沪科版九年级全册20.3《材料的开发和利用》 （共27张PPT）.ppt

沪科版九年级第二十章第3节 材料的开发和利用 导入新课 课桌、书本、黑板、道路、桥梁、首饰……这些物质都是由不同材料制成的，那么人类社会是怎样认识、开发、利用这些材料的呢？ 新课讲授 一、材料与社会 原始人类用石材制造工具 铸钟——我国是最早掌握青铜冶炼技术国家之一 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。 新课讲授 人类使用材料的历史已经历了以下几个时代:为石器时代、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、木制作简单的工具陶器的出现是人类跨入新石器时代的重要标志之一 2、青铜时代 （4,500 ~ 1,000） 大量使用青铜作为第一种合金做工具、青铜礼器的时期 新课讲授 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，并创造了巨大的生产力，人类进入“蒸汽时代” 5、电气时代（19世纪70年代）今天所使用的电灯、电话都是在在第二次工业革命中被发明出来的，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的运用为代表的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 课堂巩固 例、下列关于材料与人类社会发展的关系说法中，错误的是（ ） A．材料在人类社会发展的历史进程中具有极其重要的作用 B．材料的发展为科学技术的发展提供了物质基础 C．材料的发展及大量使用带来了不少环境问题 D．用“可持续发展的观点”和“环境保护的意识”来看，新材料不能普遍应用 D 新课讲授 二、材料的导电性 根据材料的导电性能，材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类。 1、容易导电的材料是导体，例如：金、银、铜、铁。其中铜、铝是最常用的电的良导体，常用来制成导线。 新课讲授 2、不容易导电的材料是绝缘体，例如：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的材料，例如：硅、锗、砷化镓等。 硅材料用于制作半导体元件 新课讲授 实验探究：导体与绝缘体 实验材料： 电源、灯泡、导线、接线柱、开关、待测材料。 实验设计： 在右边方框中，自己设计一个实验电路，进行实验，判定待测材料是导体还是绝缘体。 实验过程及结论： 绿色为待测材料，如果闭合开关，小灯亮，则待测材料为导体，若小灯不亮，则为绝缘体。 新课讲授 半导体可以制成二极管、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，半导体三极管可以用来放大电信号。 半导体元件 从常用电器，如收音机、录音机、电视机、电脑等中，都可以找到大量的半导体元件。 新课讲授 实验探究：半导体二极管单向导电特性 实验材料： 电源、灯泡、导线、接线柱、开关、半导体二极管。 实验设计： 在右边方框中，自己设计一个实验电路，进行实验，判定半导体二极管导电特性。 图1 图2 新课讲授 实验过程： 将半导体二极管分别如图所示进行连接，闭合开关，观察小灯是否亮起 实验结论，如图1所示灯泡亮起，如图2所示，灯泡不亮，说明半导体二极管具有单向导电性。 课堂巩固 例：关于半导体导电的下列说法正确的是（ ） A．半导体材料一半能导电另一半不能导电 B．半导体完全不能导电 C．半导体完全没有自由移动的电荷 D．半导体的导电性介于导体和绝缘体之间 D 新课讲授 三、开发新材料 1、超导材料 汞的电阻随温度变化情况 1911年，昂内斯在研究汞电阻随温度的变化时，观察到在测试温度降低到4.2K时，汞的电阻突然降低到测量不到的微小值。从而发现超导现象。 新课讲授 　　超导材料出现以后，人们首先想到的是利用超导体的零电阻性实现远距离大功率输电，是因为超导输电线可以无损耗的输送极大地电流。这意味着用细电线就可以输送强电流 很细的超导丝就可以输送强大的电流 新课讲授 　　超导磁悬浮现象使人们想到可以利用超导体来实现交通工具的无摩擦运行，大大提高交通工具的安全性能和运行速度。20世纪末，人们对超导列车、超导船进行可行性实验，对世界产生巨大影响。 新课讲授 2、纳米材料 纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在1——100nm范围内的材料，这大约相当于10——1000个院子紧密排列在一起的尺度。 纳米材料除了其基本单元空间尺度小外，在力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特殊的性能。 新课讲授 人们正在研制纳米尺度的微小机器，由纳米材料制成的导线将大大提高计算机的性能，并缩小计算机芯片的体积。用纳米技术做成的量子磁盘，每平方厘米面积内可贮存3万部《红楼梦》