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高中物理 選修3 3 魯科版 第2節(jié)毛細(xì)現(xiàn)象第3節(jié)液晶 目標(biāo)定位 1 理解浸潤(rùn)現(xiàn)象和不浸潤(rùn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因 2 理解毛細(xì)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因并能用毛細(xì)現(xiàn)象解釋相關(guān)現(xiàn)象 3 掌握液晶的特點(diǎn) 一 浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)1 定義 1 浸潤(rùn) 液體在固體表面上的現(xiàn)象 2 不浸潤(rùn) 液體在固體表面上的現(xiàn)象 附著 不附著 2 產(chǎn)生的原因 1 三個(gè)相關(guān)概念 附著層 液體跟固體接觸時(shí) 在形成的液體薄層 內(nèi)聚力 附著層中的液體分子受到的液體內(nèi)部分子的 附著力 附著層中的液體分子受到的固體分子的 2 產(chǎn)生原因分析 由于內(nèi)聚力與附著力的大小不同 當(dāng)內(nèi)聚力附著力時(shí) 液體不浸潤(rùn)固體 當(dāng)附著力內(nèi)聚力時(shí) 液體浸潤(rùn)固體 接觸處 吸引力 吸引力 大于 大于 二 毛細(xì)現(xiàn)象1 定義 浸潤(rùn)液體在細(xì)管里的現(xiàn)象和不浸潤(rùn)液體在細(xì)管里的現(xiàn)象 2 毛細(xì)管 能夠發(fā)生的管 3 特點(diǎn) 水在玻璃管中會(huì)出現(xiàn) 填 凸形 或 凹形 彎月面 水銀在玻璃管中則會(huì)出現(xiàn) 填 凸形 或 凹形 彎月面 且管的內(nèi)徑越小 前者水面越 后者水銀面越 上升 下降 毛細(xì)現(xiàn)象 凹形 凸形 高 低 三 液晶1 定義 既具有像液體那樣的和連續(xù)性 又具有晶體那樣的各向異性特點(diǎn)的 2 分類 膽甾型 近晶型 3 性質(zhì) 外界條件的微小變化 會(huì)引起液晶分子的變化 從而改變液晶的某些性質(zhì) 如溫度 壓力 摩擦 電磁作用 容器的表面差異等 都可以改變液晶的性質(zhì) 4 應(yīng)用 1 2 液晶測(cè)溫 流動(dòng)性 流體 向列型 排列 光學(xué) 液晶顯示器 一 浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)1 附著層 1 定義 液體跟固體接觸處形成的液體薄層 2 特點(diǎn) 附著層中的液體分子同時(shí)受到液體內(nèi)部分子的吸引力 內(nèi)聚力 和固體分子的吸引力 附著力 2 液體能否浸潤(rùn)固體由內(nèi)聚力和附著力大小決定 1 內(nèi)聚力大于附著力 附著層的分子比液體內(nèi)部稀疏 附著層內(nèi)出現(xiàn)與液體表面張力相似的收縮力 此時(shí)跟固體接觸的液體表面有縮小的趨勢(shì) 形成不浸潤(rùn) 2 內(nèi)聚力小于附著力 附著層中的分子比液體內(nèi)部更密 附著層中出現(xiàn)液體相互推斥的力 此時(shí)跟固體接觸的液面有擴(kuò)展的趨勢(shì) 形成浸潤(rùn) 3 液體能否浸潤(rùn)固體 取決于兩者的性質(zhì) 而不單純由液體或固體單方面性質(zhì)決定 同一種液體 對(duì)一些固體是浸潤(rùn)的 對(duì)另一些固體是不浸潤(rùn)的 如 水能浸潤(rùn)玻璃 而不能浸潤(rùn)石蠟 水銀不能浸潤(rùn)玻璃 但能浸潤(rùn)鋅板 例1 關(guān)于浸潤(rùn)和不浸潤(rùn) 下列說(shuō)法正確的是 A 水是浸潤(rùn)液體 水銀是不浸潤(rùn)液體B 在內(nèi)徑小的容器里 如果液體能浸潤(rùn)器壁 液面呈凸形C 如果固體分子跟液體分子間的引力比較弱 就會(huì)形成浸潤(rùn)現(xiàn)象D 鴨的羽毛上有一層很薄的脂肪 使羽毛不被水浸潤(rùn) 答案D解析同一種液體對(duì)不同的固體 可能浸潤(rùn) 也可能不浸潤(rùn) A錯(cuò) 液體浸潤(rùn)器壁 液面呈凹形 B錯(cuò) 固體分子跟液體分子間的引力較弱 會(huì)形成不浸潤(rùn)現(xiàn)象 所以C選項(xiàng)錯(cuò) 脂肪不被水浸潤(rùn) 故D正確 針對(duì)訓(xùn)練1有的液體和固體接觸時(shí) 附著層具有縮小的趨勢(shì) 這是因?yàn)?A 附著層里分子比液體內(nèi)部分子密集B 附著層里分子的相互作用表現(xiàn)為斥力C 附著層里分子的相互作用表現(xiàn)為引力D 固體分子對(duì)附著層里液體分子的引力比液體分子間的引力強(qiáng) 答案C解析附著層有縮小的趨勢(shì) 說(shuō)明不浸潤(rùn) 是因?yàn)楦街鴮永锓肿颖纫后w內(nèi)部分子稀疏 固體分子對(duì)附著層里液體分子的引力比液體分子間的引力弱 故C正確 A B D錯(cuò)誤 二 毛細(xì)現(xiàn)象形成的原因1 現(xiàn)象 浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管里上升后 形成凹形彎月面 不浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管里下降后形成凸形彎月面 2 成因 1 浸潤(rùn)液體與毛細(xì)管內(nèi)壁接觸時(shí) 液體表面發(fā)生彎曲 呈凹形 表面張力的收縮作用總是力圖使凹形表面的面積縮小 對(duì)表面下的液體產(chǎn)生向上的提拉作用 管內(nèi)液面上升 直到表面張力向上的提拉作用與管內(nèi)升高的液柱所受的重力達(dá)到平衡時(shí) 管內(nèi)液體停止上升 穩(wěn)定在一定的高度 2 不浸潤(rùn)液體則與浸潤(rùn)液體情況相反 如圖3 2 3 1 圖3 2 3 1 例2 將不同材料制成的甲 乙細(xì)管插入相同的液體中 甲管內(nèi)液面比管外液面低 乙管內(nèi)液面比管外液面高 則 A 液體對(duì)甲材料是浸潤(rùn)的B 液體對(duì)乙材料是浸潤(rùn)的C 甲管中發(fā)生的不是毛細(xì)現(xiàn)象 而乙管中發(fā)生的是毛細(xì)現(xiàn)象D 若甲 乙兩管的內(nèi)徑變小 則甲管內(nèi)液面更低 乙管內(nèi)液面更高 答案BD解析液體對(duì)固體浸潤(rùn)的情況下 在附著層分子的排斥力和表面層分子的吸引力的共同作用下 液面將上升 所以A錯(cuò) B對(duì) 毛細(xì)現(xiàn)象是指浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升 以及不浸潤(rùn)的液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象 所以C錯(cuò) 在液體和毛細(xì)管材料一定的情況下 管越細(xì)毛細(xì)現(xiàn)象越明顯 所以D對(duì) 借題發(fā)揮浸潤(rùn)是固體分子對(duì)液體分子的引力大于液體分子之間的引力 使附著層內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部更密 使液體跟固體的接觸面有擴(kuò)大的趨勢(shì) 不浸潤(rùn)是固體分子對(duì)液體分子的引力小于液體分子之間的引力 使附著層內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部更稀疏 由于表面張力使液體跟固體的接觸面有收縮的趨勢(shì) 毛細(xì)現(xiàn)象是指浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象 以及不浸潤(rùn)的液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象 針對(duì)訓(xùn)練2下列現(xiàn)象中與毛細(xì)現(xiàn)象有關(guān)的是 A 用吸管從杯中吸水B 毛巾的一角浸入水中 水會(huì)沿毛巾上升 使毛巾濕潤(rùn)C(jī) 洗凈的衣服在太陽(yáng)下被曬干D 鋼筆從墨水瓶里把墨水吸入筆中答案B 解析毛巾 棉花 木材 粉筆等物體內(nèi)部有許多細(xì)小的孔道 可起到毛細(xì)管的作用 水會(huì)在這些細(xì)小的管道中上升 B正確 洗凈的衣服在太陽(yáng)下被曬干 這是蒸發(fā)現(xiàn)象 C錯(cuò) 用吸管從杯中吸水是靠大氣壓強(qiáng)的作用 鋼筆也是靠大氣壓強(qiáng)把墨水吸入管中的 故A D錯(cuò) 三 液晶及其應(yīng)用1 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 2 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)方向看 液晶的分子排列比較整齊 有特殊的取向 3 液晶具有液體的流動(dòng)性 原因是在某些方向上液晶分子排列是雜亂無(wú)章的 因而液晶又具有液體的性質(zhì) 具有一定的流動(dòng)性 4 液晶的物理性質(zhì)情況 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 5 液晶的主要應(yīng)用 1 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?去掉電壓又恢復(fù)透明 利用向列型液晶的這種性質(zhì)可以制成各種液晶顯示器 2 膽甾型液晶在溫度改變時(shí)會(huì)改變顏色 隨著溫度的升高 色彩按紅 橙 黃 綠 藍(lán) 靛 紫的順序變化 溫度下降時(shí)又按相反順序變色 而且靈敏度很高 在不到1 的溫差內(nèi)就可以顯出整個(gè)色譜 利用液晶的這種溫度效應(yīng)可以探測(cè)溫度 例3 下列關(guān)于液晶的說(shuō)法中正確的是 A 液晶是液體和晶體的混合物B 液晶分子在特定方向排列比較整齊C 電子手表中的液晶在外加電壓的影響下 能夠發(fā)光D 所有物質(zhì)在一定條件下都能成為液晶答案B解析液晶是某些特殊的有機(jī)化合物 在某些方向上分子排列規(guī)則 某些方向上雜亂 液晶本身不能發(fā)光 所以選項(xiàng)A C D錯(cuò) 選項(xiàng)B正確 借題發(fā)揮 1 液晶是既有流動(dòng)性和連續(xù)性 又具有各向異性的流體 2 向外型液晶在外加電壓下會(huì)由透明變?yōu)椴煌该?但液晶本身不會(huì)發(fā)光