自然科学基础物理课件物理第三章 第三节 固体学习资料

第三章

第三节固体

分子不停地做无规则运动，它们之间又存在相互作用力．分子力的作用使分子聚集在一起，分子的无规则运动又使它们分散开来．这两种作用相反的因素决定了分子的三种不同的聚集状态：固态、液态和气态．

物理学又把固态和液态统称为凝聚态．凝聚态物理学是当前物理学发展最迅速的分支学科之一．

固体和液体有一个共同的特点：它们的分子间的距离跟分子本身的大小具有相同的数量级，因而分子间有较强的相互作用．这使得固体和液体都不易压缩，在微观结构上不像气体那样无序．一.晶体和非晶体固体可以分成晶体和非晶体两类．

在常见的固态物质中，石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等都是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等都是非晶体．晶体、非晶体的外形和物理性质是有差异的1、晶体都具有规则的几何形状．

食盐的晶体呈立方体形，明矾的晶体呈八面体形，石英的晶体中间是一个六面棱柱，两端是六棱锥．冬季的雪花，是水蒸气在空气中凝华时形成的冰的晶体，它们的形状虽然不同，但一般是六角形的规则图案．非晶体则没有规则的几何形状．明矾的晶体呈八面体形雪花晶体2、晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点.3、晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性．

非晶体的各种物理性质、在各个方向上都是相同的，所以是各向同性的．现象:熔化了的石蜡在云母片上呈椭圆形，而在玻璃片上呈圆形．

结论:云母晶体在各个方向上的导热性能不同，而非晶体玻璃在各个方向上的导热性能相同．

一种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是一种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．许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体．

人们在研究中还发现，在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时，几乎所有的材料都能成为非晶体．二、单晶体和多晶体1、晶体又可以分成单晶体和多晶体。2、如果整个物体就是一个完整的晶体叫做单晶体，如小砂糖、食盐小颗粒、小雪花等。应用：制造晶体管就要用到单晶硅和单晶锗

三、晶体的微观结构1、晶体是由物质微粒依照一定的规律排列形成的。用电子显微镜可以对晶体内部结构直接观察和照相3、若整个物体是由许多小晶体（晶粒）杂乱无章地排列组成的，这样的物体叫做多晶体。例如，由许多食盐单晶体粘在一起而成大块的食盐，就是多晶体；一般的金属都是多晶体。4、多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性，这点和非晶体相似，但是多晶体仍有确定的熔点。食盐晶体是由钠离子和氯离子组成的，它们等距离、交错地排列在三组相互垂直的平行线上，因而食盐小颗粒具有正立方体的外形。2、晶体中物质微粒的相互作用很强,具有空间上的周期性。晶体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，所以晶体的结构是比较牢固和稳定的。3、晶体的各向异性也是由晶体的内部结构决定的。4、有的物质能够生成种类不同的几种晶体，是因为它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构。例如，碳原子如果按图3—6左边图那样排列就成为石墨，按图3—6右边图那样排列就成为金刚石。图3—6石墨是层状结构，层与层之间距离较大，作用力较弱，沿着这个方向容易把石墨一层层地剥下，石墨的层状结构决定了它的质地松软，可以用来制作粉状润滑剂，也可以用来制作铅笔心。金刚石中碳原子间