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1、义务教育教科书（沪科版）九年级物理下册义务教育教科书（沪科版）九年级物理下册材料的开发和利用材料的开发和利用第二十章第二十章 能源、材料与社会能源、材料与社会一、材料与社会发展一、材料与社会发展人类社会的发展与人们对材料的认识、开发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。了石器时代、青铜时代和钢铁材料时代。材料的导电性材料的导电性根据材料的导电性能，材料可分为导体、半导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。体及绝缘体三大类。二、材料的导电性二、材料的导电性容易导电的
2、材料是导体容易导电的材料是导体不容易导电的材料是绝缘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半导体可以制成二极管、三极管等半导体元件和集成电路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用来放大电信号让我们来看两组半导体的图片让我们来看两组半导体的图片半导体材料半导体材料继白炽灯，荧光灯继白炽灯，荧光灯继白炽灯，荧光灯继白炽灯，荧光灯之后的新一代电光之后的新一代电光之后的新一代电光之后的新一代电光源源源源半导体照明半导体照明半导体照明半导体照明灯灯灯灯，它极为安全，它极为安全，它极为安全，它极为安全，身体
3、接触无任向危身体接触无任向危身体接触无任向危身体接触无任向危险、也可用水清洗险、也可用水清洗险、也可用水清洗险、也可用水清洗等、非常节能，由等、非常节能，由等、非常节能，由等、非常节能，由于光谱中没有紫外于光谱中没有紫外于光谱中没有紫外于光谱中没有紫外线和红外线、故没线和红外线、故没线和红外线、故没线和红外线、故没有很高的热量、属有很高的热量、属有很高的热量、属有很高的热量、属于于于于新型绿色照明光新型绿色照明光新型绿色照明光新型绿色照明光源源源源，使用寿命长。，使用寿命长。，使用寿命长。，使用寿命长。半导体照明装饰天花板半导体照明装饰天花板路灯采路灯采LEDLED与电源模块分离与电源模块分离
4、式设计式设计易于往后维修保固。易于往后维修保固。最佳化散热管理技术，有效最佳化散热管理技术，有效将灯具光衰现象降至最低。将灯具光衰现象降至最低。灯具防尘防水保护等级灯具防尘防水保护等级IP66 IP66。半导体交通信号灯半导体交通信号灯数字电视机数字电视机选择数字电视便选择数字电视便是选择了一种高是选择了一种高品质，新时代的品质，新时代的生活方式生活方式。半导体材料的发展历程及应用领域半导体材料的发展历程及应用领域 半导体材料是半导体工业的基半导体材料是半导体工业的基础，是信息技术和产业发展的础，是信息技术和产业发展的“粮粮食食”。半导体材料应用已经成为半导体材料应用已经成为衡量衡量一个国家经
5、济发展科技进步和国防一个国家经济发展科技进步和国防实力的重要标志实力的重要标志。超导材料超导材料 1 1、特点特点当温度降到一定时，材料的电阻变为零当温度降到一定时，材料的电阻变为零的特性称为超导体的特性称为超导体超导材料不仅超导材料不仅电阻为零，而电阻为零，而且还有其他令且还有其他令人注目的特性。人注目的特性。超导磁悬浮现象使人们想到可超导磁悬浮现象使人们想到可以利用超导体来实现交通工具的无以利用超导体来实现交通工具的无摩擦运行，大大提高交通工具的安摩擦运行，大大提高交通工具的安全性能和运行速度。全性能和运行速度。2 2、超导材料的应用：、超导材料的应用：（）利用超导（）利用超导零电阻零电阻
6、特性实现远距离大功率输电可特性实现远距离大功率输电可无损耗输送强电流。无损耗输送强电流。（）超导材料种类多，应用广泛。如：（）超导材料种类多，应用广泛。如：超导磁悬浮列车：超导磁悬浮列车：用超导实现交通工具的无摩擦运行。如图：用超导实现交通工具的无摩擦运行。如图：纳米材料纳米材料纳米是一个长度单位纳米是一个长度单位 1nm=101nm=10-9-9m m纳米材料尺度纳米材料尺度:1:1100100个纳米个纳米三、开发新材料三、开发新材料1 1、特点、特点当材料的微粒小到纳米尺寸时，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。材料的性能就会发生显著变化。黄金黄金黄金的纳米颗粒黄金的纳
7、米颗粒2 2、应用、应用工业、农业、能源、环境保护、工业、农业、能源、环境保护、医疗、国家安全等方面医疗、国家安全等方面将煤炭中的原子重新排列将煤炭中的原子重新排列钻石钻石向沙子中加入一些微量元素，并将向沙子中加入一些微量元素，并将原子重新排列原子重新排列电脑芯片电脑芯片土壤、水和空气土壤、水和空气的原子重新排列的原子重新排列马铃薯马铃薯细胞老化时一个分子一个分子地制细胞老化时一个分子一个分子地制造出来新细胞造出来新细胞生命无限延长生命无限延长电阻电阻超导转变超导转变超导临界超导临界T TC C超导磁悬浮超导磁悬浮1 1100nm100nm.1 1、超导体是一种、超导体是一种 为零的材料。超导
8、体的电为零的材料。超导体的电阻变为零时的温度，叫做这种物质的阻变为零时的温度，叫做这种物质的 温度。温度。2 2、19931993年迈斯纳和奥森菲尔德在实验时发现了年迈斯纳和奥森菲尔德在实验时发现了 现象。现象。3.3.纳米材料统指制成材料的基本单元大小限制在纳米材料统指制成材料的基本单元大小限制在 范围的材料。这大约相当于范围的材料。这大约相当于101010001000个分子紧密排列在一起的尺度。个分子紧密排列在一起的尺度。电阻电阻超导转变超导转变超导磁悬浮超导磁悬浮1 1100nm100nm5 5、下、下例说法中正确的是（例说法中正确的是（）A.A.任何一种物质都是超导材料任何一种物质都是超导材料B.B.超导体是一种很理想的导体，但是却不能制造出来超导体是一种很理想的导体，但是却不能制造出来C.C.只有水银才是超导体只有水银才是超导体D.D.超导材料是一种在很低温度下电阻为零的材料超导材料是一种在很低温度下电阻为零的材料D D4 4、为了节能，许多体育馆采用二极管照明，二、为了节能，许多体育馆采用二极管照明，二极管的主要材料（极管的主要材料（）A.A.纳米材料纳米材料 B.B.绝缘体绝缘体C.C.导体导体 D.D.半导体半导体 D D