物理选修3--3第九章固体、液体和物态变化知识点汇总
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。非晶体的微观结构跟液体非常类似，可以看作是粘滞性极大的液体，所以严格说来，只有晶体才能叫做真正的固体。
3. 液体的表面张力
（1）液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，又叫自由面。
（2）表面层里的分子要比液体内部稀疏些，分子间距要比液体内部大.
（3）液体表面各部分之间有相互吸引的力，这种力叫表面张力。
（4）表面张力的作用使得液体表面具有收缩的趋势，在体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小，
所以露珠、水银、失重状态下的水滴等等呈现球形。
（5）浸润：一种液体会润湿某种固体并附在固体表面上的现象。
（6）不浸润：一种液体不会润湿某种固体，也就不会附在固体表面上的现象。
（7）毛细现象：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象
〖浸润与不浸润现象产生的原因〗
其原因可以用分子力作用解释。当液体与固体接触时，在接触处形成一个液体薄层，这个液体薄层叫做附着层。附着层内部的分子同时受到液体分子和固体分子的吸引。如果固体分子对液
体分子的引力大于液体分子之间的引力，那么附着层的分子密度将会大于液体的分子密度，此时附着层内的分子相互作用表现为斥力，液面呈现扩散的趋势，便形成了浸润现象。如果固体分子对液体分子的引力小于液体分子之间的引力，那么附着层的分子密度将会小于液体的分子密度，此时附着层内的分子相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，便形成了不浸润现象。如果液体对固体浸润，同时固体内部存在毛细管，那么因为毛细作用，液体会渗透到固体的内部。
知识点三、饱和汽与饱和汽压
1.汽化
1）汽化现象物质从液态变成气态的过程叫做汽化。
2）汽化有两种方式：蒸发和沸腾。
其比较如下表：
2. 饱和汽与饱和汽压
（1）饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽。没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽。
注意：液体处于动态平衡是指在一定时间内离开液体的分子数与进入液体的分子数相等。
（2）饱和汽压：在一定温度下，某种液体饱和汽的分子数密度一定，则压强一定，这个压强叫做这种液体饱和汽压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。
注意：饱和汽压是指某种液体蒸汽在真空空间内产生的压强；通常所说的饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压，与其他气体的压强无关。饱和汽压与温度和物质种类有关。
3. 空气的湿度
（1）空气的绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强叫做空气的绝对湿度。
（2）空气的相对湿度：空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压的比值叫做空气的相对湿度。即B＝（P1/P S）×100%
注意：空气的湿度是表示空气潮湿程度的物理量，但影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素，不是空气中水蒸气的绝对数量，而是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距。所以，与绝对湿度相比，相对湿度能更有效的描述空气的潮湿程度。
4、湿度计
（1）构造湿度计由两只完全相同的温度计构成.其中一只温度计为干泡温度计，另一只为湿
泡温度计。
（2）原理 .湿度计测量相对湿度的原理:由于湿泡温度计的感温泡包着棉纱，棉纱的下端浸在水中，水的蒸发而使湿泡温度计的温度示数总是低于干泡温度计的温度示数(气温)，这一温度差值跟水蒸发快慢(即当时的相对湿度)有关.根据两温度计的读数，从表或曲线上可查出空气的相对湿度。
知识点四、物态变化中的能量交换
1.物态变化:在物理学中，我们把物质从一种状态变化到另一种状态的过程，叫做物态变化。
附：
2、熔化热
（1）熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化；而从液态变成固态的过程叫凝固。
（2）熔化热：某种晶体熔化过程中所需的能量（Q）与其质量（m）之比叫做这种晶体
的熔化热。
用λ表示晶体的熔化热，则λ＝Q/m ，在国际单位中熔化热的单位是焦耳/千克（J/kg）。
注意：①晶体在熔化过程中吸收热量增大分子势能，破坏晶体结构，变为液态。所以熔
化热与晶体的质量无关，只取决于晶体的种类。
②一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等。
③非晶体在熔化过程中温度不断变化，所以非晶体没有确定的熔化热。
3. 汽化热
（1）汽化：物质从液态变成气态的过程叫汽化；而从气态变成液态的过程叫液化。
（2）汽化热：某种液体汽化成同温度的气体时所需要的能量（Q）与其质量（m）之比
叫这种物质在这一温度下的汽化热。用L表示汽化热，则L＝Q/m ，在国际单位制中汽化热的单位是焦耳/千克（J/kg）。
注意：①液体的汽化热与液体的物质种类、液体的温度、外界压强均有关。
②一定质量的物质，在一定的温度和压强下，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等。
〖解题示例〗
例1关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（）
A．单晶体具有各向异性
B．多晶体也具有各向异性
C．非晶体的各种物理性质，在各个方向上都是相同的
D．单晶体的各种物理性质，在各个方向上都是不同的
解析：具体到某种晶体，它可能只是某种物理性质各向异性较明显。如云母片就是导热性明显，方解石则是透光性明显。并不是任何一种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性，而是一种晶体往往只有某种物理性质具有明显的各向异性。
答案：AC
例2如图所示，食盐（NaCl）的晶体是由钠离子和氯离子组成的。这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离地交错排列着。已知食盐的摩尔质量为58.5g/mol，食盐的密度是2.2g/cm3。阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1。在食盐晶体中两相距最近的钠离子的中心点距离的数值最接近于（C）
A.3.0×10-8cm
B.3.5×10-8cm
C.4.0×10-8cm
D.5.0×10-8cm
解析：一个氯化钠分子体积为
=
()3
23
23
58.5
4.4310
2.2 6.010
cm
-
=?
??
从图中可看出，每个钠离子都由它相邻的8个小正立方体所共用，从图中可分析出每两个小正立方体只含有一个钠离子和一个氯离子，所以一个氯化钠分子的体积相当于图中两个正方体的体积，设每个小正立方体的边长为a，则有：2a3=V0。
设在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心点距离为d ，则d=a 2
∴323033)(1043.441.1222cm V a d -??===
=6.25×10-23（cm ）3
8410d cm -∴==? 即C 正确。 答案：C
例3下列有关表面张力的说法中，正确的是（ ） A.表面张力的作用是使液体表面伸张 B.表面张力的作用是使液体表面收缩
C.有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表面张力的缘故
D.用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故 答案BCD
例4．在某温度时，水蒸气的绝对气压为p=2.67×104
帕斯卡，此时的相对湿度为50% ，则此时的绝对湿度是多少饱和汽压为多大
解析：根据绝对湿度的定义可知：此时的绝对湿度为2.67×104
帕斯卡。
由相对湿度的定义公式B=(P/P S )×100%，可得
P S = P/B ×100%=5.34×104
Pa
答案：2.67×104
，5.34×104
例5铜制量热器小筒的质量是m 1=160克，装入m 2=200克t 1=20℃的水，向水里放进m 3=30克t 2=0℃的冰，冰完全熔化后水的温度是多少摄氏度？［铜的比热C 铜=3.9×102J ／（Kg ．K ）,冰的熔化热取λ=3.35×105 J/Kg ］
解析：设最后水的温度为t,水的比热C=4.2×103 J ／（Kg ．K ）由能量守恒可得：
m 3λ+ m
3
C(t- t
2
)= m
2
C(t
1
-t)+ m
1
C铜(t
1
-t)
代入数据求解得：t=7.8℃
答案：7.8℃
例6一电炉的功率P=200W，将质量m=240g的固体样品放在炉内，通电后的电炉内的温度变化如图所示。设全部电能转化为内能并全部被样品吸收，试问：该固体样品的熔点和熔化热为多大？
解析：样品的熔点为60℃。
熔化时间τ=2min，电流做功W=Pτ。
设样品的熔化热为λ，样品熔化过程中共吸
收热量Q=λm。
由W=Q，即Pτ=λm，得
答案：熔点是60℃，熔化热是1×105J/Kg
〖知识点填空〗
1、在下列固体中是晶体物质下面划上杠杠
石英、云母、明矾、食盐、雪花、铜玻璃、硫酸铜、松香、蜂蜡、橡胶、沥青
2、石墨和金刚石是由同种物质生成的不同微观结构的（），金刚石中原子间作用力比石墨的（），金刚石有很大的硬度。
3、与固体相比，液体具有流动性，说明液体分子间的相互作用力比固体分子间的相互作用力；在相同温度下，液体分子的扩散速度比固体分子的扩散速度
要。液体分子与的微观结构很相似，所以严格的所只有才是真正的固体。
4、液体与固体接触时，液体与固体的接触面而相互附着的现象叫做浸润。如果接触面趋于而不附着，则叫做不浸润。
5、液晶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（）性。
空气的绝对湿度：用空气中来表示的湿度。空气的相对湿度：水蒸气的实际气压与同温度水的（）汽压之比。
6、晶体的熔化热：某种晶体熔化过程中与其质量的比。一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量。
7、对于晶体来说，在熔化过程中，外界供给晶体的能量，是用来破坏晶体的分子结构，增加分子间的能，所以温度。
8、质量为m的液体，在某温度下汽化所需的能量为Q，则汽化热L
=，在国际单位制中汽化热的单位是焦尔/千克（J/Kg）。
提示：①液体的汽化热与液体的物质种类、液体的温度、外界压强均有关。②一定质量的物质，在一定的温度和压强下，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等。③同种液体在相同压强下，温度越高，汽化热。
〖训练题〗
1、如图所示，甲、乙两种薄片的表面分别涂有薄薄的一层石蜡，然后用烧热的钢针的针尖分别接触这两种薄片，接触点周围熔化了的石蜡的形状分别如图所示。对这两种薄片，下列说法正确的是（）
A．甲的熔点一定高于乙的熔点
B．甲片一定是晶体
C．乙片一定是非晶体
D．以上说法都错
2、关于晶体和非晶体，下面说法中正确的是
（）
A．具有规则的几何形状的物质必定是晶体
B．熔化过程中温度升高的可能是多晶体
C．同种物质，有晶体也有非晶体
D．将许多单晶体杂乱堆积在一起就变为非晶体了
3、关于液体表面的收缩趋势，正确的说法是( )
A．因为液体表面分子分布比内部密，所以有收缩趋势
B．液体表面分子分布和内部相同，所以有收缩趋势
C．因为液体表面分子分布比内部稀，所以有收缩趋势
D．液体表面分子受到与其接触的气体分子的斥力作用，使液体表面有收缩趋势
4、如图所示，对于液体在器壁附近发生弯曲的现象，下列说法中正确的是( )
A．表面层I内分子的分布比液体内部疏
B．表面层II内分子的分布比液体内部密
C．附着层I内分子的分布比液体内部密
D．附着层II内分子的分布比液体内部疏
5．下列说法中正确的是 ( )
A．冰在0°C时一定会熔化，因为0°C是冰的熔点
B．液体蒸发的快慢与液体温度的高低有关
C．0°C的水，其内能也为零
D．冬天看到嘴里吐出“白气”，这是汽化现象
6、湿度的说法中正确的是 ( )
A．绝对湿度大，相对湿度一定大
B．相对湿度是100%，表明在当时温度下，空气中水汽已达饱和状态C．相同温度下绝对湿度越大，表明空气中水汽越接近饱和
D．露水总是出现在夜间和清晨，是因为气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化的缘故
7、质量相同，温度都是0o C的水和冰的内能相比较正确的是（）
A．水的内能多，因为水凝结成冰时要放出热量，内能减少
B．冰的内能多，因为冰的密度比水的小，水凝结成冰时，体积是增大的，分子的势能是增大的
C．它们的内能是相等的，因为它们的温度相等
D．无法比较，因为它们的体积不一样
8、温度都是0o C水和冰混合时，以下说法正确的是（）
A．冰将熔化成水
B．水将凝固成冰
C．如果水比冰多的话，冰熔化；如果冰比水多的话，水结冰
D．都不变，冰水共存
9、某食堂的厨房内，温度是30℃，绝对湿度是P
1
=2.1×103帕，而这时室外温度是19℃，绝对湿度是P2=1.3×103帕。那么，厨房内外空气的相对湿度相差多少在厨房内感觉潮湿，还是在厨房外感觉潮湿（30℃时水的饱和汽压为P3=4.2×103帕，19℃时水的饱和汽压为P4=2.2×103帕）
10、冬季在菜窖里放上几桶水，可以使窖内的温度不致降低得很多，防止把菜冻坏。这是什么道理？如果在窖内放入m=200千克,t1=10℃的水，试计算这些水结成0℃的冰时放出的热量。这相当于燃烧多少千克干木柴所放出的热量？（木柴的燃烧值约为k=1.26×104KJ／kg，冰的熔化热取λ=3.35×105 J/Kg）
答案1.B，2、 C，3、C，4、ACD，5、B，6、 BCD，7、A，8、D
9．解析：厨房内的相对湿度
3
1
13
3
2.110
100%100%50%
4.210
P
B
P
?
=?=?=
?
厨房外的相对湿度
3
2
23
3
1.310
100%100%59%
2.210
P
B
P
?
=?=?=
?
厨房内外空气的相对湿度相差
2159%50%9%
B B B
?=-=-=
厨房外的相对湿度较大，即厨房外感觉潮湿。
答案：９%，厨房外感觉潮湿
10．解析：（1）因为水降温并结冰的过程中将放出热量，所以窖内温度不会太低。
（2）设这些水结成0℃的冰时放出的热量为Q,则
Q=mλ+mcΔt=200×3.35×105+200×4.2×103×10=7.54×107J
设燃烧M千克干木柴可以释放出这么多的热量
Q=Mk 即M=Q／k=7.54×107／1.26×107=6Kg
答案：7.54×107J ，6 Kg
八年级物理上册《物态变化》知识点总结
八年级物理上册《物态变化》知识点总结 物态变化 一、温度 温度：温度是用来表示物体冷热程度的物理量； 注：热的物体我们说它的温度高，冷的物体我们说它的温度低，若两个物体冷热程度一样，它们的温度也相同；我们凭感觉判断物体的冷热程度一般不可靠； 摄氏温度： 温度常用的单位是摄氏度，用符号“℃”表示； 摄氏温度的规定：把一个大气压下，冰水混合物的温度规定为0℃；把一个标准大气压下沸水的温度规定为100℃；然后把0℃和100℃之间分成100等份，每一等份代表1℃。 摄氏温度的读法：如“5℃”读作“5摄氏度”；“－20℃”读作“零下20摄氏度”或“负20摄氏度” 二、温度计 常用的温度计是利用液体的热胀冷缩的原理制造的； 温度计的使用： 使用前要：观察温度计的量程、分度值，并估测液体温度，不能超过温度计的量程 测量时，要将温度计的玻璃泡与被测液体充分接触，不能紧靠容器壁和容器底部；
读数时，玻璃泡不能离开被测液、要待温度计的示数稳定后读数，且视线要与温度计中液柱的上表面相平。 三、体温计 体温计：专门用来测量人体温的温度计； 测量范围：35℃～42℃；体温计读数时可以离开人体； 体温计的特殊构成：玻璃泡和直的玻璃管之间有极细的、弯的细管； 物态变化：物质在固、液、气三种状态之间的变化；固态、液态、气态在一定条件下可以相互转化。物质以什么状态存在跟物体的温度有关。 四、熔化和凝固 物质从固态变为液态叫熔化；从液态变为固态叫凝固。 熔化和凝固是互为可逆过程；物质熔化时要吸热；凝固时要放热； 固体可分为晶体和非晶体； 晶体：熔化时有固定温度的物质； 非晶体：熔化时没有固定温度的物质 晶体和非晶体的根本区别是：晶体有熔点，非晶体没有熔点；熔点：晶体熔化时的温度； 晶体熔化的条件：温度达到熔点；继续吸热；晶体凝固的条件：温度达到凝固点；继续放热； 同一晶体的熔点和凝固点相同；
固体物理复习_简述题
《固体物理》基本概念和知识点 第一章基本概念和知识点 1) 什么是晶体、非晶体和多晶？() 晶面有规则、对称配置的固体，具有长程有序特点的固体称为晶体；在凝结过程中不经过结晶(即有序化)的阶段，原子的排列为长程无序的固体称为非晶体。由许许多多个大小在微米量级的晶粒组成的固体，称为多晶。 2) 什么是原胞和晶胞？() 原胞是一个晶格最小的周期性单元，在有些情况下不能反应晶格的对称性； 为了反应晶格的对称性，选取的较大的周期单元，称为晶胞。 3) 晶体共有几种晶系和布拉伐格子？() 按结构划分，晶体可分为7大晶系, 共14布拉伐格子。 4) 立方晶系有几种布拉伐格子？画出相应的格子。() 立方晶系有简单立方、体心立方和面心立方三种布拉伐格子。 5) 什么是简单晶格和复式格子？分别举3个简单晶格和复式晶格的例子。() 简单晶格中，一个原胞只包含一个原子，所有的原子在几何位置和化学性质上是完全等价的。碱金属具有体心立方晶格结构；Au、Ag和Cu具有面心立方晶格结构，它们均为简单晶格 复式格子则包含两种或两种以上的等价原子，不同等价原子各自构成相同的简单晶格，复式格子由它们的子晶格相套而成。 一种是不同原子或离子构成的晶体，如：NaCl、CsCl、ZnS等；一种是相同原子但几何位置不等价的原子构成的晶体，如：具有金刚石结构的C、Si、Ge等 6) 钛酸钡是由几个何种简单晶格穿套形成的？() BaTiO在立方体的项角上是钡(Ba)，钛(Ti)位于体心，面心上是三组氧(O)。三组氧(OI，OII，3 OIII)周围的情况各不相同，整个晶格是由 Ba、 Ti和 OI、 OII、 OIII各自组成的简立方结构子晶格(共5个)套构而成的。 7) 为什么金刚石是复式格子？金刚石原胞中有几个原子？晶胞中有几个原子？() 金刚石中有两种等价的C原子，即立方体中的8个顶角和6个面的中心的原子等价，体对角线1/4处的C原子等价。金刚石结构由两套完全等价的面心立方格子穿套构成。金刚石属于面心立方格子，原胞中有2个C原子，单胞中有8个C原子。
高中物理选修3-3知识点整理
选修3—3考点汇编 1、物质是由大量分子组成的 （1）单分子油膜法测量分子直径 （2）1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=? （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：mol A M m N = b.分子体积：mol A V v N = c.分子数量：A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= === 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子 间有间隙，温度越高扩散越快 （2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点： 永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对 固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。 ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运 动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地
做无规则运动。 （3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标0r 距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，0r 的数量级为1010 -m ，相当于0r 位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不 计了 4、温度 宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。热力学温度与摄氏温度的关系：273.15T t K =+ 5、内能 ①分子势能 分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。（0r r =时分子势能最小） 当0r r >时，分子力为引力，当r 增大时，分子力做负功，分子势能增加 当0r r <时，分子力为斥力，当r 减少时，分子力做负功，分子是能增加 ②物体的内能 物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。（理想气体的内能只取决于温度） ③改变内能的方式
材料科学概论考点总结
材料科学概论考点总结
1·材料: 材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质(Materials is the stuff from which a thing is made for using.) 2·材料的分类及类型: 按服役领域分类：结构材料 (受力，承载)，功能材料 (半导体，超导体以及光、电、声、磁等) 按化学组成分：金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料 按材料尺寸分：零维材料，一维材料，二维材料，三维材料 按结晶状态分：晶态材料，非晶态材料，准晶态材料 3·材料科学：是一门以实体材料为研究对象，以固体物理，热力学，动力学，量子力学，冶金，化工为理论基础的交叉型应用基础学科。4·材料的发展要素：材料的成分、组织结构、合成加工、性质与使用性能5·材料的力学性能：弹性模量，强度，塑性，断裂韧性，硬度 6·塑性变形：材料在外力作用下产生去除外力后不能恢复原状的永久性变形称为塑性变形。塑性变形具有不可逆性 7·能带：满带，空带，价带，禁带 8·磁性的分类： 磁滞回线： H c ：矫顽力 H m ：饱和磁场强度 B r ：剩余磁感应强度 B s ：饱和磁感应强度 9·不同材料的热导率特性：金属材料有很高的热导率，无机陶瓷或其它绝缘材料热导率较低，半导体材料的热传导，高分子材料热导率很 低 10·固溶体：合金的组元以不同的比例相互混合混合后形成的固相的晶体结构与组成合金的某一组元的相同这种相就称为固溶体. 11·断裂韧度：是衡量材料在裂纹存在的情况下抵抗断裂的能力 12·影响断裂失效的因素： （1）材料机械性能的影响 （2）零件几何形状的影响 （3）零件应力状态的影响 （4）加工缺陷的影响 （5）装配、检验产生缺陷的影响 13·穿晶断裂：裂纹在晶粒内部扩展，并穿过晶界进入相邻晶粒继续扩展直至断裂
初二物理物态变化知识点以及试题
物态变化知识点 1 温度和温度计: 温度：物体的冷热程度叫温度. 温度计：用来测量温度的仪器. 2 摄氏温度的规定：规定冰水混合物的温度为0℃，一标准大气压下沸水的 温度为100℃，0℃到100℃之间分成100等分，每一分就是摄氏1℃. * 摄氏温度的单位为摄氏度，用℃表示。 3 绝对零度：宇宙中的温度下限－273℃，叫绝对零度。 4 热力学温度：以绝对零度为起点的温度叫热力学温度。单位：开尔文 K 5 热力学温度与摄氏温度的转换：T=t+273K t=T-273℃ 6 体温计的温度围：35℃-42℃ 结构特点：玻璃泡容积比玻璃管大，并在玻璃泡上方有一个非常 细的缩口。(它可以使上升的水银不能自动回落到玻璃泡) 最小单位: 0.1℃ 注意事项: 每次使用前要先甩，使玻璃管的水银回落到玻璃泡 7 温度使用应注意： 1 选择合适的温度计。 1选 2 看温度的最小刻度值 2看 3 测量时温度计的玻璃泡与被测物充分接触，且不能离开被测物， 等到温度计的示数稳定后再读数。 3测(量) 4 测量时温度计的玻璃泡不能接触到容器壁及容器底。 4 壁 5 读数时视线要与液柱的上表面相平。 5 读 8 物态变化：物质由一种状态变成另一种状态的过程。 9 物质的三态：气态、液态和固态。 10 晶体和非晶体的区分标准是：晶体有固定熔点，而非晶体没有固定的熔 点常见的晶体有：冰、食盐、萘、各种金属、海波、石英等 常见的非晶体有：松香、玻璃、蜡、沥青等 11 熔化：物质从固态变成液态的过程。要吸热 凝固：物质从液态变成固态的过程。要放热 12 熔点：晶体熔化时的温度叫熔点。凝固点：液体凝固成晶体时的温度 同一物质的熔点和凝固点是相等的。
材料科学基础知识点
材料科学基础 第零章材料概论 该课程以金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料为对象，从材料的电子、原子尺度入手，介绍了材料科学理论及纳观、微观尺度组织、细观尺度断裂机制及宏观性能。核心是介绍材料的成分、微观结构、制备工艺及性能之间的关系。 主要内容包括：材料的原子排列、晶体结构与缺陷、相结构和相图、晶体及非晶体的凝固、扩散与固态相变、塑性变形及强韧化、材料概论、复合材料及界面，并简要介绍材料科学理论新发展及高性能材料研究新成果。 材料是指：能够满足指定工作条件下使用要求的，就有一定形态和物理化学性状的物质。 按基本组成分为：金属、陶瓷、高分子、复合材料 金属材料是由金属元素或以金属元素为主，通过冶炼方法制成的一类晶体材料，如Fe、
Cu、Ni等。原子之间的键合方式是金属键。陶瓷材料是由非金属元素或金属元素与非金属元素组成的、经烧结或合成而制成的一类无机非金属材料。它可以是晶体、非晶体或混合晶体。原子之间的键合方式是离子键，共价键。 聚合物是用聚合工艺合成的、原子之间以共价键连接的、由长分子链组成的髙分子材料。它主要是非晶体或晶体与非晶体的混合物。原子的键合方式通常是共价键。 复合材料是由二种或二种以上不同的材料组成的、通过特殊加工工艺制成的一类面向应用的新材料。其原子间的键合方式是混合键。 材料选择： 密度 弹性模量:材料抵抗变形的能力 强度:是指零件承受载荷后抵抗发生破坏的能力。 韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力功能成本
结构(Structure) 性质(Properties) 加工(Processing) 使用性能(Performance) 在四要素中，基本的是结构和性能的关系，而“材料科学”这门课的主要任务就是研究材料的结构、性能及二者之间的关系。 宏观结构←显微镜下的结构←晶体结构←原子、电子结构 重点讨论材料中原子的排列方式（晶体结构）和显微镜下的微观结构（显微组织）的关系。以及有哪些主要因素能够影响和改变结构，实现控制结构和性能的目的。 第一章材料结构的基本知识 1.引言 材料的组成不同，性质就不同。 同种材料因制备方法不同，其性能也不同。这是与材料的内部结构有关：原子结构、原子键合、原子排列、显微组织。 原子结构 主量子数n
人教版高中物理选修3-5知识点总结
选修3-5知识梳理 一．量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ （一）量子论 1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。 2.量子论的主要内容： ①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。 ②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。 3.量子论的发展 ①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。 ②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。 ③到1925年左右，量子力学最终建立。 4.量子论的意义 ①与量子论等一起，引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。 ②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘，深刻改变了人们对整个物质世界的认识。 ③量子论成功的揭示了诸多物质现象，如光量子论揭示了光电效应 ④量子概念是一个重要基石，现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。 量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论的基础上发展起来的量子论学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。 （二）黑体和黑体辐射
1．热辐射现象 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。 这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 ①.物体在任何温度下都会辐射能量。 ②.物体既会辐射能量，也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。 辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。 实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。 2.黑体 物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射 来的能量的本领。 黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的 物体。 3．实验规律： 1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加； 2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 二．光电效应光子说光电效应方程Ⅰ 1、光电效应
八年级上册物理《物态变化》熔化和凝固-知识点总结
熔化和凝固 有疑问的题目请发在“51加速度学习网”上，让我们来为你解答 51加速度学习网整理 一、本节学习指导 本节中需要记忆的知识实在是太多，希望同学们勤奋些，当然理科的记忆不像文科那样可以的去背什么，而是多带着探索理解性去记忆。本节特别要注意晶体、非晶体的融化、凝固的异同。还要小心别把“熔化”写成“融化”。 二、知识要点 1、物态变化 通常情况下，物质存在的形态有固态、液态和气态。物质的三种状态在一定条件下可以相互转化，这样变化称为物态变化。 注：物态变化时，既要关注温度的变化，又要关注吸收或放出热量的情况。 2、固体的分类 （1）晶体：有确定的熔化温度（熔点）。如海波、冰、食盐、萘、石英各种金属等。（2）非晶体：没有固定的熔化温度（无熔点）。如蜡、松香、玻璃、沥青等。 注：判断晶体和非晶体的关键是，看物体有没有固定的熔点，晶体有一定的熔点，而非晶体没有，初中考得最多的非晶体是：玻璃、蜡烛的蜡。 3、熔化【重点】 （1）熔化：物质从固态变成液态的过程叫做熔化。熔化的过程需要吸热。 注：融化是一个持续的过程，而不是一个结果，比如冰化成水这个过程，我们说冰在融化，这个过程是吸热过程，好比冰需要吸收热量才能融化一样。 （2）熔化现象：春天“冰雪消融”，炼钢炉中将铁化成“铁水”。 （3）熔化规律： ①晶体在熔化过程中，要不断地吸热，但温度保持在熔点不变。 ②非晶体在熔化过程中，要不断地吸热，且温度不断升高。 注：在遇到这种曲线图时我们要会从中读出信息。我们一起来看上面两个图，图1是晶体熔化的折线图，纵向表示温度，横向表示加热时间。我们的曲线起点并没有从0开始，因为物体本身在加热前就有一定的温度，当温度达到48℃时，呈水平直线，说明在这段时间物体的温度恒定，达到熔点，后来温度继续升高，说明开始汽化。图2是非晶体的融化，蜡的温度在不断的升高，却始终在慢慢融化。 例：晶体的熔化图像（ABCD段）和晶体的凝固图像（DEFG） 分析： AB：固态（吸热升温） BC：固液共存（熔化过程，温度不变，继续吸热） CD：液态（吸热升温） DE：液态（放热降温） EF：固液共存（凝固过程，温度不变，继续放热）
中国科学院大学考研《固体物理》考试大纲知识分享
中国科学院大学考研《固体物理》考试大 纲
中国科学院大学考研《固体物理》考试大纲 本《固体物理》考试大纲适用于中国科学院凝聚态物理及相关专业的硕士研究生入学考试。固体物理学是研究固体的微观结构、物理性质，以及构成物质的各种粒子的运动规律的学科，是凝聚态物理的最大分支。本科目的考试内容包括晶体结构、晶格振动、能带理论和金属电子论等。要求考生深入理解其基本概念，有清楚的物理图象，熟练掌握基本的物理方法，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 一、考试形式 (一)闭卷，笔试，考试时间180分钟，试卷总分150分 (二)试卷结构 第一部分：简答题，共50分 第二部分：计算题、证明题，共100分 二、考试内容 (一)晶体结构 1、单晶、准晶和非晶的结构上的差别 2、晶体中原子的排列特点、晶面、晶列、对称性 3、简单的晶体结构，二维和三维晶格的分类 4、倒易点阵和布里渊区 5、 X射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子 (二) 固体的结合 1、固体结合的基本形式
2、共价晶体，金属晶体，分子晶体与离子晶体，范德瓦尔斯结合，氢键，马德隆常数 (三) 晶体中的缺陷和扩散 1、晶体缺陷：线缺陷、面缺陷、点缺陷 2、扩散及微观机理 3、位错的物理特性 4、离子晶体中的点缺陷和离子性导电 (四) 晶格振动与晶体的热学性质 1、一维链的振动：单原子链、双原子链、声学支、光学支、色散关系 2、格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似 3、固体热容：爱因斯坦模型、德拜模型 4、非简谐效应：热膨胀、热传导 5、中子的非弹性散射测声子能谱 (五) 能带理论 1、布洛赫定理 2、近自由电子模型 3、紧束缚近似 4、费密面、能态密度和能带的特点 5、表面电子态 (六) 晶体中电子在电场和磁场中的运动 1、恒定电场作用下电子的运动 2、用能带论解释金属、半导体和绝缘体，以及空穴的概念
高中物理选修3-3知识点归纳
选修3-3知识点归纳 2017-11-15 一、分子动理论 1、物体是由大量分子组成：阿伏伽德罗第一个认识到物体是由 分子组成的。 ①分子大小数量级10-10m ②A N M m 摩分子=(对固体液体气体) A N V V 摩分子=(对固体和液体) 摩摩物物V M V m ==ρ 2、油膜法估测分子的大小： ①S V d 纯油酸=，V 为纯油酸体积，而不能是油酸溶液体积。 ②实验的三个假设（或近似）：分子呈球形；一个一个整齐地紧密排列；形成单分子层油膜。 3、分子热运动： ①物体内部大量分子的无规则运动称为热运动，在电子显微镜才能观察得到。 ②扩散现象和布朗运动证实分子永不停息作无规则运动，扩散现象还说明了分子间存在间隙。 ③布朗运动是固体小颗粒在液体或气体中的运动，反映了液体分子或气体分子无规则运动。颗粒越小、 温度越高，现象越明显。从阳光中看到教室中尘埃的运动不是布朗运动。 4、分子力： ①分子间同时存在引力和斥力，都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，斥力总比引力变化得快。 ②当r=r 0=10-10m 时，引力=斥力，分子力为零；当r>r 0，表现为引力；当r 半导体物理知识点总结 本章主要讨论半导体中电子的运动状态。主要介绍了半导体的几种常见晶体结构，半导体中能带的形成，半导体中电子的状态和能带特点，在讲解半导体中电子的运动时，引入了有效质量的概念。阐述本征半导体的导电机构，引入了空穴散射的概念。最后，介绍了Si、Ge和GaAs的能带结构。 在1.1节，半导体的几种常见晶体结构及结合性质。（重点掌握）在1.2节，为了深入理解能带的形成，介绍了电子的共有化运动。介绍半导体中电子的状态和能带特点，并对导体、半导体和绝缘体的能带进行比较，在此基础上引入本征激发的概念。（重点掌握）在1.3节，引入有效质量的概念。讨论半导体中电子的平均速度和加速度。（重点掌握）在1.4节，阐述本征半导体的导电机构，由此引入了空穴散射的概念，得到空穴的特点。（重点掌握）在1.5节，介绍回旋共振测试有效质量的原理和方法。（理解即可）在1.6节，介绍Si、Ge的能带结构。（掌握能带结构特征）在1.7节，介绍Ⅲ-Ⅴ族化合物的能带结构，主要了解GaAs的能带结构。（掌握能带结构特征）本章重难点： 重点： 1、半导体硅、锗的晶体结构（金刚石型结构）及其特点； 三五族化合物半导体的闪锌矿型结构及其特点。 2、熟悉晶体中电子、孤立原子的电子、自由电子的运动有何不同：孤立原子中的电子是在该原子的核和其它电子的势场中运动，自由电子是在恒定为零的势场中运动，而晶体中的电子是在严格周期性重复排列的原子间运动（共有化运动），单电子近似认为，晶体中的某一个电子是在周期性排列且固定不动的原子核的势场以及其它大量电子的平均势场中运动，这个势场也是周期性变化的，而且它的周期与晶格周期相同。 3、晶体中电子的共有化运动导致分立的能级发生劈裂，是形成半导体能带的原因，半导体能带的特点： ①存在轨道杂化，失去能级与能带的对应关系。杂化后能带重新分开为上能带和下能带，上能带称为导带，下能带称为价带②低温下，价带填满电子，导带全空，高温下价带中的一部分电子跃迁到导带，使晶体呈现弱导电性。 第四章物态变化知识点 一、温度： 1、温度：表示物体冷热程度； 2、摄氏温度： （1）温度常用的单位是摄氏度，用符号℃表示； （2）摄氏温度的规定：冰水混合物的温度规定为0℃；把一个标准大气压下，沸水的温度规定为100℃；然后把0℃和100℃之间分成100等份，每一等份代表1℃。 （3）摄氏温度的读法：如“5℃”读作“5摄氏度”；“－20℃”读作“零下20摄氏度”或“负20摄氏度” 二、温度计 1、常用的温度计是利用液体的热胀冷缩的原理制造的； 2、温度计的使用： （1）使用前：观察温度计的量程、分度值（每个小刻度表示多少温度），并估测液体的温度，不能超过温度计的量程（否则会损坏温度计） （2）测量时，要将温度计的玻璃泡完全浸入被测液体，不能接触容器壁或容器底； （3）读数时，玻璃泡不能离开被测液体。要待温度计的示数稳定后读数，且视线要与温度计的液柱的上表面相平。 三、体温计： 1、用途：专门用来测量人体体温的； 2、测量范围：35℃～42℃；分度值为0.1℃； 3、体温计读数时可以离开人体； 4、体温汁有特殊的设计，即在玻璃泡和直玻璃管之间有缩口。每次使用前都要将体温计甩几下。其他温度计不能甩。 四、物态变化： 任何一种物质都有三种状态：固态、液态、气态。在一定温度条件下可以相互转化。 五、固体可分为晶体和非晶体； （1）、晶体：有固定的熔化温度（即熔点）的物质； 非晶体：没有固定的熔化温度的物质；沥青，石蜡，松香，玻璃这四种是非晶体。（熔点：晶体熔化时的温度。） （2）、晶体和非晶体的根本区别是：晶体有熔点（熔化时温度不变，要继续吸热），非晶体没有熔点（熔化时温度不断升高，要继续吸热）； ( 3 )、晶体熔化的条件： ○1温度达到熔点；○2继续吸热 ( 4 )、晶体凝固的条件：○1温度达到凝固点；○2继续放热； ( 5 )、同一晶体的熔点和凝固点相同； ( 6 )、晶体的熔化、凝固曲线： （1）AB 段物体为固体，吸热温度升高； （2）B 点为固态，物体温度达到熔点（50℃），开 第一类知识点 1. 大量微观粒子的无规则运动称作物质的热运动. 2. 宏观物理量是微观物理量的统计平均值. 3. 熵增加原理可表述为：系统经绝热过程由初态变到终态，它的熵永不减小.系统经可逆绝热过程后熵不变. 系统经不可逆绝热过程后熵增加. 孤立系中所发生的不可逆过程总是朝着熵增加的方向进行. 4. 在某一过程中，系统内能的增量等于外界对系统所做的功与系统从外界吸收的热量之和. 5. 在等温等容条件下，系统的自由能永不增加. 在等温等压条件下，系统的吉布斯函数永不增加. 6. 理想气体的内能只是温度的函数，与体积无关，这个结论称为焦耳定律. 7. V S S p V T ??? ????-=??? ???? 8. V T T p V S ??? ????=??? ???? 9. p S S V P T ??? ????=??? ???? 10. p T T V P S ??? ????-=??? ???? 11. pdV TdS dU -= 12. Vdp TdS dH += 13. pdV SdT dF --= 14. Vdp SdT dG +-= 15. 由pdV TdS dU -=可得，V S U T ??? ????= 16. 由Vdp TdS dH +=可得，S p H V ???? ????= 17. 单元复相系达到平衡所要满足的热平衡条件为各相温度相等. 18. 单元复相系达到平衡所要满足的力学平衡条件为各相压强相等. 19. 单元复相系达到平衡所要满足的相变平衡条件为各相化学势相等. 20. 对于一级相变，在相变点两相的化学势相等.在相变点两相化学势的一阶偏导数不相等. 21. 对于二级相变，在相变点两相的化学势相等.在相变点两相化学势的一阶偏导数相等.在相变点两相化学势的二阶偏导数不相等. 初二物理物态变化知识点总结 1温度：物体的冷热程度叫温度 2摄氏温度：把冰水混合物的温度规定为0度，把1标准大气压下沸水的温度规定为100度。 3温度计 （1）原理：液体的热胀冷缩的性质制成的 （2）构造：玻璃壳、毛细管、玻璃泡、刻度及液体 （3）使用：使用温度计以前，要注意观察量程和认清分度值 4.使用温度计做到以下三点 ①温度计与待测物体充分接触 ②待示数稳定后再读数 ③读数时，视线要与液面上表面相平，温度计仍与待测物体紧密接触 5.体温计，实验温度计，寒暑表的主要区别 构造量程分度值用法 体温计玻璃泡上方有缩口35—42℃0.1℃①离开人体读数 ②用前需甩 实验温度计无—20—100℃1℃不能离开被测物读数，也不能甩 寒暑表无—30—50℃1℃同上 6.熔化和凝固 物质从固态变成液态叫熔化，熔化要吸热 物质从液态变成固态叫凝固，凝固要放热 7.熔点和凝固点 （1）固体分晶体和非晶体两类 （2）熔点：晶体都有一定的熔化温度，叫熔点 （3）凝固点：晶体者有一定的凝固温度，叫凝固点 同一种物质的凝固点跟它的熔点相同 8.物质从液态变为气态叫汽化，汽化有两种不同的方式：蒸发和沸腾，这两种方式都要吸热 9.蒸发现象 （1）定义：蒸发是液体在任何温度下都能发生的，并且只在液体表面发生的汽化现象（2）影响蒸发快慢的因素：液体温度高低，液体表面积大小，液体表面空气流动的快慢 10.沸腾现象 （1）定义：沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象 （2）液体沸腾的条件：①温度达到沸点②继续吸收热量 11.升华和凝华现象 （1）物质从固态直接变成气态叫升华，从气态直接变成固态叫凝华 （2）日常生活中的升华和凝华现象（冰冻的湿衣服变干，冬天看到霜） 晶格(定义)：理想晶体具有长程有序性，在理想情况下，晶体是由全同的原子团在空间无限重复排列而构成的。晶体中原子排列的具体形式称之为晶格，原子、原子间距不同，但有相同排列规则，这些原子构成的晶体具有相同的晶格；由等同点系所抽象出来的一系列在空间中周期排列的几何点的集合体空间点阵；晶格是属于排列方式范畴，而空间点阵是属于晶格周期性几何抽象出来的东西。 晶面指数：晶格所有的格点应该在一簇相互平行等距的平面，这些平面称之为晶面。将一晶面族中不经过原点的任一晶面在基矢轴上的截距分别是u、v、w，其倒数比的互质的整数比就是表示晶面方向的晶面指数，一般说来，晶面指数简单的晶面，面间距大，容易解理。Miller 指数标定方法：1)找出晶面系中任一晶面在轴矢上的截距；2)截距取倒数；3)化为互质整数，表示为(h,k,l)。注意：化互质整数时，所乘的因子的正、负并未限制，故[100]和[100]应视为同一晶向。 晶向指数：从该晶列通过轴矢坐标系原点的直线上任取一格点，把该格点指数化为互质整数，称为晶向指数，表示为[h,k,l]。要弄清几种典型晶体结构中(体心、面心和简单立方)特殊的晶向。 配位数： 在晶体学中，晶体原子配位数就是一个原子周围最近邻原子的数目，是用以描写晶体中粒子排列的紧密程度物理量。将组成晶体的原子看成钢球，原子之间通过一定的结构结合在一起，形成晶格；所谓堆积比就是组成晶体的原子所占体积与整个晶体结构的体积之比，也是表征晶体排列紧密程度的物理量。密堆积结构的堆积比最大。 布拉格定律： 假设：入射波从晶体中平行平面作镜面反射，每一各平面反射很少一部分辐射，就像一个轻微镀银的镜子，反射角等于入射角，来自平行平面的反射发生干涉形成衍射束。(公式)。其中：n为整数，称为反射级数；θ为入射线或反射线与反射面的夹角，称为掠射角，由于它等于入射线与衍射线夹角的一半，故又称为半衍射角，把2θ称为衍射角。当间距为d的平行晶面，入射线在相邻平行晶面反射的射线行程差为2dsinθ，当行程差等于波长的整数倍时，来自相继平行平面的辐射就发生相长干涉，根据图示，干涉加强的条件是：，这就是所谓布拉格定律，布拉格定律成立的条件是波长λ≤2d。 布拉格定律和X射线衍射产生条件之间的等价性证明 假设：若X射线光子弹性散射，光子能量守恒，出射束频率：入射束频率： 2dSinθ= nλ Hω ω'= ck' ω= ck因此，有散射前后波矢大小相等k’=k 和k’2=k2根据X射线衍射产生条件得到(k’-k)=G 及k+G=k’两个等式；第二个式子两边平方并化简得到：2k.G+G2=0;将G用-G替换得到2k.G＝G2也成立；因此得到了四个等价式子：；k+G=k’；2k.G+G2=0;以及2k.G＝G2上面说明了X衍射产生条件的四个表达式等价性；下面就进一步证明布拉格定律与X射线衍射产生条件等价：证明：由 可以推出: 即可以得到即： 即：，命题得证 布里渊区定义 为维格纳-赛茨原胞(Wigner-Seitz Cell)。任选一倒格点为原点，从原点向它的第一、第二、第三……近邻倒格点画出倒格矢，并作这些倒格矢的中垂面，这些中垂面绕原点所围成的多面体称第一B.Z，它即为倒易间的Wigner-Seitz元胞，其“体积”为Ω※＝b1·(b2×b3)布里渊区边界上波矢应该满足的方程形式为(公式) 因此，布里渊区实际上包括了所有能在晶体上发生布拉格反射的波的波矢k。 范德华耳斯－伦敦相互作用 答：对于组成晶体的原子，尤其是惰性气体原子，由于原子电子云是瞬间变化的，因此各个原子电子云间存在互感偶极矩，这种互感偶极矩将原子之间联系在一起形成晶体。也就是通过互感偶极矩作用即耦合作用后比没有耦合作用时要来得低，这种由于原子之间互感偶极矩所产生的相互吸引作用称之为范德华耳斯－伦敦相互作用 离子晶体中存在的相互作用： ? 异号离子间的静电吸引相互作用(主要组成部分)? 同号离子间的静电排斥相互作用(主要组成部分)? 对于具有惰性气体电子组态的离子，他们之间排斥作用有类似于惰性气体原子间的排斥相互作用? 存在很小部分的吸引性相互作用的范德华耳斯作用(大约占1％～2％)离子晶体中，吸引性相互作用的范德华耳斯部分对于晶体内聚能贡献比较小，大约1％～2％范德华耳斯相互作用是一种互感偶极相互作用，只要存在正负中心不重合的偶极子，就会存在这种相互作用，只是在离子晶体中，这种相互作用较小。 《固体物理》基础知识训练题及其参考答案 说明：本内容是以黄昆原著、韩汝琦改编的《固体物理学》为蓝本，重点训练读者在固体物理方面的基础知识，具体以19次作业的形式展开训练。 第一章 作业1： 1.固体物理的研究对象有那些？ 答：（1）固体的结构；（2）组成固体的粒子之间的相互作用与运动规律；（3）固体的性能与用途。 2.晶体和非晶体原子排列各有什么特点？ 答：晶体中原子排列是周期性的，即晶体中的原子排列具有长程有序性。非晶体中原子排列没有严格的周期性，即非晶体中的原子排列具有短程有序而长程无序的特性。 3.试说明体心立方晶格，面心立方晶格，六角密排晶格的原子排列各有何特点？试画图说明。有那些单质晶体分别属于以上三类。 答：体心立方晶格：除了在立方体的每个棱角位置上有1个原子以外，在该立方体的体心位置还有一个原子。常见的体心立方晶体有：Li，Na，K，Rb，Cs，Fe等。 面心立方晶格：除了在立方体的每个棱角位置上有1个原子以外，在该立方体每个表面的中心还都有1个原子。常见的面心立方晶体有：Cu, Ag, Au, Al等。 六角密排晶格：以ABAB形式排列，第一层原子单元是在正六边形的每个角上分布1个原子，且在该正六边形的中心还有1个原子；第二层原子单元是由3个原子组成正三边形的角原子，且其中心在第一层原子平面上的投影位置在对应原子集合的最低凹陷处。常见的六角密排晶体有：Be，Mg，Zn，Cd等。 4.试说明, NaCl，金刚石，CsCl, ZnS晶格的粒子排列规律。 答：NaCl：先将错误!未找到引用源。两套相同的面心立方晶格，并让它们重合，然后，将一套晶格沿另一套晶格的棱边滑行1/2个棱长，就组成Nacl晶格； 金刚石：先将碳原子组成两套相同的面心立方体，并让它们重合，然后将一套晶格沿另一套晶格的空角对角线滑行1/4个对角线的长度，就组成金刚石晶格； Cscl:：先将错误!未找到引用源。组成两套相同的简单立方，并让它们重合，然后将一套晶格沿另一套晶格的体对角线滑行1/2个体对角线的长度，就组成Cscl晶格。 ZnS：类似于金刚石。 热学知识点复习→制作人：湄江高级中学：吕天鸿 一、固、液、气共有性质 1、组成物质的分子永不停息、无规则运动。温度T越高，运动越激烈，分子平均动能。 注意：对于理想气体，温度T还决定其内能的变化。 扩散现象：相互渗透的反应 2、分子运动的表现 布朗运动：看不见的固体小颗粒被分子不平衡碰撞，颗粒越大，运动越 3、分子间同时存在引力与斥力，且都随着分子间距r的增加而。 (1)分子力的合力F表现：是为F引还是F斥？看间距与分界点r0关系，看下图 当r=r0时,F引=F斥,分子力为0; 当r>r0时,F引>F斥,分子力表现为 当r 非晶体：无确定的熔点。 → 物理性质：各向同性。原子排列：无规则 2,、同一种物质可能以晶体与非晶体两种不同形态出现。如碳形成的金刚石与石墨 3、有些晶体与非晶体可以相互转化。 4、常考晶体有：金刚石与石墨、石英、云母、食盐。常考非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香。 三、热力学定律→研究高考对象为→主要还是理想气体 1、热力学第一定律：ΔU =W+Q 表达式中正、负号法则:如下图 2、气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度,当温度变化时,气体的内能变化,当体积变化时,气体将伴随着做功,解题时要掌握气体变化过程的特点: (1)等温过程:内能不变,即ΔU=0。温度T ↑，则内能增加，ΔU >0 (2)等容过程:W=0。若体积V ↑，则气体对外界做功，W 取“—”负号计算。反之亦然 (3)绝热过程:Q=0。 3、再次强调：温度T 决定分子平均动能的变化。也决定理想气体的内能变化 四、气体实验定律→ 理想气体→P 、V 、T=t 0c+273 三个物理量关系 1、三条特殊线 （等温线：P 1V 1=p 2V 2 ） 2、液体柱模型 （1）明确点：P 液=egh 一般不用。当液体为汞时，大气压以 为单位时，高为h cm 时，P 液=h .计算气 固体物理重要知识点总结 晶体：是由离子，原子或分子（统称为粒子）有规律的排列而成的，具有周期性和对称性非晶体：有序度仅限于几个原子，不具有长程有序性和对称性点阵：格点的总体称为点阵晶格：晶体中微粒重心，周期性的排列所组成的骨架，称为晶格格点：微粒重心所处的位置称为晶格的格点（或结点）晶体的周期性和对称性：晶体中微粒的排列按照一定的方式不断的做周期性重复，这样的性质称为晶体结构的周期性。晶体的对称性指晶体经过某些对称操作后，仍能恢复原状的特性。（有轴对称，面对称，体心对称即点对称）密勒指数：某一晶面分别在三个晶轴上的截距的倒数的互质整数比称为此晶面的密勒指数配位数：可用一个微粒周围最近邻的微粒数来表示晶体中粒子排列的紧密程度，称为配位数致密度：晶胞内原子所占体积与晶胞总体积之比称为点阵内原子的致密度固体物理学元胞：选取体积最小的晶胞，称为元胞：格点只在顶角，内部和面上都不包含其他格点，整个元胞只含有一个格点：元胞的三边的平移矢量称为基本平移矢量（或者基矢）；突出反映晶体结构的周期性元胞:体积通常较固体物理学元胞大；格点不仅在顶角上，同时可以在体心或面心上；晶胞的棱也称为晶轴，其边长称为晶格常数,点阵常数或晶胞常数；突出反映晶体的周期性和对称性。布拉菲格子：晶体由完全相同的原子组成，原子与晶格的格点相重合而且每个格点周围的情况都一样复式格子：晶体由两种或者两种以上的原子构成，而且每种原子都各自构成一种相同的布拉菲格子，这些布拉菲格子相互错开一段距离，相互套购而形成的格子称为复式格子，复式格子是由若干相同的布拉菲格子相互位移套购而成的声子：晶格简谐振动的能量 化，以hv l来增减其能量，hv l就称为晶格振动能量的量子叫声子非简谐效应：在晶格振动势能中考虑了δ2以上δ高次项的影响，此时势能曲线能是非对称的，因此原子振动时会产生热膨胀与热传导点缺陷的分类：晶体点缺陷：①本征热缺陷：弗伦克尔缺陷，肖脱基缺陷②杂质缺陷：置换型，填隙型③色心④极化子布里渊区：在空间中倒格矢的中垂线把空间分成许多不同的区域，在同一区域中能量是连续的，在区域的边界上能量是不连续的，把这样的区域称为布里渊区 爱因斯坦模型在低温下与实验存在偏差的根源是什么？ 答：按照爱因斯坦温度的定义，爱因斯坦模型的格波的频率大约为1013Hz，属于光学支频率，但光学格波在低温时对热容的贡献非常小，低温下对热容贡献大的主要是长声学格波，也就是说爱因斯坦没考虑声学波对热容的贡献是爱因斯坦模型在低温下与实验存在偏差的根源。 陶瓷中晶界对材料性能有很大的影响，试举例说明晶界的作用 答：晶界是一种面缺陷，是周期性中断的区域，存在较高界面能和应力，且电荷不平衡，故晶界是缺陷富集区域，易吸附或产生各种热缺陷和杂质缺陷，与体内微观粒子（如电子）相比，晶界微观粒子所处的能量状态有明显差异，称为晶界态。 在半导体陶瓷，通常可以通过组成，制备工艺的控制，使晶界中产生不同起源的受主态能级，在晶界产生能级势垒，显著影响电子的输出行为，使陶瓷产生一系列的电功能特性（如PTC特性，压敏特性，大电容特性等）。这种晶界效应在半导体陶瓷的发展中得到了充分的体现和应用。 从能带理论的角度简述绝缘体，半导体，导体的导电或绝缘机制 高中物理选修3-2知识点总结 第一章 电磁感应 1．两个人物：a.法拉第：磁生电 b.奥期特：电生磁 2．产生条件：a.闭合电路 b.磁通量发生变化 注意：①产生感应电动势的条件是只具备 b ②产生感应电动势的那部分导体 相当于电源。 ③电源内部的电流从负极流向正 极。 3．感应电流方向的叛定： (1).方法一：右手定则 (2).方法二：楞次定律：（理解四种阻碍） ①阻碍原磁通量的变化（增反减同） ②阻碍导体间的相对运动（来拒去留） ③阻碍原电流的变化（增反减同） ④面积有扩大与缩小的趋势（增缩减扩） 4. 感应电动势大小的计算： (1).法拉第电磁感应定律： a.内容： b.表达式：t n E ??? =φ (2).计算感应电动势的公式 ①求平均值：t n E ??? =φ_ ②求瞬时值：E=BLV (导线切割类) ③法拉第电机：ω2 2 1BL E = ④闭合电路殴姆定律：)r （R I E +=感 5．感应电流的计算： 平均电流：t r R r R E I ?+?=+= )(_ φ 瞬时电流：r R BLV r R E I +=+= 6．安培力计算： (1)平均值： t BLq t r ）（R BL L I B F ?=?+?= =φ_ _ (2). 瞬时值：r R V L B BIL F +==22 7．通过的电荷量：r R q t I +?= - = ??φ 注意：求电荷量只能用平均值，而不 能用瞬时值。 8．互感： 由于线圈A 中电流的变化，它产生的磁通量发生变化，磁通量的变化在线圈B 中 激发了感应电动势。这种现象叫互感。 9．自感现象： （1）定义：是指由于导体本身的电流发 生变化而产生的电磁感应现象。 （2）决定因素： 线圈越长, 单位长度上的匝数越多, 截面积越大, 它的自感系数就越大。另外, 有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。 （3）类型： 通电自感和断电自感 （4）单位：亨利（H ）、毫亨（mH ），微 亨（μH ）。 10.涡流及其应用 （1）定义：变压器在工作时，除了在原、副线圈产生感应电动势外，变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。一般来说，只要空间有变化的磁通量，其中的导体就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流 （2）应用： a.新型炉灶——电磁炉。 b.金属探测器：飞机场、火车站安全检查、扫雷、探矿。 第二章 交变电流 一．正弦交变电流 1．两个特殊的位置 a.中性面位置： 磁通量ф最大，磁通量的变化率为零，即感应电动势零。半导体物理知识点总结
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