沪粤版八年级物理上册教案：5.5 点击新材料

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1、5.5点击新材料教学目标：1、初步了解半导体、超导体和纳米材料的一些特点。 2、经历上网、进图书馆、作社会调查收集资料的过程，学习查文献资料和社会调查研究问题的方法，感悟新材料的发展对人类生活和社会发展带来的影响。 3、培养学生对今天人类在高科技领域内的成就的兴趣，激发他们为人类科学事业献身的精神。 教学重点、难点： 1、重点是了解这几种新材料的特性及其应用；2、难点是作为农村学生，由于条件的限制，在自己查询这几种新材料有关知识方面比较困难。 教学方法：阅读、交流、讨论、提问等。 教学过程： 一、引入新课 各种新材料层出不穷，它们越来越多地进入我们的学习、工作和生活的方方面面，并正在改变我们的

2、生活方式，提高我们的生活质量，促进社会的进步和发展。下面，我们点击几种新材料，初步认识它们。 板书：5.5 点击新材料 二、新课教学 板书：1、纳米材料 指导学生阅读课文，了解纳米材料的特点及其应用。 一、纳米技术的基本概念 就象毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，是一米的十亿分之一，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在 1100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略

3、这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在 20世纪 70年代用蒸发法做了超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约 2030纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高 1000倍。80 年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。 纳米技术是一种在纳米尺度空间内的生产方式和工作方式，并在纳米空间认识自然、创造一种新的技能。比如进入血管的机器人很小，将来它要工作的

4、工具就必须是纳米材料。最近，科学家已经发明了纳米铲子、纳米勺子，血管机器人可以在血管里用这些工具来进行操作，这就是纳米工具，绝不象现在工具这样。 板书：2、超导材料 指导学生阅读课文，了解超导材料的特点及其应用。 物质在超低温下失去电阻的性质称为超导电，具有这种性质的物质称为超导体，超导体在电阻消失以前的状态称为常导状态，电阻消失以后的状态称为超导状态。早在 1911年，荷兰科学家昂尼斯用液氮冷却水银，当温度降到零下 269摄氏度左右时，发现水银的电阻空气完全消失，这种现象称为“超导”现象，所有具有这种零电阻的材料称为超导体。超导体具有两大宏观特征，即零电阻和完全抗磁性。零电阻是指可以输送大电

5、流不发热，几乎不损耗能量；完全抗磁性是指即当超导体处于超导状态时，超导体内部磁场为零，对磁场完全排斥，但当外部磁场大于临界值时，超导性被破坏。我们把具有这种特性的物体称为超导体，把电阻突然降为零时的温度称为超导转变温度。如果把电流、磁场、压力等参数维持在很小的值，在这一条件下的转变温度称为超导临界转变温度，用 Tc表示。 超导材料的特点：(1)当温度低于 Tc时，直流电阻为零；(2)当温度低于 Tc时，材料具有完全反磁性；(3)当温度低于 Tc时，材料具有量子效应。 因此，如何提高 T，成为超导材料能否在工业中得到应用的技术关键。超导材料的应用领域较广： 电力输送。可以不加压输电，电能损失可减

6、少 10以上，电费开支可节省 15以上。据测算，单是超导输电的实现就可使美国一年节省价值 100亿美元的电力。受控热核聚变反应装置。其反应过程中的温度高达 1亿摄氏度，目前还没有任何装置能约束这种极高温的反应过程，而将来用超导体产生的超强磁场可有效地控制这种反应过程。 超导磁悬浮列车。这种列车打破了传统的轮轨接触方式，它是在没有轮子的车厢上和轨道上安置线圈，电流通过时使之产生相斥的磁场将车厢抬起悬浮状，以线形电机推动车厢前进。这种列车没有轮轨接触滚动的阻力，列车行驶速度大大提高，时速可达 500多公里。如北京到广州，只需要 4个多小时。另外，用超导电动汽车取代燃油汽车，全世界每年可节省燃油 1

7、0亿吨以上，并可大大减少噪音和环境污染。 超导电子计算机。用超导芯片将大大提高计算机的运算速度，并减少体积。美国 IBM公司研制的一台运算速度为 8000万次/秒的超导计算机，体积只有一部电话机大小，其元件不发热，可长时间高效率运行。 由清华大学物理系自主研制成功的我国首台 CDMA移动通信用的高温超导滤波器系统，至今已连续无故障使用一年半以上，每天 24小时不间断地为用户提供优质。 板书：3、隐性材料 指导学生阅读课文，了解隐性材料的特点及其应用。 特点：能将雷达发射出的电磁波大部分吸收掉，反射回去的却很少。 应用：常用于飞机、坦克等重要军事目标或武器上。 三、归纳小结 通过本节学习，你有什么收获？ 四、布置作业完成本节基础训练。五、板书设计