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5.5 点击新材料教案一、教学目标(一)知识与技能 初步了解一些新材料(如纳米材料、超导材料、形状记忆合金、隐性材料等)的一些特点及其应用。(二)过程与方法 通过了解新材料的一些知识,关注前沿科学的新进展,体验科学技术的神奇力量。(三)情感态度价值观 通过对新材料的了解和认识,激发学生学习积极性。二、教学重难点常识性了解纳米材料,半导体材料,超导体材料等新材料三、教学过程(一)新课引入随着对物质属性的研究不断深入,各种新材料层出不穷,它们越来越多的进入我们的学习、工作和生活的方方面面,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。(二)新课教学1、纳米材料纳米是空间长度单位,符号为nm ,10-9m。纳米材料就是之在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围,或由他们作为基本单元构成材料。如果按照维数,纳米材料的基本单元可分为3类:1) 0维,指空间3维尺度均在纳米尺度,如纳米尺度颗粒,原子团簇;2)1维,指空间上有2维处于纳米尺度,如纳米棒,纳米管;3)2维,三维空间中有1维在纳米尺度,如超薄膜,多层膜在材料方面应用纳米技术,制备出纳米材料,可以出现很多新的特性,实现结构功能上的材料需求。自从80年代你米材料概念形成以后,世界各国先后对这种材料给予了相当大的重视。2、半导体材料有些材料的导电性能介于导体和绝缘体之间,这类材料称为半导体,它有以下三方面的特性1)热敏特性 半导体的导电能力随温度的变化而变化。人们利用这种特性,制成热敏元件,如热敏电阻等。2)光敏特性 半导体的导电能力与光照有关。人们利这种特性,制成光敏元件,如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等。3)掺杂特性 在半导体中掺入微量杂质后其导电能力要发生很大变化。利用这一特性,可制成半导体二极管、三极管、集成电路等。3、超导材料1)超导现象:当温度降到某一温度时,金属的电阻变为零的现象。2)超导体:能够发生超导现象的物质,叫做超导体。(注意:不是所有物体都会发生超导现象)3)超导转变温度(又叫超导临界温度):物质的电阻降到一定温度时,才会出现超导现象,物质电阻变为零的温度叫做超导转变温度,用Tc表。几种超导体的超导转变温度(Tc)铝:-271.76铅:-265.97锡:-269.43水银:-268.99钨:-273.144)超导体的应用前景因为超导体在很低的温度下才会发生超导现象,目前超导体还不能在常温下应用于实际生产和生活中,只应用于科学实验和高新技术中。如果能应用于实际,会给人类带来很大的好处。举几例如下: 电导线利用超导体,可以大大降低输电的电能损耗。 如果把发电机和电动机的线圈用超导体制成超导线圈,可以使发电机和电动机的质量减小,功率增大,效率提高。 用超导体可制造出磁悬浮列车,它的速度可达几百千米每时。讲授磁悬浮现象可做图11所示的实验。其中A、B、C、D是圆环形磁体,它的上、下两个平面分别是两个磁极。使相邻的两个圆环的南极和南极相对,北极和北极相对。由于排斥力使B、C、D三个圆环悬浮在空中,这种现象叫磁悬浮。在磁悬浮列车中,有超导体制成的超导线圈,当发生超导现象时,线圈中电流可以达到很大的程度,强大的电流产生很强的磁性。地上有用超导线圈铺设的轨道,跟列车底部超导线圈相对,它们产生的磁性都很强,相
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