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1、
第四節(jié) 液體的性質(zhì) 液晶
一、教學(xué)目標(biāo)
1、了解液體和液晶的內(nèi)部結(jié)構(gòu);
2.了解液晶的應(yīng)用
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
液體分子的排列.
三、主要教學(xué)過(guò)程
1.液體分子的排列
1)液體分子也是密集在一起的
大多數(shù)物質(zhì)在熔化和凝固時(shí),體積改變不大.這說(shuō)明液體分子也是密集在一起的,相互間作用力的大小,也跟固體分子相互間的作用力同數(shù)量級(jí).
2)液體分子的排列則是近程有序的
用X射線研究熔化與結(jié)晶過(guò)程時(shí)發(fā)現(xiàn),液體分子在很小范圍內(nèi),在一個(gè)短時(shí)間里,排列保持一定的規(guī)則性.這一點(diǎn)與晶體不同.晶體在大范圍內(nèi)的排列都是有規(guī)則的,形成穩(wěn)固的空間點(diǎn)陣.晶體的這種排列,我們稱之為長(zhǎng)程有序,相比之下
2、,液體分子的排列則是近程有序的.
3)液體在宏觀性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性
液體中這種近似規(guī)則排列的微小區(qū)域,它的邊界和大小隨時(shí)都在改變,有的區(qū)域會(huì)完全瓦解,新的區(qū)域又會(huì)形成.這種不斷瓦解又不斷形成的微小短程有序的區(qū)域,它們的方位完全是雜亂無(wú)章的.所以液體在宏觀性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性.液體的這種分子結(jié)構(gòu),跟非晶體是相同的.所以,從這一特點(diǎn)來(lái)說(shuō),非晶體可以看做是冷凍了的液體.
2.液體分子的熱運(yùn)動(dòng)
液體中分子間的距離一般比固體略大些,分子間的作用力比固體的小些,分子的排列沒(méi)有一定的規(guī)則.分子在一個(gè)位置附近振動(dòng)很短的時(shí)間后就移動(dòng)另一個(gè)位置附近振動(dòng).因此,液體容易流動(dòng),有一定的體積,但沒(méi)有一定的形狀
3、.由于液體分子間距較小,故不易被壓縮.
說(shuō)明:液體分子的運(yùn)動(dòng),與課間操整好隊(duì)之前的情形類似,每個(gè)人都可在人群中穿來(lái)穿去,但所有的人都沒(méi)有離開(kāi)操場(chǎng),即有一定的體積,但沒(méi)有一定的形狀
3.液晶
1888年,奧地利植物學(xué)家Friedrich Reinitzer在加熱苯酸脂晶體時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度升至145.5℃時(shí),晶體融化成為乳白色的液體,繼續(xù)加熱到178.5℃,乳白色粘稠的液體就變成了完全透明的液體[1]。Reinitzer將上述試樣送到德國(guó)卡爾斯呂愛(ài)大學(xué)一位使用偏振光顯微鏡的結(jié)晶光學(xué)創(chuàng)始人Otto Lehmann(1855~1922年)處,請(qǐng)他作一下檢驗(yàn)。Lehmann確認(rèn)此種物質(zhì)呈現(xiàn)出光學(xué)各向異性,并根據(jù)這種“兼有液體的流動(dòng)性和晶體光學(xué)各向異性的液體”的特性,建議稱之為液體晶體[2](Liquid crystal),即液晶。
它處于液態(tài)和晶態(tài)之間。液晶態(tài)一般具有一類,有時(shí)是兩類長(zhǎng)程有序性,同時(shí)又表現(xiàn)出類似液體的性質(zhì),例如流動(dòng)性,易于變化形狀等。
液晶態(tài)在一定的溫度范圍存在,它集有序和無(wú)序排列為一體,液晶排列有三種狀態(tài):
1. 長(zhǎng)絲狀液晶
2. 螺旋狀液晶
3. 碟層狀液晶
姓名:劉占想 E_mail:lzx4149999@