粤教版高中物理选择性必修3 第二章气体 液体和固体 第六节新材料.ppt

高二—粤教版—物理—选择性必修三—第二章

新材料

知识回顾物体气体液体固体晶体盖—吕萨克定律气体实验定律理想气体状态方程玻意耳定律查理定律毛细现象表面张力浸润与不浸润非晶体单晶体多晶体热气球打气泵测定肺活量等防水布料酒精灯等液晶显示屏

气态、液态和固态是最常见的三种物质形态，这些不同形态物理材料的应用，对人类社会的发展起到了重大的推动作用。历史学家们曾经根据人类使用的材料把古代史划分为石器时代、陶器时代、铜器时代和铁器时代。

每一次新材料的发现与利用都极大地推动了人类社会的发展。直到今天各种新材料的涌现，每一次进步都标志着人类社会生产水平的一大跨越。每一次新材料的开发和使用，都推动人类社会迈上新的台阶。

ENIAC(电子数字积分计算机）世界上第一台通用计算机长30.48m，宽6m，高2.4m占地面积约170平方米有30个操作台，造价48万美元17468根真空管（电子管)7200根晶体二极管计算速度为每秒5000次加法

华为公司2019年推出的麒麟9905G手机芯片，在手指甲盖大小的地方，集成了103亿个晶体管，运算速度达到每秒万亿次。基础知识

基础知识ENIAC(电子数字积分计算机）麒麟9905G手机芯片生产时间1946年2019年占地面积集成数量计算速度5000次加法/秒或400次乘法/秒半导体

基础知识手机手机平板电脑笔记本电脑台式主机智能手表空调扫地机器人洗衣机

基础知识手机二极管芯片老式收音机

半导体到底是什么？基础知识

基础知识绝缘体

一、半导体：指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。基础知识

(一）特点：1.半导体的导电性可以通过掺杂来控制基础知识本征半导体

基础知识五价磷原子自由电子（-）N型半导体：自由电子浓度大于本征半导体三价硼原子空穴（+）P型半导体：空穴浓度大于本征半导体

基础知识P型半导体N型半导体P型-N型二极管P-N结（单项导电性）

单晶硅锭圆晶片圆晶片制成的集成芯片一个集成芯片基础知识

基础知识基础知识NE555芯片内部，显微镜下

基础知识老式收音机

基础知识老式收音机半导体收音机电子管收音机体积小体积大耗电少耗电多寿命长寿命短

基础知识

手机集成了光线、距离、重力、加速度、磁场、指纹等十几种传感器，以及多个功能模块以支持通话、上网、导航、拍照等各种功能。电子及电子元器件的高度集成，使得各种功能组件小型化、微型化成为可能。基础知识

2.光/热生伏特效应基础知识吸热或光照产生电子-空穴对自由电子向N区运动空穴向P区运动可测试的电压

2.光/热生伏特效应基础知识

典型案例

二、纳米材料?纳米材料即三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(1-100nm)的材料。基础知识将某些物质的尺度加工到1-100nm时，它的物理性质和化学性质与较大尺度相比，发生了异常的变化，具有一些特殊的用途。

用纳米技术制作的衣服具有防污等多种功效未来可实现纳米机器人清理人体内的病变细胞典型案例

（一）纳米材料的特点1.防水防油——荷叶的自洁效应。防水荷叶的自洁效应基础知识

典型案例

纳米陶瓷粉制成纳米陶瓷刀摔不坏普通陶瓷盘2.强度高和韧性大。基础知识（一）纳米材料的特点

3.吸附性强纳米材料通常对光和物质具有更好的吸收和吸附性。基础知识（一）纳米材料的特点

3.吸附性强——碳纳米管可以大量吸附氢气。碳纳米管自身重量轻，中空结构可作为储氢的优良容器，储存的氢气密度甚至比液态或固态氢气还高。研究表明：常温常压下约2/3的氢气能从碳纳米管中释放。据预测，对于正在研制的氢气汽车，只需携带1.5升左右的碳纳米管，就可以行驶500公里。（普通燃油汽车需消耗油量约80升）不确定因素：氢气不纯易爆炸，密封性与氢气纯度有待考究。典型案例

4.纳米材料能改变材料的表面活性和生物活性。(1)生活上:可以用来制造冰箱、洗衣机、空调等电器的内壁或外壳，有效防止微生物的滋生，从而不留异味、易于清洗。基础知识（一）纳米材料的特点

典型案例纳米抗菌奶瓶普通奶瓶将银纳米化，使银的杀菌能力飞跃洗衣机桶表面上用了纳米尺度的氧化硅微粒与金属离子的组合

4.纳米材料能改变材料的表面活性和生物活性。(2)军事上:将纳米材料涂装在飞机上，能对雷达起到很强的隐身作用。基础知识（一）纳米材料的特点(3)医学上:以纳米磁性材料为载体的靶向药物，可用于血癌、血栓等各种疾病的诊断与治疗。

雷达隐身战机以纳米磁性材料为载体的靶向药物军事上医学上典型案例

三、超材料一般定义为具