春沪科版物理九年级全册：203-材料的开发和利用

第三节材料开发和利用第二十章能源、材料与社会导入新课讲授新课课堂小结随堂训练第1页我们周围材料

即使社会发展给我们带来了丰富物品，不过为了制造物美价廉、性能更加好物品，人们正不停地研究性能更加好、更有价值新材料。导入新课第2页导入新课1.了解物质属性对科技进步影响；2.初步了解半导体、超导体、纳米材料应用和对社会发展；3.有保护环境和合理利用资源意识。学习目标第3页原始人类用石材制造工具铸钟——我国是世界上最早掌握青铜冶炼技术国家之一材料与社会一

人类发展过程中先后经历了石器时代、青铜时代和钢铁材料时代。讲授新课第4页

人类使用材料历史已经历了以下几个时代：石器时代、青铜器时代、铁器时代、蒸汽时代、电气时代、电子信息时代。1.石器时代（400,000~4,500）人类主要以石头、骨头、木制作简单工具陶器出现是人类跨入新石器时代主要标志之一。2.青铜器时代（4,500~1,000）大量使用青铜作为第一个合金做工具、青铜礼器时期。讲授新课第5页3.铁器时代（1000—）人类使用铁来制造工具和武器。4.蒸汽时代（18世纪60年代）人类开始了第一次工业革命，并创造了巨大生产力，人类进入“蒸汽时代”。5.电气时代（19世纪70年代）今天所使用电灯、电话都是在在第二次工业革命中被创造出来，人类由此进入“电气时代”。6.电子信息时代（20世纪四五十年代）以原子能技术、航天技术和电子计算机利用为代表第三次科技革命开始兴起，它将人类社会带入了电子信息时代。讲授新课第6页

依据材料导电性能，材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类。1.轻易导电材料是导体，比如：金、银、铜、铁。其中铜、铝是最惯用电良导体，惯用来制成导线。材料导电性二讲授新课第7页2.不轻易导电材料是绝缘体，比如：玻璃、橡胶等材料。3.半导体材料是导电性能介于导体和绝缘体之间材料，比如：硅、锗、砷化镓等。硅材料用于制作半导体元件讲授新课第8页试验探究：导体与绝缘体试验材料：电源、灯泡、导线、接线柱、开关、待测材料。试验设计：

在右边方框中，自己设计一个试验电路，进行试验，判定待测材料是导体还是绝缘体。试验过程及结论：

绿色为待测材料，假如闭合开关，小灯亮，则待测材料为导体，若小灯不亮，则为绝缘体。讲授新课第9页

半导体能够制成二极管、三极管等半导体元件和集成电路。半导体二极管有单向导电性，半导体三极管能够用来放大电信号。半导体元件

从惯用电器，如收音机、录音机、电视机、电脑等中，都能够找到大量半导体元件。讲授新课第10页试验探究：半导体二极管单向导电特征试验材料：电源、灯泡、导线、接线柱、开关、半导体二极管。试验设计：

在右边方框中，自己设计一个试验电路，进行试验，判定半导体二极管导电特征。图1图2讲授新课第11页试验过程：将半导体二极管分别如图所表示进行连接，闭合开关，观察小灯是否亮起。试验结论：如图1所表示灯泡亮起，如图2所表示，灯泡不亮，说明半导体二极管含有单向导电性。讲授新课第12页1.超导材料汞电阻随温度改变情况1911年，昂内斯在研究汞电阻随温度改变时，观察到在测试温度降低到4.2K时，汞电阻突然降低到测量不到微小值，从而发觉超导现象。开发新材料三讲授新课第13页超导材料出现以后，人们首先想到就是利用超导体零电阻特征实现远距离大功率输电，因为超导输电线能够无损耗地输送极大电流。这意味着用细电线就能够输送强电流。很细超导丝就能够输送强大电流讲授新课第14页超导磁出现象使人们想到能够用超导体来实现交通工具无摩擦运行，这将会大大提升交通工具运行速度。20世纪末，人们分别对超导列车、超导船进行了可行性试验。讲授新课第15页2.纳米材料

纳米材料统指合成材料基本单元大小限制在1~100nm范围内材料，这大约相当于10~1000个原子紧密排列在一起尺度。

纳米材料除了其基本单元尺度小以外，在力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特殊性能。讲授新课第16页

人们正在研制纳米尺度微小机器，由纳米材料制成导线将大大提升计算机性能，并缩小计算机芯片体积。用纳米技术做成量子磁盘，每平方厘米面积内可贮存3万部《红楼梦》。纳米颗粒材料讲授新课第17页纳米材料杀死癌细胞纳米超材