选BCD.半导体材料电阻有光敏性、热敏性、掺杂性,因此可以制成光敏电阻、热敏电阻和晶体管.2.下列关于晶体和非晶体的几种说法,正确的是()A.不具有规则几何形状的物体一定不是晶体B.晶体的物理性质与方向有关,这种特性叫做各向异性C.若物体表现为各向同性,它就一定是非晶体D.晶体有一定的熔化温度,非晶体没有一定的熔化温度解析:选BD.单晶体具有规则的几何外形,而非晶体和多晶体则没有.单晶体在物理性质上具有各向异性,而非晶体和多晶体则是各向同性,晶体有固定的熔点,非晶体则没有.3.下列说法错误的是()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解析:选C.晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的,A、B、D正确.各向同性的物质不一定是非晶体,多晶体也具有这样的性质,C错误.4.云母薄片和玻璃薄片的一个表面分别涂一层很薄的石蜡,然后用烧热的钢针去接触云母薄片和玻璃薄片的反面,石蜡熔化,如图3-1-3所示,那么()图3-1-3A.熔化的石蜡呈圆形的是玻璃薄片B.熔化的石蜡呈现圆形的是云母薄片C.实验说明玻璃薄片各向同性是非晶体D.实验说明云母薄片各向同性是晶体解析:选AC.云母薄片是单晶体,具有各向异性;玻璃薄片是非晶体,具有各向同性,所以A、C选项正确.5.有一块物质薄片,某人为了检验它是不是晶体,做了一个实验.他以薄片的正中央O为坐标原点,建立xOy平面直角坐标系,在两个坐标轴上分别取两点x1和y1,使x1和y1到O 点的距离相等.在x1和y1上分别固定一个测温元件,再把一个针状热源放在O点,发现x1点和y1点的温度在缓慢升高,但两点温度的高低没有差别.于是得出结论,这块薄片是非晶体.显然,以上结论存在着科学性问题.请你具体说明:以上实验结论的形成,存在着什么科学性问题?解析:以上实验说明该物质薄片在x、y两个方向上导热性能相同.说明该物质导热性能为各向同性,则该物质可能是非晶体,也可能是多晶体.答案:见解析一、选择题1.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是()A.晶体和非晶体都有固定的熔点B.晶体有固定熔点而非晶体没有固定的熔点C.所有晶体都是各向异性的D.多晶体没有规则的几何形状答案:BD2.北京奥运会的国家游泳中心——水立方,像一个透明的水蓝色“冰块”,透过它,游泳池中心内部设施尽收眼底.这种独特的感觉就源于建筑外墙采用了一种叫做ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚物)的膜材料.这种膜材料属于非晶体,那么它具有的特性是()A.在物理性质上具有各向同性B.在物理性质上具有各向异性C.具有一定的熔点D.没有一定的熔点解析:选AD.非晶体没有一定的熔点,在物理性质上表现为各向同性.3.下面哪些现象能说明晶体与非晶体的区别()A.食盐粒是立方体,蜂蜡无规则外形B.金刚石的密度大,石墨的密度小C.冰熔化时,温度保持不变,松香熔化时温度可不断升高D.石墨可导电,沥青不导电答案:C4.在一些城市中,路灯的亮度和开关是通过光线实际照射的强度来进行控制的,其中就有二极管的作用,这是利用的半导体的()A.压敏特性B.光敏特性C.热敏特性D.以上说法都不对答案B5.由同种物质微粒组成但微观结构不同的两种晶体,这两种晶体一定是()A.物理性质相同,化学性质不相同B.物理性质不相同,化学性质相同C.物理性质相同,化学性质相同D.物理性质不相同,化学性质不相同解析:选D.同种物质构成的不同晶体叫同素异形体,因其分子结构不同,所以其物理性质和化学性质都不相同.所以D对.6.一块密度、厚度均匀的矩形被测样品,长是宽的三倍,今测出该样品沿长度方向和宽度方向的电阻相等,则这块样品可能是()A.金属B.多晶体C.单晶体D.非晶体解析:选C.由题意知,该被测样品表现为各向异性,故应为单晶体.7.下列说法中正确的是()A.化学成分相同的物质只能生成同一种晶体B.因为石英是晶体,所以由石英制成的玻璃也是晶体C.普通玻璃是非晶体D.一块铁虽然是各向同性的,但它是晶体解析:选CD.一种元素可生成几种晶体,因为其分子可以形成几种空间点阵结构;玻璃是非晶体,而石英是晶体;所有的金属都为多晶体,故选项C、D正确.8.(2011年杭州高二检测)有关晶体的微观结构,下列说法正确的有()A.同种元素原子按不同结构排列有相同的物理性质B.同种元素原子按不同结构排列有不同的物理性质C.同种元素形成晶体只能有一种排列规律D.同种元素形成晶体可能有不同的排列规律解析:选BD.同种元素原子可以按不同结构排列,即具有不同的空间点阵,物理性质则不同,如石墨和金刚石的物质密度、机械强度、导热性、导电性、光学性质等都有很大差别,所以B、D对,A、C错.9.如图3-1-4是两种不同物质的熔化曲线,根据曲线判断下列说法正确的是()图3-1-4A.甲是晶体B.乙是晶体C.甲是非晶体D.乙是非晶体解析:选AD.晶体在熔化过程中,不断吸热,但温度却保持不变(熔点对应的温度),而非晶体没有确定的熔点,不断加热,非晶体先变软,然后熔化,温度不断上升,因此甲对应的是晶体,乙对应的是非晶体.10.单晶体不同于非晶体,它具有规则的几何外形,在不同方向上物理性质不同,而且具有一定的熔点,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,是由于不同方向上微粒数目不同,微粒间距离也不相同C.晶体在不同方向上物理性质不同,是由于不同方向上的物质微粒的性质不同D.晶体在熔化时吸收热量,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,温度才会升高解析:选ABD.晶体微粒构成的空间点阵是晶体有规则几何外形的原因,晶体在物理性质上的各向异性是由于空间点阵中不同方向的微粒数目不同,微粒间距离也不相同.晶体熔点的存在是由于晶体在熔化时要吸收热量用来瓦解空间点阵,增加分子势能,熔化过程中分子的热运动的平均动能不变,即温度不变,只有当晶体全部转变为液体后温度才会继续升高,分子热运动的平均动能才会增加.二、非选择题11.怎样区分单晶体与多晶体?解析:(1)如果一块具有规则形状的晶体,把它碾成小颗粒后,这些小颗粒仍然保持与原来整块晶体形状相似的规则外形,这样的晶体叫做单晶体,雪花、食盐小颗粒就是单晶体.如果一块晶体,它是由许多取向不同的单晶体(晶粒)组成的,这样的晶体叫做多晶体.食盐受潮粘结成的大“疙瘩”,就是多晶体.(2)多晶体有确定的熔点,但没有规则的几何形状,显示各向同性.单晶体有确定的熔点,有规则的几何形状,显示各向异性.(3)晶体管、集成电路的工作与材料的微观结构有关,材料内原子的排列不能是杂乱无章的,而多晶体是许多单晶体杂乱无章结合而成的,所以制作晶体管、集成电路只能用单晶体,例如单晶硅、单晶锗.答案:见解析12. 你也许已经知道金刚石和石墨一些物理性质上的差别,你能不能根据它们的微观结构给予合理的解释?解析:石墨的分子结构是层状结构,层与层之间间距较大,原子间的作用力比较弱,所以石墨质地松软,可以用来作粉状润滑剂;金刚石中碳原子间的作用力很强,所以金刚石有很大的硬度.答案:见解析。