第一篇:高中物理新课标版人教版选修3-2优秀教案:教学设计(二){6互感和自感}
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教学设计(二)
整体设计
教学目标
1.了解互感现象的电磁感应特点。2.明确自感系数的意义及决定因素。
3.指导学生运用观察、实验、分析、综合的方法,认识自感现象及其特点。4.了解日光灯的工作原理。
5.能用电磁感应原理,解释生产和生活中的某些自感现象。
6.提高学生分析问题的能力和运用物理知识解决实际问题的能力。7.培养、提高学生尊重科学,利用实验探索研究自然的科学素养。教学重点
自感现象产生的原因及特点。教学难点
运用自感知识解决实际问题。教学方法
讨论法、探究法、实验法、练习法。教学用具
变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8 V 0.3 A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3 V)、导线、开关、日光灯组件、多媒体课件。
教学过程 引入新课
师:前面我们学习了电磁感应现象,了解了几种不同形式的电磁感应现象。如磁铁向线圈中插入或拔出、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动等,都会引起感应电动势,发生电磁感应现象。你们认为引起电磁感应现象最重要的条件是什么?
生:穿过电路的磁通量发生变化。
师:不论用什么方式,也不管是什么原因,只要穿过电路的磁通量发生了变化,都能引起电磁感应现象。如果电路是闭合的,电路中就会有感应电流。
新课教学
在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?
(一)互感现象
两个线圈之间并没有导线相连,但当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫做互感,这种感应电动势叫做互感电动势。
利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈。变压器就是利用互感现象制成的。如下图所示:
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在电力工程和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要设法减小电路间的互感现象。例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的互感现象。
(二)自感现象
1.通过实验演示,提出思考问题。
演示实验1:断电自感现象。实验电路如图所示。
接通电路,灯泡正常发光后,迅速断开开关,可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。演示多媒体课件。
问1:灯泡闪亮一下,说明了什么问题?
(引导学生分析得出:灯泡的亮度由其实际功率决定。灯泡闪亮一下,表明在开关断开这一瞬间,通过灯泡的电流比原来大。)问2:在开关断开这一瞬间,增大的电流是从哪里来的?(学生一时回答不了,再用实验启发。)演示实验2:将与灯泡并联的线圈取掉,再演示上述实验,这时灯泡不再闪亮。引导学生分析得出:在开关断开这一瞬间,增大的电流是线圈产生的。问3:线圈本身并不是电源,它又是如何提供电流的呢? 2.分析实验现象,建立科学概念。
(1)讨论:组织学生讨论。出示实验电路图,引导学生运用已学过的电磁感应的知识来分析实验现象。
①引导学生将这里的线圈与P6图42.2所示实验中的线圈加以对比。在P6图42.2所示实验中,线圈本身也不是电源,但在磁铁插入或拔出线圈的过程中,由于线圈中的磁通量发生了变化,故线圈中产生了感应电动势,从而使电路中产生了感应电流。
②问:这个实验中,在线圈中也发生了电磁感应。那么是什么原因引起在线圈中发生电磁感应的呢?
③引导学生进一步分析:
问1:开关接通时,线圈中有没有电流?(有电流。)问2:有电流通过线圈时,在线圈中会不会产生磁场?根据是什么?
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(在线圈中会产生磁场。根据电流的磁效应。)问3:既然在线圈中产生了磁场,那么就有磁感线穿过线圈,穿过线圈的磁通量就不等于0。开关断开后,线圈中还有磁通量吗?
(没有磁通量了。)问4:那么,在开关断开这一过程中,穿过线圈的磁通量变了吗?如何变化?(变了。从有到无。)问5:穿过线圈的磁通量发生了变化,会发生什么现象?(会发生电磁感应现象,线圈会产生感应电动势。)(2)讨论小结:开关接通后,线圈中存在稳定的电流,线圈内部铁芯存在很强的磁场,穿过线圈的磁通量很大;在开关断开瞬间,线圈中的电流迅速减小到0,穿过线圈的磁通量也迅速减小到0,使线圈产生感应电动势,这时线圈就相当于一个电源。由于开关断开很快,故穿过线圈的磁通量变化很快,就产生了感应电动势,阻碍电流减小,并给灯泡供电。
(3)建立概念:上述现象属于一种特殊的电磁感应现象,发生电磁感应的原因是通过导体本身的电流发生变化而引起磁通量变化。这种电磁感应现象称为自感。
自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势。
练习:在实验中,若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等,则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图象为________图,通过灯泡的电流随时间的变化图象为________图;若RL远小于RA,则电键断开前后通过线圈的电流随时间的变化图象为________图,通过灯泡的电流图象为________图。
答案:A C B D 3.通过实验演示,强化概念理解。
演示实验3:演示通电自感现象。实验电路如图。
开关接通时,可以看到,灯泡2立即正常发光,而灯泡1是逐渐亮起来的。问:为什么会出现这种现象呢?
(开关接通时,线圈中的电流从无到有,使得穿过线圈的磁通量从无到有,线圈中产生了自感电动势,阻碍线圈中磁通量的增大,使灯泡1不是立即亮而是逐渐亮起来。)4.总结规律 教师说明:在自感现象中,自感电动势的产生是由导体本身的电流发生了变化而引起的,上中学学科网,下载精品资料!
而自感电动势却总是阻碍导体中原来电流的变化。
特点:自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。
具体而言:①如果导体中原来的电流是增大的,自感电动势就要阻碍原来电流的增大。I原增大,则E自(I自)与I原相反
(引导学生思考、讨论之后对通电自感的解释。)②如果导体中原来的电流是减小的,自感电动势就要阻碍原来电流的减小。I原减小,则E自(I自)与I原相同 5.实验分析,深化理解。
①实验1称为断电自感现象,实验2称为通电自感现象。那么,在实验1中电路接通的瞬间,线圈是否发生自感?在实验2中,把开关断开时,线圈是否发生自感现象呢?
(都发生自感。只不过是我们观察不到。)②实验2中,如果以很高的频率反复打开、闭合开关,会出现什么现象呢?(灯1不亮,灯2闪亮。)③实验1中开关断开了,电源已不再给灯泡提供电能了,灯还闪亮一下。这些能量是哪里来的呢?是凭空产生了能量吗?
(线圈提供的。线圈中有电流时,线圈产生磁场,磁场也具有能量。当开关断开后,磁场能通过电磁感应转化为电能,由线圈提供给灯泡。这说明电磁感应中也遵循能量守恒。)练习:实验中,当电键闭合后,通过灯泡1的电流随时间变化的图象为________图;通过灯泡2的电流随时间变化的图象为________图。
答案:C A(三)自感系数
问:感应电动势的大小跟什么因素有关?
(感应电动势的大小跟磁通量的变化快慢有关。)自感电动势的大小跟其他感应电动势的大小一样,跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。而在自感现象中,穿过线圈的磁通量是由电流引起的,故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关。
(引导学生阅读教材P23第2、3段。)理论分析表明: E=LΔI/Δt L称为线圈的自感系数,简称自感或电感。自感是表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量。
L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。单位:亨利(H)361 H=10 mH=10 μH
第二篇:2015年高中物理 4.6 互感和自感教案 新人教版选修3-2
第六节 互感和自感
教学目标:
(一)知识与技能
1.知道什么是互感现象和自感现象。
2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及其大小的决定因素。3.知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4.能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
(二)过程与方法
1.通过对两个自感实验的观察和讨论,培养学生的观察能力和分析推理能力。2.通过自感现象的利弊学习,培养学生客观全面认识问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
自感是电磁感应现象的特例,使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律,而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点 教学重点:互感和自感的应用与分析 教学难点:互感和自感的应用与分析 教学方法:复习讨论,教师讲授启发 教学用具:自感现象示教板,多媒体课件 教学过程:
(一)引入新课
提问:在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?
引起回路磁通量变化的原因有哪些?
(1)在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?
(2)当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢? 本节课我们学习这方面的知识。
(二)新课教学
1、互感现象
教师:在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?请同学们用学过的知识加以分析说明。学生:当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场就发生变化,变化的磁场在周围空间产生感生电场,在感生电场的作用下,另一个线圈中的自由电荷定向运动,于是产生感应电动势。
总结:当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为互感。互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势。
教师:利用互感现象,可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。因此,互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。请大家举例说明。
学生:变压器,收音机里的磁性天线。
2、自感现象
教师:我们现在来思考第二个问题:当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢?下面我们首先来观察演示实验。
[实验1]演示通电自感现象。
画出电路图(如图所示),A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调节R1,使两灯正常发光,然后断开开关S。重新闭合S,观察到什么现象?(实验反复几次)
现象:跟变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光,跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。提问:为什么A1比A2亮得晚一些?试用所学知识(楞次定律)加以分析说明。学生:电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈L的磁通量逐渐增加,L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍L中电流增加,即推迟了电流达到正常值的时间。
[实验2]演示断电自感。
画出电路图(如图所示)接通电路,待灯泡A正常发光。然后断开电路,观察到什么现象?
现象:S断开时,A灯突然闪亮一下才熄灭。提问:为什么A灯不立刻熄灭?
学生:当S断开时,L中的电流突然减弱,穿过L的磁通量逐渐减少,L中产生感应电动势,方向与原电流方向相同,阻碍原电流减小。L相当于一个电源,此时L与A构成闭合回路,故A中还有一段持续电流。灯A闪亮一下,说明流过A的电流比原电流大
教师:用多媒体课件在屏幕上打出i—t变化图,如下图所示.结论:导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
提问:在断电自感的实验中,为什么开关断开后,灯泡的发光会持续一段时间?甚至会比原来更亮?试从能量的角度加以讨论。
学生分组讨论。
师生共同活动:推断出能量可能存储在磁场中。
以上只能是一种推断,电磁场具有能量还需要进一步的实验验证。
教师:自感电动势的大小决定于哪些因素呢?请同学们阅读教材内容。然后用自己的语言加以概括,并回答有关问题。
教材最后一段说,线圈能够体现电的“惯性”,应该怎样理解?电的“惯性”大小与什么有关?
学生:当线圈通电瞬间和断电瞬间,自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化,使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零,因此可以借用力学中的术语,说线圈能够体现电的“惯性”。线圈的自感系数越大,这个现象越明显,可见,电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数。
自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成公式为
I成正比,与线圈的自感系数L成正比。写tE =L I tL叫自感系数,自感系数是用来表示线圈的自感特性的物理量。
实验表明,线圈越大,越粗,匝数越多,自感系数越大。另外,带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
自感系数的单位:亨利,符号H,更小的单位有毫亨(mH)、微亨(μH)1H=10 mH 1H=10μH 小结:
1当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为互感。互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势。
362导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。练习巩固(课堂作业):
1下列关于自感现象的说法中,正确的是(ACD)
A.自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 B.线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反 C.线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关 D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大
2.关于线圈的自感系数,下面说法正确的是(D)A.线圈的自感系数越大,自感电动势一定越大 B.线圈中电流等于零时,自感系数也等于零 C.线圈中电流变化越快,自感系数越大
D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
3.磁通量的单位是韦伯,磁感强度的单位是特斯拉,自感系数的单位是亨利。4.如图所示,L为一个自感系数大的自感线圈,开关闭合后,小灯能正常发光,那么闭合开关和断开开关的瞬间,能观察到的现象分别是(A)
A.小灯逐渐变亮,小灯立即熄灭 B.小灯立即亮,小灯立即熄灭
C.小灯逐渐变亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭 D.小灯立即亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭 5.如图所示是一演示实验的电路图。图中L是一带铁芯的线圈,A是一灯泡。起初,开关处于闭合状态,电路是接通的。现将开关断开,则在开关断开的瞬间,通过灯泡A的电流方向是从b端经灯泡到a端.这个实验是用来演示断电现象的。
6.如图所示的电路中,灯泡A1、A2的规格完全相同,自感线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确的是(C)
A.当接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后A2比A1亮 B.当接通电路时,A1和A2始终一样亮 C.当断开电路时,A1和A2都过一会儿熄灭 D.当断开电路时,A2立即熄灭,A1过一会儿熄灭
7.如图所示电路中,A1、A2是两只相同的电流表,电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是(BD)
A.开关S接通的瞬间,电流表A1的读数大于A2的读数 B.开关S接通的瞬间,电流表A1的读数小于A2的读数 C.开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A1的读数大于A2的读数
D.开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A1数等于A2的读数 课堂小结:互感和自感的产生,自感系数,通电自感与断电自感的分析与判断 作业布置:
1、认真阅读教材。
2、思考并完成“问题与练习”中的习题。
第三篇:高中英语选修6课文逐句翻译(人教新课标)
1.选修六Unit1 A SHORT HISTORY OF WESTERN PAINTING 西方绘画艺术简史
Art is influenced by the customs and faith of a people.艺术是受着人民生活习俗和信仰的影响的。Styles in Western art have changed many times.西方的艺术风格经历了多次变革。As there are so many different styles of Western art, it would be impossible to describe all of them in such a short text.由于西方的艺术风格多种多样,在短短的一篇课文里不可能进行全面的描述。Consequently, this text will describe only the most important ones, starting from the sixth century AD.因此,本文只谈及从公元6世纪以来最主要的几种艺术风格。
The Middle Ages(5th to the 15th century AD)中世纪(公元5世纪到15世纪)
During the Middle Ages, the main aim of painters was to represent religious themes.在中世纪,画家的主要任务是把宗教的主题表现出来。A conventional artist of this period was not interested in showing nature and people as they really were.一个传统的艺术家无意于如实地展现自然和人物。A typical picture at this time was full of religious symbols, which created a feeling of respect and love for God.那个时期的典型的绘画充满了宗教的(象)特征,体现出了对上帝的爱戴与敬重。But it was evident that ideas were changing in the 13th century when painters like Giotto di Bondone began to paint religious scenes in a more realistic way.但是,很显然到了13世纪时,观念发生变化,像乔托这样的画家开始以一种比较现实的风格来画宗教场景。The Renaissance(15th to 16th century)文艺复兴时期(15世纪到16世纪)
During the Renaissance, new ideas and values gradually replaced those held in the Middle Ages.在文艺复兴时期,新的思想和价值观逐渐取代了中世纪的思想和价值观。People began to concentrate less on religious themes and adopt a more humanistic attitude to life.人们开始较少关注宗教主题而采取一种更人性化的生活态度。At the same time painters returned to classical Roman and Greek ideas about art.同时画家们回到了罗马、希腊的古典艺术理念上。They tried to paint people and nature as they really were.他们力争如实地画出人物和自然。Rich people wanted to possess their own paintings, so they could decorate their superb palaces and great houses.富人们想拥有自己的艺术品并用来装饰自己的高级宫殿和豪宅They paid famous artists to paint pictures of themselves, their houses and possessions as well as their activities and achievements.,他们出价聘请著名艺术家来为自己画像,画自己的房屋和其他财物,以及他们的活动和成就。
One of the most important discoveries during this period was how to draw things in perspective.在此期间,最重要的发现之一就是如何用透视法来画出事物。This technique was first used by Masaccio in 1428.这一手法是1428年由马赛其奥第一次使用的。When people first saw his paintings, they were convinced that they were looking through a hole in a wall at a real scene.当人们第一次看到他的画时,还以为是透过墙上的小洞来观看真实的场景,并对此深信不疑。If the rules of perspective had not been discovered, no one would have been able to paint such realistic pictures.如没有发现透视法,人们就不可能画出如此逼真的画。By coincidence, oil paints were also developed at this time, which made the colours used in paintings look richer and deeper.巧合的是这一时期油画颜料也得到了发展,它使得绘画的色彩看上去更丰富、更深沉。Without the new paints and the new technique, we would not be able to see the many great masterpieces for which this period is famous.没有新的颜料和新的(绘画)手法,我们就不能看到很多使这一时代著名的杰作。Impressionism(late 19th to early 20th century)印象派时期(19世纪后期到20世纪初期)
In the late 19th century, Europe changed a great deal from a mostly agricultural society to a mostly industrial one.19世纪后期,欧洲发生了巨大的变化,从以农业为主的社会变成了以工业为主的社会。Many people moved from the countryside to the new cities.许多人从农村迁入到新城市。There were many new inventions and social changes.有着许多新发明,还有许多社会变革。Naturally, these changes also led to new painting styles.这些变革也自然而然地促成了新的绘画风格。Among the painters who broke away from the traditional style of painting were the Impressionists, who lived and worked in Paris.在那些突破传统画法的画家中有生活和工作在法国巴黎的印象派画家。
The Impressionists were the first painters to work outdoors.印象派画家是第一批室外写景的画家。They were eager to show how light and shadow fell on objects at different times of day.他们急切地想把一天中不同时间投射到物体上的光线和阴影呈现出来。However, because natural light changes so quickly, the Impressionists had to paint quickly.然而由于自然光的变化很快,印象派画家们必须很快地作画,Their paintings were not as detailed as those of earlier painters.因此,他们的画就不像以前那些画家们的画那样细致了。At first, many people disliked this style of painting and became very angry about it.起初,许多人都不喜欢这种画法,甚至还怒不可遏。They said that the painters were careless and their paintings were ridiculous.他们说这些画家作画时漫不经心、粗枝大叶,而他们的作品更是荒谬可笑。Modern Art(20th century to today)现代艺术(20世纪至今)
At the time they were created, the Impressionist paintings were controversial, but today they are accepted as the beginning of what we call “modern art”.在印象派作品的创建初期,它们是存在着争议的,但是如今己被人们接受而成为现在我们所说的“现代艺术”的始祖了。This is because the Impressionists encouraged artists to look at their environment in new ways.这是因为印象派鼓励画家用一种崭新的视角看待他们的环境。There are scores of modern art styles, but without the Impressionists, many of these painting styles might not exist.如今,现代艺术风格有好几十种,然而如果没有印象派,那么这许多不同的风格就不可能存在。On the one hand, some modern art is abstract;that is, the painter does not attempt to paint objects as we see them with our eyes, but instead concentrates on certain qualities of the object, using colour, line and shape to represent them.一方面,有些现代艺术是抽象的,也就是说,画家并不打算把我们眼睛看到的东西如实地画出来,而是集中展现物体的某些品质特性,用色彩、线条和形状把它们呈现出来。On the other hand, some paintings of modern art are so realistic that they look like photographs.而另一方面,有些现代派的艺术作品却是那么写实,看上去就像是照片。These styles are so different.这些风格如此不同。Who can predict what painting styles there will be in the future?谁能预言将来会有什么样的绘画艺术风格?
2.选修六Unit 1 THE BEST OF MANHATTAN’S ART GALLERIES曼哈顿艺术画廊荟萃 The Frick Collection(5th Avenue and E.70th Street)弗里克收藏馆(第5大道和第70街大道之间)
Many art lovers would rather visit this small art gallery than any other in New York.在纽约,比起其他艺术馆许多艺术爱好者都更乐意参观这家小型艺术陈列馆。Henry Clay Frick, a rich New Yorker, died in 1919, leaving his house, furniture and art collection to the American people.亨利·克莱·弗里克是纽约的一位富豪,于1919年去世,把他的房子、家具和艺术收藏品全部留给了美国人民。Frick had a preference for pre-twentieth century Western paintings, and these are well-represented in this excellent collection.弗里克对20世纪以前的西方绘画有偏爱,而在这个陈列馆的珍藏品里这些绘画得以很好展出。You can also explore Frick's beautiful home and garden which are well worth a Visit.你还可以好好考察一下弗里克美丽的故居和花园,它们是很值得一看的。Guggenheim Museum(5th Avenue and 88th Street)古根海姆博物馆(第5大道和第88街交汇处)
This museum owns 5,000 superb modern paintings, sculptures and drawings.这家博物馆拥有5000幅非常好的现代油画、雕塑和素描。These art works are not all displayed at the same time.The exhibition is always changing.这些艺术品并不是同时展出的,展品总是在不断地更换。It will appeal to those who love Impressionist and Post-Impressionist paintings.展览将吸引印象派和后印象派作品的爱好者。The Guggenheim Museum building is also world-famous.古根海姆博物馆的大楼也是世界闻名的。When you walk into gallery, you feel as if you were inside a fragile, white seashell.当你走进画廊的时候,你会觉得你进入了一个易碎的白色贝壳之中。The best way to see the paintings is to start from the top floor and walk down to the bottom.看画展最好是从顶层看起,一直往下看到底层。There are no stairs just a circular path.The museum also has an excellent restaurant.展厅里没有楼梯,只有一条环形的小道。博物馆里还有一家极好的餐馆。
Metropolitan Museum of Art(5th Avenue and 82nd Street)大都会艺术博物馆(第5大道与第82街交汇处)
The reputation of this museum lies in the variety of its art collection.这家博物馆以收藏艺术品种类繁多而享有盛名。This covers more than 5,000 years of civilization from many parts of the world, including America, Europe, China, Egypt, other African countries and South America.它的艺术品收藏涵盖了5000多年来世界上众多国家的文明史,其中包括美洲、欧洲、中国、埃及、其他非洲国家和南美洲。The museum displays more than just the visual delights of art.It introduces you to ancient ways of living.这家博物馆展出的不只是可以看得见的艺术之美,它还向你介绍了古代的生活方式。You can visit an Egyptian temple, a fragrant Ming garden, a typical room in an 18th century French house and many other special exhibitions.你可以看到埃及的寺庙,馥郁的明朝花园,18世纪法国住宅中的典型房间,以及许多其他特殊展品。Museum of Modern Art(53rd Street, between 5th and 6th Avenues)现代艺术博物馆(第53街,位于第5和第6大道之间)
It is amazing that so many great works of art from the late 19th century to the 21st century are housed in the same museum.令人惊奇的是,在同一家博物馆里竟能容纳下19世纪后期到21世纪的如此众多的名家巨作。The collection of Western art includes paintings by such famous artists as Monet, Van Gogh, Picasso and Matisse.西方艺术的收藏包括有莫奈、凡高、毕加索和马蒂斯等著名艺术家的作品。A few words of warning: the admission price is not cheap and the museum is often very crowded.有几句话需要提醒你注意:博物馆票价不菲,而且常常十分拥挤。
Whitney Museum of American Art(945 Madison Avenue, near 75th Street)惠特尼美国艺术博物馆(麦迪逊大道945号,靠近第75街)
The Whitney holds an excellent collection of contemporary American painting and sculpture.惠特尼博物馆藏有极好的当代美国绘画和雕塑品。There are no permanent displays in this museum and exhibitions change all the time.馆内没有永久性的展出,展品都是随时更换的。Every two years, the Whitney holds a special exhibition of new art by living artists.惠特尼博物馆每两年有一次特殊的展览,展品是仍然在世的艺术家们的新作。The museum also shows videos and films by contemporary video artists.这家博物馆还展出当代影视艺术家的录像和电影作品。
3.选修六Unit 2 A FEW SIMPLE FORMS OF ENGLISH POEMS 简体英文诗
There are various reasons why people write poetry.人们写诗有着各种各样的理由。Some poems tell a story or describe something in a way that will give the reader a strong impression.有些诗是为了叙事,或者说是描述某件事并给读者以强烈的印象。Others try to convey certain emotions.而有些诗则是为了传达某种感情。Poets use many different forms of poetry to express themselves.诗人用许多不同风格的诗来表达自己的情感。In this text, however, we will look at a few of the simpler forms.本文只谈了几种格式比较简单的诗。
Some of the first poetry a young child learns in English is nursery rhymes.孩子们最早学习的英文诗是童谣。These rhymes like the one on the right(A)are still a common type of children's poetry.像右边的这首童谣(A)至今仍然是常见的。The language is concrete but imaginative, and they delight small children because they rhyme, have strong rhythm and a lot of repetition.童谣的语言具体但富有想象力,这使得小孩子们快乐,因为它们押韵,节奏感强,并较多重复。The poems may not make sense and even seem contradictory, but they are easy to learn and recite.童谣不一定有什么意义,甚至有的看来自相矛盾,但是它们容易学,也容易背诵。By playing with the words in nursery rhymes, children learn about language.通过童谣中的文字游戏,孩子们学习了语言。(A)
Hush, little baby, don't say a word,小宝宝,别说话,Papa's going to buy you a mockingbird.爸爸给你买个小嘲鸟。If that mockingbird won't sing,小嘲鸟,不会唱,Papa's going to buy you a diamond ring.爸爸给你买个钻石戒。If that diamond ring turns to brass,钻石戒,变成铜,Papa's going to buy you a looking-glass.爸爸给你买个小镜子。If that looking-glass gets broke,小镜子,打破了,Papa's going to buy you a billy-goat.爸爸给你买个小山羊。If that billy-goat runs away,小山羊,跑掉了。
Papa's going to buy you another today.爸爸今天再去给你买一只。
One of the simplest kinds of poems are those like B and C that list things.像(B)和(C)这样的列举事物的清单诗是诗歌中最简单的一种。List poems have a flexible line length and repeated phrases which give both a pattern and a rhythm to the poem.清单诗可长可短,可以重复一些短语,较为灵活。形成固定句型和诗的节奏。Some rhyme(like B)while others do not(like C).有些清单诗有韵脚(如B),但有一些没有(如C)。(B)
I saw a fish-pond all on fire我看到鱼塘在燃烧 I saw a fish-pond all on fire,我看到鱼塘在燃烧,I saw a house bow to a squire,我看到房子向地主哈腰,I saw a person twelve-feet high,我看到人高一丈八,I saw a cottage in the sky,我看到茅屋在天郊。I saw a balloon made of lead,我看到气球用铅做,I saw a coffin drop down dead,我看到棺材把死人抛。I saw two sparrows run a race,我看到两只麻雀在赛跑,I saw two horses making lace,我看到两匹马儿绣花包。I saw a girl just like a cat,我看到姑娘像只猫,I saw a kitten wear a hat,我看到小猫带花帽。I saw a man who saw these too,我看到有人在一旁瞄,And said though strange they all were true.虽奇怪,但也把实情报。(C)
Our first football match我们的第一场球赛 We would have won...我们本来会得冠军…… if Jack had scored that goal,如果杰克踢进了那个球,if we'd had just a few more minutes,如果我们还有几分钟,if we had trained harder,如果我们训练的更严格,if Ben had passed the ball to Joe,如果本把球传给了乔,if we'd had thousands of fans screaming,如果有大批球迷助威,if I hadn't taken my eye off the ball,如果我死死盯住球,if we hadn't stayed up so late the night before,如果我们头晚不熬夜,if we hadn't taken it easy,如果我们没有放松警惕,if we hadn't run out of energy.如果我们没有精疲力竭,We would have won...我们本来是会的冠军的…… if we'd been better!如果我们能干的更好!
Another simple form of poem that students can easily write is the cinquain, a poem made up of five lines.另外一种学生容易写的简体诗是由五行组成的,叫做五行诗。With these, students can convey a strong picture in just a few words.用五行诗,学生可以用少量的词语传递一幅动人的画面。Look at the examples(D and E)on the top of the next page.请看下一页上端的D和E两个例子。(D)Brother兄弟
Beautiful, athletic爱美,又爱运动
Teasing, shouting, laughing爱闹,爱叫,又爱笑 Friend and enemy too是我的朋友 Mine也是我的敌人(E)Summer夏天
Sleepy, salty困乏,咸涩
Drying, drooping, dreading干涸,枯萎,恐怖 Week in, week out周而复始 Endless永无止境
Haiku is a Japanese form of poetry that is made up of 17 syllables.俳句诗(Haiku)是一种日本诗,由17个音节组成。It is not a traditional form of English poetry, but is very popular with English writers.它不属于英诗的传统形式,但是在用英语写作的人们中间,这种诗也是很流行的。It is easy to write and, like the cinquain , can give a clear picture and create a special feeling using the minimum of words.它容易写,而且像五行诗一样,它可以用最少的词语呈现出一幅清晰的画面,表达出一种特殊的感情。The two haiku poems(F and G)above are translations from the Japanese.下面两首俳句诗(右边的F和G)就是从日文翻译过来的。(F)
A fallen blossom落下的花朵
Is coming back to the branch.回到了树枝上。Look, a butterfly!瞧啊,是只蝴蝶!(by Moritake)(作者:Moritake)(G)
Snow having melted,雪儿融化了,The whole village is brimful整个村庄充满着 Of happy children.欢乐的儿童。(by Issa)(作者:Issa)
Did you know that English speakers also enjoy other forms of Asian poetryall of which will make life for human beings better." 汉布利实际上是这样说的: “二氧化碳含量的增加实际上是件好事,它使植物成长更快,庄稼产量更高,还会促进动物的生长——所有这些都能改善人类的生活。”
Greenhouse gases continue to build up in the atmosphere.温室气体继续在大气层中聚集。Even if we start reducing the amount of carbon dioxide and other greenhouse gases, the climate is going to keep on warming for decades or centuries.即使我们开始减少二氧化碳和其他温室气体的含量,在(未来)几十年或几个世纪内,气候仍会持续转暖。No one knows the effects of global warming.没有人知道全球变暖带来什么样的影响。Does that mean we should do nothing? 这是不是意味着我们就不必采取任何措施呢?Or, are the risks too great? 还是说,这样不采取任何措施危险性会很大呢?
8.选修六Unit4 WHAT CAN WE DO ABOUT GLOBAL WARMING? 关于全球变暖,我们能干些什么呢? Dear Earth Care, 亲爱的“关爱地球”组织:
I am doing a project on behalf of my school about global warming.我正代表学校做一项关于全球变暖的课题研究。Sometimes I feel that individuals can have little effect on such huge environmental problems.有时候我觉得,像这样一个巨大的环境问题,个人是起不了什么作用的。However, I still think people should advocate improvements in the way we use energy today.然而我仍然认为人们应该支持改善日常能源的消耗方式。As I'm not sure where to start with my project, 由于我还不清楚我该从哪里着手开始我的研究。I would appreciate any suggestions you may have.我希望能得到你们的建议。Thank you!谢谢!Ouyang Guang欧阳光
Dear Ouyang Guang, 亲爱的欧阳光:
There are many people who have a commitment like yours, but they do not believe they have the power to do anything to improve our environment.有许多人承担你这样的义务,而他们不相信自己有能力来影响环境。That is not true.这种想法是不正确的。Together, individuals can make a difference.众人拾柴火焰高。We do not have to put up with pollution.我们不必去忍受污染。
The growth of the greenhouse gas, carbon dioxide in the air actually comes as a result of many things we do every day.空气中的温室气体,二氧化碳的增长的确是来自我们许多的日常活动。Here are a few suggestions on how to reduce it.这儿有几条关于减少空气中二氧化碳含量的建议。They should get you started with your project.这些建议应当能够促进你的研究。1 We use a lot of energy in our houses.It is OK to leave an electrical appliance on so long as you are using itthis includes cars as well as smaller things like fridges and microwaves.4.劝你的父母去买那些节约能源的产品,包括汽车和像冰箱、微波炉之类的小件物品。5 Plant trees in your garden or your school yard, as they absorb carbon dioxide from the air and refresh your spirit when you look at them.5.在你的花园或校园里栽种树木,它们能吸收空气中的二氧化碳,还能在你观赏的时候使你感觉清爽。Finally and most importantly, be an educator.Talk with your family and friends about global warming and tell them what you have learned.6.最后,也是最重要的是,做一个教育者。同你的家人和朋友谈一谈全球变暖的问题,并把你学到的东西告诉他们。Rememberthe volcano.然而,最重要的是,通过我的工作能保护普通百姓免遭火山的威胁——这是世界上最大的自然威力之一。
I was appointed as a volcanologist working for the Hawaiian Volcano Observatory(HVO)twenty years ago.作为一名火山学家,我被派到夏威夷火山观测站(HVO)工作。My job is collecting information for a database about Mount Kilauea, which is one of the most active volcanoes in Hawaii.我的任务是收集有关基拉韦厄火山的数据资料,这是夏威夷最活跃的火山之一。Having collected and evaluated the information, I help other scientists to predict where lava from the volcano will flow next and how fast.收集和评估了这些信息之后,我就帮助其他科学家一起预测下次火山熔岩将往何处流去,流速多少。Our work has saved many lives because people in the path of the lava can be warned to leave their houses.我们的工作拯救了许多人的生命,因为熔岩要流经之地,老百姓都可以得到离开家园的通知。Unfortunately, we cannot move their homes out of the way, and many houses have been covered with lava or burned to the ground.遗憾的是,我们不可能把他们的家搬离岩浆流过的地方,因此,许多房屋被熔岩淹没,或者焚烧殆尽。
When boiling rock erupts from a volcano and crashes back to earth, it causes less damage than you might imagine.当滚烫的岩石从火山喷发出来并撞回地面时,它所造成的损失比想象的要小些,This is because no one lives near the top of Mount Kilauea, where the rocks fall.这是因为在岩石下落的基拉韦厄火山顶附近无人居住。The lava that flows slowly like a wave down the mountain causes far more damage because it buries everything in its path under the molten rock.而顺着山坡下流的火山熔岩所造成的损失却大得多,这是因为火山岩浆所流经的地方,一切东西都被掩埋在熔岩下面了。However, the eruption itself is really exciting to watch and I shall never forget my first sight of one.然而火山喷发本身的确是很壮观的,我永远也忘不了我第一次看见火山喷发时的情景。It was in the second week after I arrived in Hawaii.那是在我抵达夏威夷后的第二个星期。Having worked hard all day, I went to bed early.那天我辛辛苦苦等干了一整天,很早就上床睡觉了。I was fast asleep when suddenly my bed began shaking and I heard a strange sound, like a railway train passing my window.我在熟睡中突然感到床铺在摇晃,接着我听到一阵奇怪的声音,就好像有列火车在我的窗外行驶一样。Having experienced quite a few earthquakes in Hawaii already, I didn't take much notice.因为我在夏威夷曾经经历过多次地震,所以对这种声音我并不在意。I was about to go back to sleep when suddenly my bedroom became as bright as day.我刚要再睡,突然我的卧室亮如白昼。I ran out of the house into the back garden where I could see Mount Kilauea in the distance.我赶紧跑出房间,来到后花园,在那儿我能远远地看见基拉韦厄火山。There had been an eruption from the side of the mountain and red hot lava was fountaining hundreds of metres into the air.在山的一边有火山喷发,红色发烫的岩浆像喷泉一样,朝天上喷射达几百米高。It was an absolutely fantastic sight.真是绝妙的奇景!
The day after this eruption I was lucky enough to have a much closer look at it.就在这次火山喷发的第二天,我有幸做了一次近距离的观察。Two other scientists and I were driven up the mountain and dropped as close as possible to the crater that had been formed during the eruption.我和另外两位科学家驱车上山,到最靠近这次火山喷口的地方才下车。Having earlier collected special clothes from the observatory, we put them on before we went any closer.早先从观测站出发时就带了一些特别的安全服,于是我们穿上安全服再走近火山口。All three of us looked like spacemen.我们三个人看上去就像宇航员一样,We had white protective suits that covered our whole body, helmets, big boots and special gloves.我们都穿着白色的防护服遮住全身,戴上了头盔和特别的手套,还穿了一双大靴子。It was not easy to walk in these suits, but we slowly made our way to the edge of the crater and looked down into the red, boiling centre.穿着这些衣服走起路来实在不容易,但是我们还是缓缓往火山口的边缘走去,并且向下看到了红红的沸腾的中央。The other two climbed down into the crater to collect some lava for later study, but this being my first experience, I stayed at the top and watched them.另外两人攀下火山口去收集供日后研究用的岩浆,我是第一次经历这样的事,所以留在山顶上观察他们。
Today, I am just as enthusiastic about my job as the day I first started.如今,我和当初从事这项工作时一样满怀热情。Having studied volcanoes now for many years, I am still amazed at their beauty as well as their potential to cause great damage.虽然我从事火山研究很多年了,但是我对火山的壮丽景色以及它那潜在的巨大破坏力至今仍然感到惊愕不已。
10.选修六Unit5 THE LRKE OF HERVEN天上的湖(天池)
Changbaishan is in Jilin Province, Northeast China.Much of this beautiful, mountainous area is thick forest.长白山在东北的吉林省,这个美丽的山区大部分是茂密的林区。Changbaishan is China's largest nature reserve and it is kept in its natural state for the people of China and visitors from all over the world to enjoy.长白山是中国最大的自然保护区,保持着它的原始状态,以供中国人民和世界各地的游客欣赏。The height of the land varies from 700 metres above sea level to over 2,000 metres and is home to a great diversity of rare plants and animals.这里地面的高度从海拔700米到2000多米不等,是多种多样动物植物的生长地。Among the rare animals are cranes, black bears, leopards and tigers.珍稀动物有白鹤、黑熊、豹子和虎。Many people come to Changbaishan to study its unique plants and animals.许多人到长白山来研究珍奇的动植物。Others come to walk in the mountains, to see the spectacular waterfalls or to bathe in the hot water pools.另外一些人则是到山里来走一走,看看那些蔚为壮观的瀑布,或者在温水池里泡个澡。However, the attraction that arouses the greatest appreciation in the reserve is Tianchi or the Lake of Heaven.然而保护区里最令人欣赏的地方则是天池,或者说是天上的湖。
Tianchi is a deep lake that has formed in the crater of a dead volcano on top of the mountain.天池是一个深水湖,是由山顶的一个死火山的火山口形成的。The lake is 2,194 metres above sea level, and more than 200 metres deep.In winter the surface freezes over.海拔高度为2194米,水的深度超过200米,到冬天湖面就全部结冰了。It takes about an hour to climb from the end of the road to the top of the mountain.从路的尽头到山顶约需一个小时。When you arrive you are rewarded not only with the sight of its clear waters, but also by the view of the other sixteen mountain peaks that surround Tianchi.你一到达山顶就会得到回报——你不仅可以看到天池那清澈如镜的湖水,而且还可以看到四周的16座山峰。
There are many stories told about Tianchi.The most well-known concerns three young women from heaven.天池有着许多传说故事,其中最著名的是关于从天上下凡的三位少女的故事。They were bathing in Tainchi when a bird flew above them and dropped a small fruit onto the dress of the youngest girl.她们在天池洗澡时,突然有一只鸟飞到她们的上方,把一个小小的水果扔在最年轻的姑娘的衣服上。When she picked up the fruit to smell it, it flew into her mouth.当她拿起来闻的时候,它飞进了她的嘴里。Having swallowed the fruit, the girl became pregnant and later gave birth to a handsome boy.姑娘吞食了这个果子,后来就怀孕了。过了一段时间,她生下了一个漂亮的男孩。It is said that this boy, who had a great gift for languages and persuasion, is the father of the Manchu people.据说这个男孩就是满族人的祖先,具有语言天赋和很强的说服力。
If you are lucky enough to visit the Lake of Heaven with your loved one, don't forget to drop a coin into the clear blue water to guarantee your love will be as deep and lasting as the lake itself.如果你有幸同你所爱的人去游天池,别忘了投一枚硬币到清澈碧蓝的水中,以确保你们的爱情像湖水一样深厚、持久。
第四篇:新课标人教A高中物理选修3-3教案10.5 热力学第二定律的微观解释
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第五篇:化学选修ⅲ人教新课标第三章教学资源.
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教学资源1 1.晶体学的主要分支
晶体学是一门庞大的学科,它由晶体学经典理论(如几何晶体学)、晶体形貌学、晶体的测定理论与技术(如X衍射晶体学)、晶体物理学(如晶体光学)、晶体化学(又称结晶化学)、晶体生长理论与技术(如晶体制备)、描述晶体学、实际晶体理论与应用等分支组成。
几何晶体学是晶体学的基础理论,形成于19世纪中叶,以对称性理论(宏观对称性和微观对称性)为基础,包括空间群、晶系、点阵型等。2.如何鉴定宝石
宝石有天然的和人工的。如何区别天然的和人工的宝石呢?比如钻石,天然与人工的钻石在成分、硬度、密度上都相同,鉴别难度大。但借助于X射线仪可以区别:人造钻石发黄色荧光和磷光,而天然的钻石发蓝色荧光。钻石是亲油的,用笔或牙签蘸一点油再涂在钻石表面上,油会融在钻石表面上,而假钻石就会呈小油珠。如果往钻石表面蘸水,水会呈小珠状,而假钻石的表面水会分散流走。钻石的化学成分是碳。
真假红、蓝宝石也可以区别。一般认为,红宝石和蓝宝石是仅次于钻石的珍贵宝石,也是最主要的宝石种类之一。从矿物学观点看,它们都是刚玉晶体类的矿物,只是颜色不同而已。所谓红宝石是指具有红宝石质量的红色刚玉;而蓝宝石的涵义比较广泛,它包括了除红色之外的具有宝石质量的任何颜色的刚玉。
真正的红、蓝宝石,属于三方晶系,化学成分是三氧化二铝,和刚玉的化学成分相同。天然红蓝宝石在生长过程中表面可形成大大小小的凹坑;而人工的就没这种现象,但可出现一层又一层的“圆弧形生长线”,如果在宝石表面看到这些线状构造,就可断定这不是真的宝石。此外,天然的红、蓝宝石在结晶过程中,周围有一些其他天然矿物晶体,这些矿物常被包入红、蓝宝石晶体中成为包体。这些包体有两大特点:一是呈带棱角的晶形;二是常按一定方向排列,彼此以60°角相交。肉眼观看时,好像红、蓝宝表面有着许多丝状物,这恰恰是真宝石的重要标志。
相反,人造红、蓝宝石中也可出现包体,它的包体不是各种矿物,而是气泡,气泡的出现通常无规律、密集成群,也可孤立出现。
在实验室里可通过光谱仪来鉴定天然和人造的红、蓝宝石。专业技术人员认为,天然红、蓝宝石在分光镜中光谱的蓝色部分可见到波长450 mm的黑线,这一定是真的天然红、蓝宝石。如果没有这条吸收黑线,那一定是假货——人造红、蓝宝石。
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3.关于晶胞(1)晶胞具有平移性
用锤子轻轻敲击具有整齐外形的晶体(如方解石),会发现晶体劈裂出现的新晶面与某一原晶面是平行的,这种现象叫做晶体的解理性。古人由晶体解理性猜测,晶体是由无数肉眼看不见的,形状、大小、取向相同的微小几何体堆积而成的,后来,这种观念发展成晶胞的概念——整块晶体是由完全等同的晶胞无隙并置地堆积而成的。“完全等同”可从“化学上等同”和“几何上等同”两个方面来理解。“化学上等同”指晶胞里原子的数目和种类完全等同;“几何上等同”既指所有晶胞的形状、取向、大小等同,而且指晶胞里原子的排列(包括空间取向)完全等同。“无隙并置”即一个晶胞与它的相邻晶胞是完全共顶角、共面、共棱的,取向一致,无间隙,从一个晶胞到另一个晶胞只需平移,不需转动,进行或不进行平移操作,整个晶体的微观结构不可区别。晶胞的这种本质属性可归纳为晶胞具有平移性。
[例3-1] 图3-1中的晶胞是指实线小立方体呢还是指虚线大立方体?为什么?
图3-1哪个是氯化钠晶胞?哪个是金刚石晶胞?
[答] 图3-1中的小立方体不具有平移性,因为它与相邻的小立方体并非等同。相反,大立方体才具有平移性,在它的上下左右前后都有无隙并置的完全等同的立方体,只是没有画出来而已,因此大立方体才是晶胞,小立方体不是晶胞。
晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱是晶胞平移性这一本质特征的必然推论。这里的所谓“相同”,包括“化学上相同”(原子或分子相同)和“几何上相同”(原子的排列与取向),不具有平移性就不是晶胞。(2)晶胞中原子的坐标与计数
原子在晶胞中的位置,科学的表述是原子坐标。坐标必定是对应于一个参考系的术语。晶胞的参考系的原点,习惯上取在晶胞的左-后-下顶角上,并把相交于这个原点的晶胞的三根棱按右手坐标定为a、b、c,通常以向前方(指向观察者)为+a,向右为+b,向上为+c(但并非必定如此,这只是大多数情况下的习惯画法,a、b、c的指向可以改变,但原点和右手坐标系一般不改变,否则利用计算机程序画晶胞时会出现混乱)。在这样一个坐标系七彩教育网 全国最新初中、高中试卷、课件、教案等教学资源免费下载 七彩教育网 www.xiexiebang.com 免费提供Word版教学资源
中,原子的坐标就是指向量和xa+yb+zc中的(x,y,z)三数组的三个数字。例如,原点的坐标是0,0,0;体心的坐标是1/2,1/2,1/2;等等。如图32画了15个原子,然而,若考察原子坐标,却只有4种原子坐标,可见图中的晶胞只有4个原子!
图3-2晶胞中的原子坐标与计数举例
请注意:①x、y、z三个数的取值范围是1>x(y、z)>-1,不会等于1或大于1,也不会等于或小于-1,可以简单地记忆为“1即是0”;②由此可见,晶胞的8个顶角的坐标是一样的,换句话说,它们是同一个原子。请回过头来看图31。若取实线的小立方体为晶胞,8个顶角的原子不一样了,可见错了;③再细致点,我们可以肯定:若一个原子坐标在晶面上,肯定在晶胞图上可以看见一对(位于平行的两个面上),反过来说,三对面如果都有原子,必定有三个原子坐标,而不是一个原子坐标。同样的道理,如果某原子在晶胞的棱上,在晶胞图上将看到4个原子,位于平行的4个棱上。反过来说,如果晶胞的12根棱上全有原子,肯定不会有相同的坐标,而是有3个坐标。
有了原子坐标的概念,数晶胞里的原子数目,变得很简单——有多少种不同的原子坐标,就有多少个原子,至于不同坐标的原子是否同种原子,跟晶胞中有多少个原子毫无关系。
(3)晶胞不一定都取平行六面体
可以选为晶胞的多面体很多,只要它们可无隙并置地充满整个微观空间,即具有平移性,都可以选取,如图3-3所示的五种(注:图3-3的五种可无隙并置地填满整个空间的多面体是费多罗夫证明的,可称为费多罗夫体。需补充说明的是,费多罗夫体是拓扑型,只要保持平行面和平行棱的特征,每一种费多罗夫体的面间度是可任意改变的,例如,图中的六方柱体的底面上三对平行棱的边长不等而成不正的平行六角形,或者柱面与底面的夹角不是90°而以其他角度呈斜柱体,都仍可以无隙并置。其他费多罗夫体具有相同的性质。除费多罗夫体外,还有所谓布里渊体,不必是凸多面体,也可被选为描述晶体结构的晶胞,其形状更为复杂多样了。)。但应强调指出,若不指明,三维的“习用晶胞”都是平行六面体,七彩教育网 全国最新初中、高中试卷、课件、教案等教学资源免费下载 七彩教育网 www.xiexiebang.com 免费提供Word版教学资源
即图3-3中最左边的一种(二维平面上的晶胞则是平行四边形),叫做布拉维晶胞,即通常所指的晶胞。
图3-3多面体只要可无隙并置地充满整个微观空间,都可被选为晶胞用,但习用晶胞是平行六面体
[例3-2]某些晶体,例如金属镁,在历史上曾用六方柱体作为它的晶胞。图34用实线画出了这种过时的晶胞。有人说,一个六方柱体晶胞包含三个布拉维晶胞(如图34中用实线画出了3个平行六面体)。这种说法对吗?
[答]不对。我们只能选取其中任何一个平行六面体为布拉维晶胞而不能同时选三个。因为在同一个六方柱体里的三个平行六面体尽管无隙却不并置,从一个平行六面体到另一个平行六面体需要转动,并非平移关系。图34用虚线画出了选取六方柱体前右平行六面体为晶胞时的相邻晶胞之一(请读者用虚线自行画出更多的相邻晶胞)。习惯使用的晶胞是布拉维晶胞,必为平行六面体;所有晶胞在晶体中取向相同。
图3-4老的六方柱体晶胞和习用晶胞的关系
(4)素晶胞与复晶胞——体心晶胞、面心晶胞和底心晶胞
晶胞是描述晶体微观结构的基本单元,但不一定是最小单元。晶胞有素晶胞和复晶胞之分。素晶胞,符号P,是晶体微观空间中的最小基本单元,不可能再小。素晶胞中的原子集合相当于晶体微观空间中的原子作周期性平移的最小集合,叫做结构基元。复晶胞是素晶胞的多倍体;分体心晶胞(2倍体),符号I;面心晶胞(4倍体),符号F;以及底心晶胞(2倍体)三种。
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体心晶胞的特征是晶胞内的任一原子作体心平移【原子坐标+(1/2,1/2,1/2】必得到与它完全相同的原子。例如,若晶胞内有一个坐标为0,0,0的原子(即处于晶胞的顶角),必同时有一个坐标为1/2,1/2,1/2相同原子(处于晶胞体心)。
检验某晶胞是否体心晶胞的方法很多。(1)如果晶胞中的原子很少,可直接考察它们的原子坐标。例如,若在一个晶胞里只有2个原子,一个原子的坐标为0,0,0,另一个原子的坐标为1/2,1/2,1/2,而且它们是同种原子,这个晶胞是体心晶胞。若它们不是同种原子,表明不能作体心平移,是素晶胞。(2)将晶胞的框架移至体心,得到的新晶胞与原晶胞毫无差别时,是体心晶胞(为此要在图中按原子的固有排列方式画出更多的原子,而且在移动晶胞框架时不要移动图中的原子)。(3)考察处于晶胞顶角的原子本身以及其周围环境与处于体心的原子以及周围环境是否相同,如果相同,这种晶胞就是体心晶胞。[例3-3]图3-5中哪种晶胞(实线的立方体)是体心晶胞?
图3-5体心晶胞与非体心晶胞的例子
[答]金属钠的晶胞是体心晶胞而氯化铯是素晶胞。金属钠晶胞中只有2个原子,它们的原子坐标分别为0,0,0和1/2,1/2,1/2,而且它们是同种原子,说明晶胞具有体心平移的特征,故为体心晶胞。氯化铯晶胞虽也有2个与金属钠晶胞原子坐标相同的原子,但一个是氯,另一个是铯,不具有平移关系(注:平移关系是平移前后结构不可区分),因此是素晶胞。提请读者注意:我国有许多教科书或教学参考资料,特别是中学高考复习资料,错误地将氯化铯说成体心晶胞,应予纠正。
面心晶胞的特征是可作面心平移,即所有原子均可作在其原子坐标上+(1/2,1/2,0;0,1/2,1/2;1/2,0,1/2)的平移而得到周围环境完全相同的原子。如晶胞顶角有一个原子,在晶胞三对平行面的中心必有完全相同的原子(周围环境也相同)。[例3-4]图3-6中哪个晶胞是面心晶胞? [答]金属铜是面心晶胞;Cu3Au是素晶胞。
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图3-6面心晶胞(金属铜)(左)与非面心晶胞(Cu3Au)(右)举例 [例3-5]金刚石、干冰晶胞(如图37)是不是面心晶胞?
图3-7金刚石晶胞(左)和干冰晶胞(右)
[答]金刚石晶胞中有8个原子,它们的原子坐标分别是0,0,0(顶角原子);1/2,1/2,0;1/2,0,1/2;0,1/2,1/2(3个面心原子);3/4,1/4,1/4;1/4,3/4,1/4;1/4,1/4,3/4和3/4,3/4,3/4(4个分处晶胞4条体对角线上的原子);前4个原子无疑是面心平移关系。后4个原子也是面心平移关系,例如,对坐标为3/4,1/4,1/4的原子的坐标上分别加面心平移坐标:
结果得到另外3个原子的坐标,可见,这4个原子也具有面心平移关系,换言之,金刚石晶胞的结构基元为2个原子(0,0,0和3/4,1/4,1/4)的集合,这2个原子分别作面心平移,得到8个原子,结论:金刚石晶胞具有面心平移的特征,是面心晶胞。
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干冰晶胞无疑不是面心晶胞。因为该晶胞中有4个取向不同的二氧化碳分子,它们是不可能进行面心平移的。例如,顶角二氧化碳分子是一种取向(为什么8个顶角二氧化碳分子的取向必定相同?),3对面心的二氧化碳分子的取向与顶角二氧化碳分子的取向都不同,而且它们也互不相同。需提请读者注意的是,我国大多数学校的干冰晶胞立体模型是错误的,这些模型中的二氧化碳分子的取向搞错了。
底心晶胞的特征是可作底心平移,即晶胞中的原子能发生如下平移:+(1/2,1/2,0),称为C底心;+(0,1/2,1/2),称为A底心;+(1/2,0,1/2),称为B底心。底心平移是指只能发生其中一种平移。
[例3-6]图3-8中的实线给出了碘的晶胞(正交晶胞),请问:它是什么底心晶胞(A、B、C)?
图3-8 底心晶胞举例(I2)
[答]将晶胞原点移至bc面心(a)和ab面心(c)均不能使所有原子坐标不变,只有将晶胞原点移至ac面心(b)才得到所有原子坐标不变的新晶胞,可见碘的晶胞是B底心(正交)晶胞。(5)布拉维系
平行六面体的几何特征可用边长关系和夹角关系确定。布拉维晶胞的边长与夹角叫做晶胞参数,其定义如图39所示(注意不要弄错夹角与边的相互关系)。共有7种不同几何特征的(三维)晶胞,称为布拉维系(Bravais system)(如图310),它们的名称、英文名称、符号及几何特征如下:
图3-9晶胞参数的定义
立方cubic(c)a=b=c,α=β=γ=90°(只有1个晶胞参数a是可变动的)四方tetragonal(t)a=b≠c,α=β=γ=90°(有2个晶胞参数a和c)七彩教育网 全国最新初中、高中试卷、课件、教案等教学资源免费下载 七彩教育网 www.xiexiebang.com 免费提供Word版教学资源
正交orthorhomic(o)a≠b≠c,α=β=γ=90°(有3个晶胞参数a、b和c)单斜monoclinic(m)a≠b≠c,α=γ=90°,β≠90°(有4个晶胞参数a、b、c和β)三斜anorthic(a)a≠b≠c,α≠β≠γ(有6个晶胞参数a、b、c、α、β和γ)六方hexagonal(h)a=b≠c,α=β=90°,γ=120°(有2个晶胞参数a和c)菱方rhombohedral(R)a=b=c,α=β=γ(有2个晶胞参数a和α)
图3-10晶胞按平行六面体几何特征的分类——布拉维系(6)14种布拉维点阵型
布拉维系有7种不同几何特征的晶胞;晶胞又有素晶胞、体心晶胞、面心晶胞和底心晶胞之分。那么,布拉维系的7种晶胞是否都既有素晶胞又有复晶胞呢?19世纪中叶,法国晶体学家布拉维(Bravais)严密地论证了这个问题,得出结论如下:布拉维系7系和晶胞的素、复结合,总共只有14种晶胞,如表31和图3-11所示,在晶体学中,称为布拉维点阵型(注:图3-11中的每个小黑点是晶胞中的一个结构基元的抽象,叫做点阵点。点阵点的系列叫做点阵。所以图3-11叫做点阵型。晶胞的形状与大小与点阵单位的形状与大小完全相等。但晶胞图给出具体的原子而点阵单位图只给出点阵点。注意:晶胞(crystal cell)和点阵单位(lattice unit)在许多文献中是不加区分地混用的。)。表3-1给出了这14种晶胞的符号。其中小写字母c、t、o、m、a、h是所谓“晶族”(crystal family)的代号,大写字母P、I、F分别代表素晶胞、体心晶胞和面心晶胞,A、B、C代表底心晶胞,R则只代表布拉维系的菱方晶胞。小写字母和大写字母结合,是一种既涉及布拉维系又涉及素、复的晶胞代号,例如,cP是素立方晶胞,cI是体心立方晶胞,等等。这些符号是国际晶体学会组织编写的重要工具书晶体学国际表(1983)推荐的,已广泛应用。
表3-1
14种布拉维点阵型
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