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1、第三节 材料的开发和利用,我们周围大大小小的物品都是由各种材料制成的。,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、青铜时代和钢铁材料时代。,材料与社会,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。,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。,【实验探究1】导体和绝缘体活动:准备电池、开关、导线、铁钉、铜丝、橡皮、小灯泡等,连接成如图所示的电路。,活动:如图所示,闭合开关,将夹子接触,观察到小灯泡发光。然后断
2、开开关,在A、B两点间分别接入铁钉、铜丝、橡皮,观察小灯泡发光情况。(1)在A、B间接入铁钉,闭合开关小灯泡,铁钉电。(2)在A、B间接入铜丝,闭合开关小灯泡,铜丝电。(3)在A、B间接入橡皮,闭合开关小灯泡,橡皮电。提示:(1)发光导(2)发光导(3)不发光不导,【实验探究2】二极管的单向导电性活动:准备电池、开关、导线、二极管、小灯泡,连接成如图所示的电路。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。,(1)在A、B间接入二极管,二极管的C端接电源负极,闭合开关小灯泡(选填“发光”或“不发光”)。(2)在A、B间接入二极管,二极管的
3、D端接电源负极,闭合开关小灯泡(选填“发光”或“不发光”)。提示:(1)发光(2)不发光,开发新材料,其中有一种性能较好的材料叫超导材料。,为了制造物美价廉、性能更好的物品，人们正在不断地研究性能更好、更容易制造的材料。,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。,一、超导材料,O,4.2,温度T/K,电阻R/,汞电阻随温度变化的图线,超导体,1.超导现象和超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到无法测量的程度，可以认为其电阻率突然变为零，这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质称为超导体。2.转变温度TC：材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫做超导材料的转变温度。3.超导体的两个基本特性：零电阻性、抗磁性,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,1.纳米是一个长度单位：1nm=10-9m,2.1nm小到什么程度？(10个分子紧密排布的长度，大 约是一根头发丝的1%),3.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。,二、纳米材料,纳米颗粒材料,碳纳米管,纳米超晶格,想象中的纳米“机器人”,计算机芯片中的纳米导线,材料与社会,材料的导电性,
