20.3材料的开发与利用（课件） 2021-2022学年沪科版九年级物理全一册(共19张PPT)

(共19张PPT)
20.3
材料的开发与利用
材料与社会发展
人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关，人类发展过程中先后经历了石器时代、青铜器时代和钢铁材料时代。
容易导电的材料是导体
不容易导电的材料是绝缘体
材料的导电性
【实验探究】辨别导体和绝缘体
活动1:用电池、开关、导线、小灯泡，待测材料,设计电路，连接电路。
活动:如图甲所示,闭合开关观察到小灯泡发光。然后断开开关,
在A、B两点间接入二极管观察小灯泡发光情况。
【实验探究2】二极管的
导电性
活动2:准备电池、开关、导线、二极管、小灯泡,设计电路。
单向
容易导电的材料是导体
不容易导电的材料是绝缘体
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
根据材料的导电性能，可分为导体、半导体及绝缘体三大类。
材料的导电性
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几乎为零。从而发现超导现象。
4.2
温度T/K
电阻
R/Ω
汞电阻随温度变化的图线
开发新材料
超导材料
1913年，由于对物质在低温状态下性质的研究，昂内斯被授予诺贝尔物理学奖。
超导材料不仅电阻为零，而且还有其他引人注目的特性。如1933年，迈斯纳和奥森菲尔德发现的
　　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。
很细的超导丝就可以输送强大的电流
超导磁浮列车除速度快之外，还具有无噪音、无震动、省能源的特点，有望成为21世纪交通工具的主力。
纳米是一个长度单位：1nm=10-9m
1nm小到什么程度？(10个分子紧密排布的长度，相当于针尖大小的百万分之一)
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。
开发新材料
纳米材料
碳纳米管抗拉强度是钢的100倍,密度却只有钢的1/6
纳米防弹衣
开发新材料
纳米材料
纳米“机器人”
计算机芯片中的纳米导线
第五代战机
歼20
纳米涂层
你知道哪些新材料吗？和同学们分享一下！
石墨烯是目前最薄也最坚硬的纳米材料，集透光性好、导热系数高、电阻率低、机械强度高等多种优异性能于一身，是主导未来高科技竞争的超级材料，被称为“黑金”。
2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。
可弯曲屏幕未来市场广阔，作为基础材料的石墨烯前景看好。科研人员首次制造出了由多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性透明显示屏。以后人们可以卷起智能手机，然后像铅笔一样将其别在耳后。
石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题。未来一分钟快充石墨烯电池实现产业化后，也就是取代燃油车的时候。
延展性
硬度
弹性
绝缘体
半导体
导体
三极管
二极管
材
料
常见材料
半导体材料
探索新材料
应用
超导材料
纳米
材料
课堂小结