高中物理 32.3 毛细现象 液晶同步课件 鲁科版选修33.ppt

第3节液晶 第2节毛细现象 1 掌握 利用浸润和不浸润原理以及毛细现象解释有关现象2 理解 浸润和不浸润以及毛细现象产生的原因 液晶分子的外形特征3 认识 浸润和不浸润现象以及毛细现象 液晶的概念 一 浸润和不浸润 浸润 一种液体会 某种固体并附着在固体的表面上 这种现象叫做浸润 不浸润 一种液体不会润湿某种固体也就不会 在固体上 这种现象叫做不浸润 附着层中分子的特点是 附着层中的分子同时受到固体分子和液体内部分子的 润湿 附着 作用力 二 毛细现象 浸润液体在细管中 的现象 以及不浸润液体在细管中 的现象 称为毛细现象 浸润液体在毛细管里上升后 形成 面 不浸润液体在毛细管里下降后形成 面 毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关 毛细管内径越小 高度差越 应用实例 植物的根输送水 下雨时砖墙渗水 农民铧锄土壤 上升 下降 凹 凸 大 三 液晶 液晶的概念 像液体一样具有流动性 其光学性质与某些晶体相似 具有各向异性的有机化合物 称为液晶 液晶分子的微观结构从某个方向分子排列整齐 从另一方向分子排列 液晶的用途液晶可以用作 元件 在生物医学 电子工业 航空工业中都有重要应用 有规则 杂乱无章 显示 温馨提示 发生浸润还是不浸润是看固体分子和液体内部分子对附着层分子的吸引力关系 液体浸润固体 附着层面积要扩张 不浸润固体 附着层面积要收缩 一 浸润和不浸润现象成因分析 附着层内分子受力情况液体和固体接触时 附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外 还受到固体分子的吸引 浸润的成因当固体分子吸引力大于液体内部分子力时 附着层内液体分子比液体内部分子稠密 附着层中分子之间表现为斥力 具有扩展的趋势 这时表现为液体浸润固体 当固体分子吸引力小于液体内部分子力时 附着层内液体分子比液体内部分子稀疏 附着层中分子之间表现为引力 具有收缩的趋势 这时表现为液体不浸润固体 1 两种表现 浸润液体在细管中上升及不浸润液体在细管中下降 2 产生原因 毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系 如图3 2 3 1所示 甲是浸润情况 此时管内液面呈凹形 因为水的表面张力作用 液体会受到一向上的作用力 因而管内液面要比管外高 乙是不浸润情况 管内液面呈凸形 表面张力的作用使液体受到一向下的力 因而管内液面比管外低 不浸润的成因 毛细现象 图3 2 3 1 特别提醒同一种固体 对于有些液体浸润 有些液体不浸润 同一种液体 对一些固体是浸润的 对另一些固体是不浸润的 例如 水能浸润玻璃 但不能浸润石蜡 水银不能浸润玻璃 但能浸润铅 二 液晶 定义 有些化合物像液体一样具有流动性 而其光学性质与某些晶体相似 具有各向异性 人们把处于这种状态的物质 叫液晶 液晶的特点 1 液晶具有液体的流动性 2 液晶具有光学各向异性 3 液晶分子的排列不稳定 微小的外界变动都会改变分子排列 从而改变液晶的某些性质 如 温度 压力 摩擦 电磁作用 容器表面的差异等都能改变液晶的光学性质 4 有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态 有些物质溶解在适当的溶剂中 在一定的浓度范围内具有液晶态 不是所有物质都具有液晶态 通常棒状分子 蝶状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态 5 天然存在的液晶很少 多数液晶是人工合成的 组成晶体的物质微粒 分子 原子或离子 依照一定的规律在空间有序排列 构成空间点阵 所以晶体表现为各向异性 液晶分子既保持排列有序性 保持各向异性 又可以自由移动 位置无序 因此也保持了流动性 液晶的微观结构 1 做液晶显示器没有电压时 液晶是透明的 能使下面反射光束的光线通过 不显示笔画 当加电压时 液晶变浑浊 光线不能通过 显示出笔画 2 做彩色显示器在某些液晶中掺入少量多色性染料 染料分子会与液晶分子结合而定向排列 当液晶中的电场强度不同时 它对不同颜色的光的吸收强度不同 从而显示出彩色 3 做生物薄膜液晶的特点与生物组织的特点很吻合 可用于研究离子的渗透性 从而了解机体对药物的吸收等生理过程 液晶的应用 将不同材料制成的甲 乙细管插入相同的液体中 甲管内液面比管外液面低 乙管内液面比管外液面高 则 a 液体对甲材料是浸润的b 液体对乙材料是浸润的c 甲管中发生的不是毛细现象 而乙管中发生的是毛细现象d 若甲 乙两管的内径变小 则甲管内液面更低 乙管内液面更高 例1 浸润 不浸润及毛细现象 解析液体对固体浸润的情况下 在附着层分子的排斥力和表面层分子的吸引力的共同作用下 液面将上升 所以a错 b对 毛细现象是指浸润液体在细管中上升以及不浸润的液体在细管中下降的现象 所以c错 在液体和毛细管材料一定的情况下 管越细毛细现象越明显 所以d对 答案bd借题发挥浸润是固体分子对液体分子的引力大于液体分子之间的引力 使附着层内分子的分布比液体内部更密 使液体跟固体的接触面有扩大的趋势 不浸润是固体分子对液体分子的引力小于液体分子之间的引力 使附着层内分子的分布比液体内部更稀疏 由于表面张力使液体跟固体的接触面有收缩的趋势 毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象 以及不浸润的液体在细管中下降的现象 附着层里的液体分子比液体内部稀疏的原因是 a 附着层里液体分子间的斥力强b 附着层里液体分子间的引力强c 固体分子对附着层里的液体分子的吸引 比液体内部分子的吸引弱d 固体分子对附着层里的液体分子的吸引 比液体内部分子的吸引强解析 变式1 答案c 下列关于液晶的说法中正确的是 a 液晶是液体和晶体的混合物b 液晶分子在特定方向排列比较整齐c 电子手表中的液晶在外加电压的影响下 能够发光d 所有物质在一定条件下都能成为液晶解析液晶是某些特殊的有机化合物 在某些方向上分子排列规则 某些方向上杂乱 液晶本身不能发光 所以选项a c d错 选项b正确 答案b 例2 液晶及微观解释 借题发挥 1 液晶是既有流动性和连续性 又具有各向异性的流体 2 向外型液晶在外加电压下会由透明变为不透明 但液晶本身不会发光 关于液晶分子的排列 下列说法正确的是 a 液晶分子在特定方向排列整齐b 液晶分子的排列不稳定 外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化c 液晶分子的排列整齐而稳定d 液晶的物理性质稳定解析液晶分子的排列是不稳定的 外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化 因而改变其某些性质 例如 温度 压力 摩擦 电磁作用 容器表面的差异性等 都可以改变液晶的光学性质 即物理性质 故a b正确 答案ab 变式2 关于浸润与不浸润现象 下列几种说法正确的是 a 水是浸润液体b 水银是不浸润液体c 同一种液体对不同的固体 可能浸润 也可能不浸润d 只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象 浸润 不浸润及毛细现象 1 解析浸润或不浸润 是指一种液体对某一种固体来说的 孤立地说某种液体浸润或不浸润都没有意义 同一种液体对不同的固体 可能浸润 也可能不浸润 例如水对玻璃浸润 而对荷叶不浸润 浸润液体在细管中上升 不浸润液体在细管中下降 都属于毛细现象 只有选项c正确 答案c 用内径很小的玻璃管做成的水银气压计 其读数比实际气压 a 偏大b 偏小c 相同d 无法解释解析因为水银不浸润玻璃 所以玻璃管中的水银呈凸形 因为玻璃管很细 会发生毛细现象 使水银柱下降 所以气压计的读数应比实际气压偏小 选项b正确 答案b 2 关于液晶 下列说法正确的是 a 因为液晶是介于晶体与液体之间的中间态 所以液晶 实际上是一种非晶体b 液晶具有液体的流动性 是因为液晶分子尽管有序排列 但却位置无序 可自由移动c 任何物质在任何条件下都可以存在液晶态d 天然存在的液晶很少 多数液晶是人工合成的 液晶及微观解释 3 解析液晶是一种介于晶体与液体之间的液态晶体 它不是晶体更不是非晶体 液晶分子的排列像晶体分子一样排列有序 但是它们又像液体分子一样可以自由移动 没有固定的位置 即位置无序 所以液晶具有流动性 有些物质只有在特定的条件下才具有液晶态 并不是所有物质都有液晶态的 天然存在的液晶很少 多数液晶是人工合成的 目前已达到5000多种 由上述可