九年级物理19材料世界＆19.3探索新材料 教案沪科版.doc

2006年9 月8 日 第一周 星期一 授课总时数 第一 课时
初三年1—8班 物理科 设计者：陈开岳
初三 1-8 物理　　　　　　　　　　　　　　　　　 　
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＆19.3探索新材料

新课

1、知识与技能：
（1）、知道超导材料是一种电阻为零的材料。
（2）、了解超导材料的性能及其应用
（3）、了解纳米材料的基本单元大小，通过新材料知识的学习，扩展知识面。
2、过程与方法：
（1）、本节的教学要注重科技的联系，避免孤立的学习，要注意联系实际。
（2）、提出问题学生自主学习，学生根据提出的问题，可以利用教材和教师提供的一些资料进行学习。
（3）、教师提出课题，学生查阅资料，从收集资料、信息的过程中学习，提高收集信息和处理信息的能力．
3、情感、态度与价值观：
知道新材料在现代科技中的重要性，树立科技强国的观念.

认识超导材料、纳米材料。

超导材料、纳米材料的广泛应用。

讲授法

归纳总结

超导磁悬浮现象挂图、纳米材料挂图等

1、提出问题引入新课
问：发电厂与用户一般距离很远，这时应怎样减少电能的损失呢？（同学思考）
为了制造物美价廉、性能更好的物品，人们正不断地研究性能更好，更容易制造的材料。
（一）超导材料
超导材料是一种电阻为零的材料。超导材料及其应用技术被认为是21世纪具有战略意义的高新技术，将在能源、交通、信息、科学仪器、医疗装置、国防、重大科学研究装置等方面有广泛应用，而且是一种其它技术无法替代的高新技术。
金属材料的电阻通常随温度的降低而减小。20世纪初，科学家发现汞冷却到低于4.2K时，电阻突然消失，导电性几乎是无限大的，当外加磁场接近固态汞随后又撤去后，电磁感应产生的电流会在金属汞内部长久地流动而不会衰减，这种现象称为超导现象。具有超导性质的物体称为超导体。超导体电阻突然消失的温度称为临界温度（Tc）。在临界温度以下时，超导体的电阻为零，也就是电流在超导体中通过时没有任何损失。
超导体的最突出的性质是它们处于超导状态时，材料内部的电阻为零，电流通过时不发热，每平方毫米允许通过的电流可达到数万安培。超导体的另一性质就是将超导体放入磁场中，超导体内部产生的磁感应强度为零，具有完全的抗磁性。
1986年以来，高温超导体的研究取得了重大突破。1987年发现，在氧化物超导材料中有的在240K出现超导迹象。由镧、锶、铜和氧组成的陶瓷材料在287K的室温下存在超导现象，这为超导材料的应用开辟了广阔的前景。
超导材料可制成大功率发电机、磁流发电机、超导储能器、超导电缆、超导磁悬浮列车等。用超导材料制成的装置，具有体积小，使用性能高，成本低的优点。
（二）纳米材料
一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1—100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
（1）纳米发展小史
1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德•费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。
1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为“超级纤维”。这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。
　　1999年，基于纳米产品的年营业额达到500亿美元。

（2）纳米材料的应用
纳米金属材料是20世纪80年代中期研制成功的，后来相继问世的有纳米半导体薄膜，纳米陶瓷、纳米瓷性材料、纳米生物医学材料等。
纳米材料（又称超细微粒、超细粉未）是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。
2、归纳小结
请同学小结本节内容。说说新材料的应用对社会的发展所做出的贡献。
3、巩固练习：
（1） 超导材料的特点 。
（2） 纳米材料的基本单元大小。
4、作业：
（1） 收集有关超导材料、纳米材料的一些资料。
（2） 写一篇小论文，谈谈你对利用某些材料性能来改进人们生活的设想和建议。
六、板书设计
1．超导材料的特点及应用
2．纳米材料的特点及应用