5.5点击新材料

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5.5 点击新材料 教学目标 【知识与能力】 1.初步了解纳米材料、半导体材料、超导材料、隐性材料的一些特点、应用及发展前景。 2.学习通过网络方式收集资料，感悟新材料的发展对人类生活和社会发展带来的影响。 【过程与方法】 经历上网、进图书馆、做社会调查收集资料的过程，学习查文献资料和社会调查研究问题的方法,感悟新材料的发展对人类生活和社会发展带来的影响。 【情感态度价值观】 培养学生对人类在高科技领域内的成就的兴趣，激发他们为人类科学事业献身的精神。 教学重难点 【教学重点】 调动学生通过上网方式，了解新材料的性能及其应用，让学生体会材料在生活和社会中的重要应用。 【教学难点】 培养学生用多样化的学习方式进行学习。 课前准备 课件、校园网吧、收集的相关资料。 教学过程 一、纳米材料 1．纳米与纳米材料； 纳米：长度单位，1nm=10-9m 纳米材料：纳米是一个长度的单位，大小为十亿分之一米(10－9米),并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1～100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具有不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。 2．搜集有关纳米材料内容，了解纳米材料奇异特性。 纳米材料相比传统材料有许多新特性。例如,纳米陶瓷材料可在室温下任意弯曲；纳米碳管的强度是钢的100倍；纳米磁性材料的磁记录密度比普通磁性材料高10倍以上；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。 (交流讨论,列举生活中纳米材料的应用。) 二、半导体材料 1．实验研究：认识半导体的单向导电性。半导体材料是一类导电能力介于导体与绝缘体之间的材料,可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。锗、硅、砷化镓等都是半导体材料。如图所示，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级管连接起来进行实验。 (1)连接好电路后,闭合开关,观察灯泡的发光情况。 (2)将晶体二极管反接,闭合开关,观察灯泡的发光情况。 (师生共同概括探究结论。) 探究结论：用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,不允许电流反向通过。 2．搜集关于半导体材料的资料，了解半导体的广泛应用。 在日常生活中，电子表、收录机、数码照相机、电视机，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件。 三、超导材料 1．超导含义：早在1911年,荷兰科学家昂内斯用液氮冷冻汞,当温度降到零下269摄氏度左右时,发现汞的电阻几乎完全消失,这种现象称为“超导”现象，所有具有这种零电阻的材料称为超导体。 2．介绍在超导研究方面重大成果 (1)电力输送,可以不加压输电，电能损失可减少10%以上，电费开支可节省15%以上。 (2)超导磁浮列车。这种列车打破了传统的轮轨接触方式，它是在没有轮子的车厢上和轨道上安置线圈，电流通过时使之产生相斥的磁场将车厢抬起悬浮状，以线形电机推动车厢前进。这种列车没有轮轨接触滚动产生的阻力,列车的行驶速度大大提高,时速可达500多公里。如北京到广州，只需要4个多小时。另外，用超导电动汽车取代燃油汽车，全世界每年可节省燃油10亿吨以上，并可大大减少噪音和环境污染。 (3)超导电子计算机。用超导芯片将大大提高计算机的运算速度，并减少体积。美国IBM公司研制的一台运算速度为8000万次/秒的超导计算机，体积只有一部电话机大小，其元件不发热,可长时间高效率运行。 四、隐形材料： 隐形材料是用来折射光线及物体周围其他的电磁射线，让这些光线和射线给人“隐身”的感觉。 小结 网络学习是一种重要的学习途径。 板书设计 第五节　点击新材料 1.纳米材料的特性及其应用 2.半导体的单向导电性及其应用 3.超导材料的特性及其应用 - 2 -