晶體、非晶體

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1、固體和液體·晶體?非晶體·教案?一、教學目標1．在物理知識方面的要求：（1）知道晶體和非晶體的區(qū)別，知道單晶體和多晶體的區(qū)別。（2）了解晶體的空間點陣結構理論和用該理論解釋晶體的特性。2．通過對晶體和非晶體的區(qū)分，培養(yǎng)學生的科學觀察能力和實驗能力。3．科學的觀察法和實驗法是科學研究的重要方法，通過本課程滲透科學方法的教育。二、重點和難點1．教學重點是讓學生知道晶體和非晶體的區(qū)別，以及單晶體和多晶體的區(qū)別。2．理解晶體結構理論（空間點陣結構）和解釋晶體各向異性是教學的難點。三、教具1．礦石標本：石英、云母、巖鹽等。2．學生分組實驗用具：（1）觀察食鹽和砂糖顆粒形狀的區(qū)別：兩個培養(yǎng)皿（內各

2、有食鹽和砂糖）、放大鏡。（2）觀察晶體各自導熱性不同：薄云母片、蓋玻璃（事先在一面涂上薄薄的一層蠟）、鋼針（有木柄）、酒精燈。3．晶體結構模型：食鹽（氯化鈉）、金剛石、云母等。4．幻燈片：（1）晶體與非晶體在液態(tài)冷卻過程中的溫度與時間關系曲線。（2）晶體各向異性的微觀解釋圖。四、主要教學過程（一）引入新課我們日常生活和工農業(yè)生產上應用的材料有石料、磚、鋼鐵、木材、塑料、汽油、煤油……，其中應用固體最多。所謂固體其特點是有一定的形狀和體積的物質，它在不太大的外力作用下，體積和形狀的改變很小。今天對固體的性質進行簡單了解。（二）教學過程設計1．固體分為兩類：晶體和非晶體。晶體：如石英、云母

3、、食鹽、明礬等。非晶體：如玻璃、橡膠、松香、瀝青等。晶體和非晶體在外形上和物理性質上都有很大的區(qū)別。（1）晶體具有天然的規(guī)則幾何形狀，它的外形是若干個平面圍成的多面體。食鹽的晶體是立方體；石英的晶體中間是六面棱柱，兩端是六面棱錐；明礬晶體是八面體。出示幻燈片，并把石英等較大體積晶體礦石標本展示出來。如圖1所示。學生分組實驗觀察：用放大鏡觀察，食用精鹽的小晶體形狀，都是正立方體。用放大鏡觀察食糖的小顆粒沒有固定的幾何形狀。展示大塊松香、瀝青等沒有規(guī)則的外形。（2）晶體在不同方向上的物理性質不同，稱為晶體的各向異性。而非晶體不具有這一性質。物理性質有：力學性質（硬度、理解面）、熱學性質（導

4、熱性、熱膨脹性）、電學性質（導電性、壓電性）、光學性質（折射率不同、偏光性）。學生分組實驗，對比云母和玻璃導熱性的區(qū)別。燒熱的鋼針針尖接觸涂有石蠟的云母片的背面和涂有石蠟的玻璃片的背面，鋼針接觸點背面附近石蠟熔化，云母片上石蠟熔化后形成的痕跡是橢圓；而玻璃片上留下石蠟熔化后痕跡是圓。說明云母在平面的各個方向導熱性質是不同的；而玻璃（非晶體）在平面各個方向上導熱性相同。注意，不是任何晶體都具有力學、熱學、電學等物理性質的各向異性。有的晶體在熱學性質上各向異性，另一類晶體在光學性質上各向異性。（3）晶體加熱熔化時有固定不變的溫度（熔點）。晶體加熱過程中，隨加熱時間增加，它的溫度升高，從晶體

5、開始熔化到全部熔化完畢，這段時間內雖然繼續(xù)給它加熱，溫度卻保持不變，此溫度叫做晶體的熔點。全部熔化成為液體后，繼續(xù)加熱，溫度又不斷升高。整個加熱過程溫度隨時間變化的圖象，如圖2所示。相反的過程，即液體凝固成晶體，也是在一定溫度下發(fā)生的，在這個過程中，液體雖然不斷向外放出熱量，溫度卻保持不變，這個溫度叫做晶體的凝固點。在相同條件下，同一種物質的熔點和凝固點是相同的。例如在標準大氣壓下，冰的熔點和水的凝固點都是0℃。各種晶體熔化時都有固定的熔點。非晶體的熔化和凝固過程不同于晶體。非晶體受熱時，先從硬變軟，然后逐漸變?yōu)橐簯B(tài)，在這過程中，溫度不斷升高，沒有一定的熔化溫度，圖3表示非晶體的熔化曲

6、線。2．單晶體與多晶體單晶體：整個物體就是一個晶體。如課上展示的巖鹽、方解石等礦石標本。多晶體：整個物體是由許多雜亂無章排列著的小晶體（晶粒）組成的，這樣的物體叫做多晶體。平常見到的各種金屬材料，如鐵、銅、鋁等都是多晶體。把純鐵做成樣品放在顯微鏡下觀察，可以看到它是由許許多多的晶粒組成的，晶粒大小在10－3厘米左右。多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀，也不顯示各向異性，它在各個方向上的物理性質相同。但是它有固定的熔點和凝固點。3．一些物質存在幾點不同形狀的單晶體。如石墨和金剛石都是碳的單晶體，它們的外觀和特性是不同的。另一些物質又有晶體和非晶體不同形態(tài)，如天然水晶和石英玻璃都有二氧化硅成分，但前

7、者是晶體，后者是非晶體。4．晶體的微觀結構從1912年人們用X射線窺探晶體的內部結構，得出結論：晶體內部的物質微粒（分子、原子或離子）依照一定的規(guī)律在空間排成整齊的行列，構成所謂空間點陣。沿這些物質微粒的行列畫出直線來，可以得出若干平行線，物質微粒就在這些平行線的交點上，這些交點叫做空間點陣的結點。晶體的物質微粒的空間點陣結構排列有兩個特點：一是周期性，二是對稱性。展示出氯化鈉（食鹽）和金剛石、石墨的晶體空間點陣示意模型和幻燈片。晶體外形的規(guī)則