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1、 3．液晶 +4．液體的表面張力 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識(shí) 脈 絡(luò) 1.知道什么是液晶，理解液晶的分子結(jié)構(gòu)，知道液晶顯 示． (難點(diǎn) ) 2．知道液體的微觀結(jié)構(gòu)． 3．掌握通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察液體的表面張力現(xiàn)象． (重點(diǎn) ) 4．從微觀角度了解液體表面張力的成因． (難點(diǎn) ) 液 晶 [ 先填空 ] 1．定義：處于固態(tài)與液態(tài)之間的過(guò)渡狀態(tài)的物質(zhì)． 2．液晶的分子結(jié)構(gòu)：分子排列在液晶中的有序性介于固體和液體之間． 3．液晶分子的排列會(huì)因溫度、壓強(qiáng)、摩擦、電磁作用、容器表面的差異等

2、 外界條件的微小變動(dòng)而發(fā)生變化， 由此引起液晶光學(xué)性質(zhì)的改變． [ 再判斷 ] 1．液晶在任何條件下，都表現(xiàn)出各向異性． () 2．液晶是液體和晶體的混合物． ( ) 3．液晶分子在特定方向排列比較整齊． (√ ) [ 后思考 ] 液晶顯示的基本原理是什么？ 【提示】 向列型液晶在外加電壓影響下， 液晶的分子排列會(huì)發(fā)生改變， 使 液晶由透明變?yōu)椴煌该鳎?去掉電壓又恢復(fù)透明． 控制電壓， 就可以控制光線能否 穿過(guò)液晶． 液晶的主要性質(zhì) (1)液晶具有晶體的各向異性的特點(diǎn) 原因是在微觀結(jié)構(gòu)上， 從某個(gè)

3、方向看， 液晶的分子排列比較整齊， 有特殊的 第 1 頁(yè) 取向． (2)液晶具有液體的流動(dòng)性 原因是從另一方向看液晶分子排列是雜亂的，因而液晶又具有液體的性質(zhì)， 具有一定的流動(dòng)性． (3)液晶分子的排列特點(diǎn) 液晶分子的排列特點(diǎn)是從某個(gè)方向上看液晶分子的排列比較整齊； 但是從另 一個(gè)方向看，液晶分子的排列是雜亂無(wú)章的． (4)液晶的物理性質(zhì)情況 液晶的物理性質(zhì)很容易受外界的影響 (如電場(chǎng)、壓力、光照、溫度 )發(fā)生改變． 1．下列敘述中正確的是 ( ) A．液晶態(tài)是一些特殊化合物在任何環(huán)境下表現(xiàn)出

4、的固有狀態(tài) B．利用液晶在外加電壓變化時(shí)由透明變渾濁可制作電子表、電子計(jì)算器的 顯示元件 C．有一種液晶隨溫度的逐漸升高，其顏色按順序改變，利用這種性質(zhì)可用 來(lái)探測(cè)溫度 D．利用液晶可檢查腫瘤，還可以檢查電路中的短路點(diǎn) E．從各個(gè)方向看，液晶分子的排列都是比較整齊的 【解析】 液晶態(tài)是某些化合物在特定條件下表現(xiàn)出的一種狀態(tài)，故 A 錯(cuò)； 對(duì)液晶分子，某個(gè)方向看排列比較整齊，從另一個(gè)方向看排列是雜亂無(wú)章的， E 錯(cuò)． 【答案】 BCD 2．液晶在目前最主要的應(yīng)用方向是在 ________方面的應(yīng)用．這方面的應(yīng)用

5、 是利用了液晶的多種 ________效應(yīng)．筆記本電腦的彩色顯示器也是液晶顯示 器．在某些液晶中摻入少量多色性染料， 染料分子會(huì)與液晶分子結(jié)合而 ________， 從而表現(xiàn)出光學(xué) ________．某些物質(zhì)在水溶液中能夠形成 ________液晶，而這正 是 ________的主要構(gòu)成部分．液晶已經(jīng)成為物理科學(xué)與生命科學(xué)的一個(gè)重要結(jié)合點(diǎn)． 【答案】 顯示器 光學(xué) 定向排列 各向異性 薄片狀 生物膜 1 液晶既有液體的流動(dòng)性和連續(xù)性，表現(xiàn)不夠穩(wěn)定，又具有晶體的一些各 第 2 頁(yè) 向異性特點(diǎn)，是某些特殊的有

6、機(jī)化合物 . 2 液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響 如電場(chǎng)、壓力、光照、溫度 下發(fā)生 改變 . 液體的表面張力 [ 先填空 ] 1．液體的微觀結(jié)構(gòu) (1)液體微粒之間的相互作用力不像固體中的那么強(qiáng)，這使得液體具有一定 的體積，不易壓縮，卻沒(méi)有一定的形狀． (2)液體微粒的熱運(yùn)動(dòng)主要是在平衡位置附近的微小振動(dòng)，但微粒的平衡位 置不是固定的，所以液體具有流動(dòng)性， 液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快． 2．液體的表面張力 (1)定義：液體表面存在的收縮力叫做表面張力． (2)作用效果：使液體表面積趨向最?。? (3

7、)成因：在液體的表面層，由于分子之間的間距較大，分子之間的相互作 用總體上表現(xiàn)為引力． [ 再判斷 ] 1．液體表面張力具有使液體表面收縮的趨勢(shì)． (√ ) 2．木塊浮在水面上是液體表面張力的原因． () 3．液體分子間的相互作用力比固體分子間作用力弱． (√) [ 后思考 ] 我們看到的小草上的露珠為什么都是球形的？ 【提示】 這是由于液體表面張力的作用． 表面張力使液體表面具有收縮趨 勢(shì)，使液體表面積趨于最?。隗w積相同的條件下，球形的表面積最?。? 露珠呈球形． 1．液體分子分布特點(diǎn)： 由于蒸發(fā)

8、現(xiàn)象， 表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏， 即表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大． 2．分子力特點(diǎn)： 液體內(nèi)部分子間引力、斥力基本上相等，而液體表面層分 第 3 頁(yè) 子之間距離較大，分子力表現(xiàn)為引力． 3．表面特性： 表面層分子之間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的膜．所以說(shuō)表面張力是表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果． 4．表面張力的方向： 表面張力的方向和液面相切，垂直于液面上的各條分界線．如圖 3-3-1 所示． 圖 3-3-1 5．表面張力的作用： 表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表

9、面積趨 于最?。隗w積相同的條件下，球形的表面積最小． 3．關(guān)于液體表面的收縮趨勢(shì)，錯(cuò)誤的說(shuō)法是 ( ) A．因?yàn)橐后w表面分子的分布比內(nèi)部密集，所以有收縮趨勢(shì) B．液體表面分子的分布和內(nèi)部相同，所以有收縮趨勢(shì) C．因?yàn)橐后w表面分子的分布比內(nèi)部稀疏， 所以有收縮趨勢(shì) D．液體表面分子受到與其接觸的氣體分子的斥力作用，使液體表面有收縮 趨勢(shì) E．液體表面層分子間距 r>r 0，分子力為引力 【解析】 液體表面層內(nèi)分子比液體內(nèi)部分子分布稀疏． 在液體內(nèi)部分子間 的距離是 r＝ r0，分子引力和分子斥力相等，對(duì)外表現(xiàn)的分子力為零．在

10、表面層， 分子間的距離是 r>r 0，分子間的作用力表現(xiàn)為相互吸引， 它的作用是使液體表面 繃緊，有收縮的趨勢(shì)， A 、 B 錯(cuò)誤， C、E 正確；表面層上方的氣體分子對(duì)液體 表面分子的吸引力很小，可以忽略，不是使液體表面收縮的原因，故 D 錯(cuò)誤． 【答案】 ABD 4．下列現(xiàn)象中，哪些是液體的表面張力造成的 ( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào) ： 74320196】 A．兩滴水銀相接觸，立即會(huì)合并到一起 B．熔化的蠟從燃燒的蠟燭上流下來(lái)，冷卻后呈球形 C．用熔化的玻璃制成各種玻璃器皿 D．水珠在荷葉上呈球形

11、 第 4 頁(yè) E．木船漂浮在水面上 【解析】 用熔化的玻璃制成各種器皿， 跟各種模型有關(guān)， 并非表面張力造 成的， E 項(xiàng)是浮力等于重力的結(jié)果，故本題選 A 、B、D. 【答案】 ABD 5．下列現(xiàn)象中，關(guān)于液體的表面張力說(shuō)法正確的是 ( ) A．小昆蟲(chóng)能在水面上自由來(lái)往而不陷入水中靠的是液體的表面張力作用 B．小木塊能夠浮于水面上是液體表面張力與其重力平衡的結(jié)果 C．縫衣針浮在水面上不下沉是水的表面張力作用的結(jié)果 D．噴泉噴射到空中形成一個(gè)個(gè)球形的小水珠是表面張力作用的結(jié)果 E．懸浮在水中的花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)

12、動(dòng)是受水的表面張力作用的結(jié)果 【解析】 仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)， 小昆蟲(chóng)在水面上站定或行進(jìn)過(guò)程中， 其腳部 位置比周?chē)嫔韵孪荩?但仍在水面上而未陷入水中， 就像踩在柔韌性非常好的 膜上一樣，因?yàn)檫@是液體的表面張力在起作用； 浮在水面上的縫衣針與小昆蟲(chóng)情 況一樣，故 A 、C 選項(xiàng)正確．小木塊浮于水面上時(shí)，木塊的下部實(shí)際上已經(jīng)陷入 水中 (排開(kāi)一部分水 )受到水的浮力作用，是浮力與重力平衡的結(jié)果，而非表面張 力在起作用，故 B 選項(xiàng)錯(cuò)誤．噴泉噴到空中的水分散時(shí)，每一小部分的表面都 有表面張力在起作用且水處于完全失重狀態(tài)，

13、因而形成球狀水珠 (體積一定情況 下以球形表面積為最小， 表面張力的作用使液體表面有收縮到最小面積的趨勢(shì) )， 故 D 選項(xiàng)正確． E 中是水分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果， E 錯(cuò)． 【答案】 ACD 表面張力的特點(diǎn) 1．表面張力是液體分子間的作用力的宏觀表現(xiàn)． 2．表面張力的方向與液面相切，垂直于分界線． 3．表面張力的大小由分界線的長(zhǎng)度、液體的種類(lèi)、純凈度和溫度等因素來(lái) 第 5 頁(yè) 決定． 第 6 頁(yè)