2019-2020年高中物理第九章固体、液体和物态变化1固体素材新人教版选修

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1、2019-2020年高中物理第九章固体、液体和物态变化1固体素材新人教版选修教学建议在教学过程中,教师可以通过图片展示、实物观察和演示实验等各种教学手段,让学生知道晶体和非晶体的区别,了解晶体和非晶体在微观结构上的不同,体会晶体和非晶体在外形、物理性质上的差异与物质结构的关系,了解固体材料在生活、生产等方面的应用。参考资料晶体的种类和应用晶体的性能通常分为固有物性和功能物性。晶体常按功能物性进行分类,主要有以下9种:(1)压电晶体:在外力作用下发生形变时,其表面产生电荷效应的晶体。可制成换能器、拾音器、振子以及传感器。最初采用酒石酸钾钠一类水溶性晶体,现已被性能

2、优良的人工水晶、四硼酸锂(Li2B4O7)、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)等取代。(2)激光晶体:已获得有激光输出的晶体有数百种以上,但真正成为激光工作物质的主要是红宝石(Al2O3∶Cr,激光波长为0.6943μm)、钇铝石榴石(Y3Al5O12∶Nd,1.065μm)。对激光晶体的研究主要是向波长可调谐(如BeAlO4∶Cr,Al2O3∶Ti)、高效率和大功率(钇镓石榴石系列)、多功能(LiNbO3∶Mg、Fe等)的方向发展。(3)电光晶体:在外加电场作用下折射率发生变化,从而使通过晶体的一束激光分解为两束偏振方向相互垂直的偏振光,并产生一相

3、位差效应的晶体。适用于激光的调制和偏振。常用的电光晶体有铌酸锂、钽酸锂以及磷酸二氢钾(KDP)类晶体。(4)声光晶体:具有声光效应的晶体。主要有二氧化碲(TeO2)和钼酸铅(PbMoO4)。适用于激光的偏振和调制。(5)非线性光学晶体:组成晶体的原子因外层电子在光作用下偏离其平衡位置而发生极化。常用的有磷酸二氢钾类晶体、铌酸锂、铌酸钾以及偏硼酸钡(BaB2O4)、三硼酸锂(LiB3O5)晶体。(6)光折变晶体:在光的作用下可引起折射率变化的晶体。主要有钛酸钡(BaTiO3)、硅酸铋(Bi12SiO20)、铌酸锂、铌酸钡钠(Ba2NaNb5O15)等。(7)热释电

4、晶体:在外界温度变化时由其自发极化引起表面电荷效应的晶体。可用于制备热释电探测器。主要有铌酸锂、钽酸锂等。(8)闪烁晶体:具有闪烁效应的晶体。广泛用于测量核辐射能量。20世纪80年代中期,用坩埚下降法生长的大尺寸锗酸铋(Bi4Ge3O12)晶体,取代掺铊的碘化钠(NaI∶Tl)晶体,成为性能最佳的闪烁晶体。其他如氟化钡(BaF2)、氟化铈(CeF3)、氟化铅(PbF2)等正在研制中。(9)磁光晶体:具有较大的纯法拉第效应,对使用波长的吸收系数低,磁化强度和磁导率高。用于制作光隔离器、光非互易元件、磁光存储器及磁光调制器等。在此,晶体材料按来源又分为天然晶体和人工

5、晶体,后者应用较多。广泛使用的晶体材料主要有人工水晶、磷酸钛氧钾晶体、铌酸锂晶体、锗酸铋晶体、四硼酸锂晶体、磷酸二氢钾晶体、钇铝石榴石、合成云母和氟化钡等。晶体材料广泛用于激光技术、电子技术、生物医学、高能物理及家用电器等方面。