5.5 新材料及其应用 课件(共18张PPT) 2024-2025学年物理沪粤版八年级上册

(共18张PPT)
第五章 质量与密度
5.5 新材料及其应用
1.初步了解纳米材料、半导体材料、超导材料和隐形材料的一些特点、应用及其发展前景。
2.了解新材料的发展给人类生活和社会发展带来的影响。
新材料越来越多地进入我们的学习、工作和生活，并正在改变我们的生活 方式，提高我们的生活质量，促进社会的进步和发展。目前，各种新材料层出不穷，这里主要研究纳米材料、半导体材料和超导材料等。它们有哪些特性？在生产与生活中有哪些应用？
知识点一：纳米材料的特性及其应用
1.纳米
纳米是长度单位，符号是“”， .
2.纳米材料
纳米材料通常是指制成材料的基本单元大小介于 的材料.
碳纳米管
当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著变化。
①黄金在正常情况下呈金黄色，而它的纳米颗粒却变成了黑色，且熔点显著下降。
黄金
金纳米颗粒
3.纳米材料的特点
②碳纳米管的强度是钢的上百倍；纳米磁性材料的磁记录密度比普通磁性材料高十倍以上。
碳纳米管
纳米磁性材料
③纳米复合材料对光的反射率低，能吸收电磁波，可用作隐形飞机的涂层；气体通过纳米材料的扩散速度比通过一般材料的扩散速度大几千倍等等。
4.纳米材料的应用
纳米颗粒具有优异的光、力、电、热、磁等性质，应用前景极为广阔.
（1）现在研究纳米材料的有纳米电子学、纳米生物学、纳米机械
学、纳米化学、纳米地质学等.
（2）“文房四宝”中的墨就是纳米材料，当我们让桐油或松油不完全
燃烧，并将黑烟生成的大量超微粒炭收集起来，便可以制成墨.墨的
黑色是因为它主要吸收光或有些电磁波的能量，而反射率非常低.
知识点二：半导体材料的特性及其应用
1.半导体：导电性介于导体和绝缘体之间的物体，如锗、硅、砷化镓等。
半导体常用来制造各种电路元件。
发光二极管
热敏电阻
集成电路
参照下图，用导线把电池、开关、灯泡和一个由半导体材料制成的晶 体二极管连接起来进行实验，就会知道半导体材料的导电性有多奇特了。
活动
研究半导体的导电特性
（a）此时接通电路，小灯泡不亮
（b）将晶体二极管反接，小灯泡亮了
半导体材料制成的晶体二极管具有单向导电性， 即只允许电流从一个方向通过，不允许电流反方向通过。
2.半导体元件的功能
半导体元件具有许多独特的功能.例如，用半导体材料制成的晶体二极管具有单向导电性，它只允许电流从一个方向通过，不允许电流反方向通过；晶体三极管可以用来放大信号.
3.半导体材料的应用
在日常生活中，电子表、收录机、数码照相机、数码摄像机、电视机、计算机，以及现代化机床、汽车、火车、轮船、飞机等，都要应用各种半导体元器件。
计算机的心脏——微处理器，含有成千上万个半导体元件。
知识点三：超导材料的特性及其应用
1911年，荷兰物理学家昂内斯在做冷冻汞的实验中发现：当温度降至4.2K(-269℃)时，汞的电阻会突然接近于零，电流几乎通行无阻。
1.超导性、超导材料和超导态
当温度降低到一定程度时，某些物体的电阻突然接近于零，我们把材料的这种特性称为超导性；具有这种性质的材料称为超导材料（也称为超导体）；超导体在电阻变为零之前的状态称为正常态，电阻变为零之后的状态称为超导态.
2.超导材料的应用
超导材料的应用前景非常广阔，若用它来输电可大大节约能源和材料.
新材料及其应用
纳米材料
半导体材料
超导材料
特性：材料微小到纳米尺寸
应用：碳纳米管、纳米陶瓷材料等
特性：导电性介于导体和绝缘体之间
应用：超导输电灯
特性：温度降到一定时，电阻变为零
1．关于半导体和超导体，下列说法错误的是（　　）
A．导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，常常被称做半导体
B．利用半导体材料制成的发光二极管具有单向导电性，可以根据其发光与否判断电路中是否有电流以及电流的方向
C．各种金属导体中，银的导电性能是最好的，是迄今为止制作超导材料的最佳选择
D．如果用超导材料来制造电子元件，可以进一步实现电子设备的微型化
C
2.“银纳米线”的直径为10～200 nm,除具有银的相关属性之外，还具有优异的透光性、耐曲挠性(可反复折叠不留折痕),被视为新的透明电极材料。关于这种材料的说法中正确的是( )
A.“银纳米线”最大直径约为2×10- m
B.“银纳米线”可应用于手机折叠屏
C.“银纳米线”的硬度比铜线的更大
D. 利用这种材料不能制成导线
B
3．如图是LED高效节能灯，其核心元件是发光二极管。二极管是由下列哪种材料制成（　　）
A．超导材料
B．半导体材料
C．合金材料
D．绝缘材料
B