《 现代物理与中学物理》-新.doc

北京师范大学07级教育硕士 《现代物理与中学物理》作业 姓名：郑 伟 文 学号：0721130024 院系：物 理 系 07级教育硕士《现代物理与中学物理》作业 （物理系 0721130024 郑伟文） 案例名称 超导现象与超导体 学科 物理 课 型 专题讲座 课时 2课时 提供者 郑伟文 一、教材内容分析 1、设计思想： 以专题的形式，在两个课时的时间里，向学生详细阐述超导现象发现、研究的历史，特别是超导现象产生的条件和机理，超导体在现实中的应用和对未来发展前景的展望，使学生对超导现象、超导体有一个感性的认识，使学生了解物理研究与实际生活、生产的紧密联系和对社会发展的贡献，从而喜欢物理，热爱物理，投身于物理的学习与研究。 2、教学重点： （1）了解超导现象产生的条件、基本特征。 （2）了解超导现象的微观机理。 （3）了解超导体在生产、生活中的应用。 3、教学难点： 了解超导现象的微观机理。 二、教学目标（知识，技能，情感态度、价值观） 1、知识与技能 知道什么是超导现象，超导现象产生的条件、基本特征，超导现象的微观机理及超导体的应用。 2、过程与方法 知道人类对超导现象、超导体的研究过程和在研究过程中科学家们的不懈努力。 3、情感态度与价值观 体验科学家在研究超导现象过程的艰辛努力，知道科学的任何发展，都是大量研究者辛勤劳动的结晶，科学的每一次进步或突破都会大大地促进生产力的发展和社会的巨大进步。 三、教学环境及资源准备 1、教学设备：教学多媒体、电脑网络。 2、教学情境：问题情境。 四、教学过程 教学 过程 教学活动 设计 意图 创设情 境 引入新 课 进入主 题 归纳总 结 教师：同学们，我们学习了很多物理知识，我在这里提出几个问题，请大家思考一下。为什么我们要采用高压输电？我们的电脑为什么要安装风扇？ 学生1：因为导体有电阻，当导体通上电流之后会发热，为了减少能量的损耗，我们采用高压输电。 学生2：电脑里面的导体也有电阻，也会发热，为了使电脑的温度不会太高，所以利用风扇使热量能够尽快散发出去。 教师：很好！从上面的回答我们可以看到，产生这些问题的本质是什么？ 学生：导体里面有电阻的存在。 教师：对了，大家想过没有，如果导体没有电阻，是不是会给我们带来更多的好处呢？ 学生：是的，我们就不需要采用高压输电，电脑里面也不用安装风扇了。 教师：说得很对！其实人们很早就发现导体电阻消失的现象，叫做什么现象呢？ 学生：超导现象。 教师：对，我们大家都知道有超导现象，但是，对于超导现象的一些具体情况，大家也许不太了解，大家想不想知道呢？ 学生：想知道。 教师：好，那我们今天就来详细地了解超导现象和超导体。 教师：首先，我们来认识一下什么是超导现象。 一、什么是超导态 1911年 卡末林—昂内斯意外地发现，将汞冷却到－268.98℃时，汞的电阻突然消失；后来他发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的在低温下失去电阻的特性 。 1913年 卡末林—昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出：低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，水银在4．2K进入了一种新状态，由于它的特殊导电性能，可以称为超导态” 教师：在什么情况下导体能够出现超导态呢？ 学生：温度很低的时候。 教师：其实，温度达到临界温度仅仅是一个条件，还有其它条件。 二、超导现象产生的条件 超导现象的主要表现之一是电阻消失,但超导体进入超导态是有条件的。 （1）超导体的临界温度Tc 超导体电阻突然消失的温度Tc称为临界温度,当温度TTc时,超导体才处于电阻为零的超导态；当TTc时,超导体仍处于正常态。 （2）超导体的临界磁场Bc 实验表明,超导态不仅与超导体的温度有关,还与外磁场的强度有关,即使超导体的温度低于临界温度Tc,若外加磁场很强,超导态也会被破坏,故将恰能破坏超导电性的磁场感应强度叫做超导体的临界磁感应强度,用B