21.3 跨学科：材料的利用与开发 课件 2025-2026学年物理沪科版九年级全一册

第三节 跨学科：材料的利用与开发第二十一章 能源、材料与社会沪科版2024物理观念：了解人类对材料的利用历史过程，了解历史上不同材料的利用对人类文明进程的影响。科学思维：能从材料的导电性区分导体、绝缘体以及半导体材料，能知道超导材料和纳米材料的特殊性能。科学探究与创新：完成开放性实验（自己设计实验电路，探究半导体二极管的单向导电性），自主规划实验步骤、分析数据并优化方案。科学态度与责任：通过讨论，培养探究新材料、保护环境的社会责任感。学习科学家的科研故事，弘扬科学精神，增强对科技推动社会发展的认同。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、青铜器时代和钢铁材料时代。 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社会发展带动了材料的研发，新材料的出现又促进社会的发展。 材料的大量使用也带来了不少资源和环境问题。 根据材料的导电性能：材料可分为1.导体：容易导电的材料2.绝缘体：不容易导电的材料3.半导体：导电性能介于导体与绝缘体之间的材料（1）容易导电的材料是导体。例如：金、银、铜、铁。其中铜、铝是最常用的电的良导体，常用来制成导线。（2）不容易导电的材料是绝缘体，例如：玻璃、橡胶等材料。（3）半导体材料是导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，例如：硅、锗、砷化镓等。不亮不亮亮亮亮1.导体：容易导电的材料2.绝缘体：不容易导电的材料单方向亮3.半导体：导电性能介于导体与绝缘体之间的材料（按导电性能分类）半导体材料的导电性能介于导体与绝缘体之间1.半导体材料有：硅、锗和砷化镓等。2.半导体具有一些特殊的物理性质：(一）、超导材料：1.超导现象和超导体： 超导现象：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然变为零的现象发生超导现象的材料3.超导体的两个基本特性：零电阻性、抗磁性2.转变温度TC ：材料由正常状态转变为超导状态的温度超导体：能够发生超导现象的物质超导磁浮现象使人们想到可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全性能和运行速度。4.超导应用：纳米材料1.纳米是一个长度单位：1nm=10-9m2.1nm小到什么程度？(10个原子紧密排布的长度，大约是一根头发直径的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。纳米颗粒材料碳纳米管纳米材料材料分类梳理常见材料特性：弹性、硬度、延展性2.半导体材料分类：导体、半导体、绝缘体半导体应用：二极管、三极管3.探索新材料类型：超导材料、纳米材料下 课