課桌、書本、黑板、道路、橋梁、首飾……這些物質都是由不同材料制成的，那么人類社會是怎樣認識、開發(fā)、利用這些材料的呢？
人類使用材料的歷史已經(jīng)歷了以下幾個時代:為石器時代、青銅器時代、鐵器時代、蒸汽時代、電氣時代、電子信息時代
1、石器時代 （400,000 ~ 4,500） 人類主要以石頭、骨頭、木制作簡單的工具陶器的出現(xiàn)是人類跨入新石器時代的重要標志之一
2、青銅時代 （4,500 ~ 1,000） 大量使用青銅作為第一種合金做工具、青銅禮器的時期
3、鐵器時代（1000 — ）人類使用鐵來制造工具和武器
4、蒸汽時代（18世紀60年代）人類開始了第一次工業(yè)革命，并創(chuàng)造了巨大的生產(chǎn)力，人類進入“蒸汽時代”
5、電氣時代（19世紀70年代）今天所使用的電燈、電話都是在在第二次工業(yè)革命中被發(fā)明出來的，人類由此進入“電氣時代”。
6、電子信息時代（20世紀四五十年代）以原子能技術、航天技術和電子計算機的運用為代表的第三次科技革命開始興起，它將人類社會帶入了電子信息時代
例、下列關于材料與人類社會發(fā)展的關系說法中，錯誤的是（ ）A．材料在人類社會發(fā)展的歷史進程中具有極其重要的作用B．材料的發(fā)展為科學技術的發(fā)展提供了物質基礎C．材料的發(fā)展及大量使用帶來了不少環(huán)境問題D．用“可持續(xù)發(fā)展的觀點”和“環(huán)境保護的意識”來看，新材料不能普遍應用
根據(jù)材料的導電性能，材料可分為導體、半導體及絕緣體三大類。
1、容易導電的材料是導體，例如：各種金屬、大地、人體、酸堿鹽的水溶液。其中銅、鋁是最常用的電的良導體，常用來制成導線。
2.不容易導電的材料是絕緣體，例如：玻璃、橡膠、陶瓷、塑料、紙、油等材料。
實驗探究：導體與絕緣體
實驗材料： 電源、燈泡、導線、接線柱、開關、待測材料。
實驗設計： 在右邊方框中，自己設計一個實驗電路，進行實驗，判定待測材料是導體還是絕緣體。
實驗過程及結論：綠色為待測材料，如果閉合開關，小燈亮，則待測材料為導體，若小燈不亮，則為絕緣體。
3、半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等，半導體可以制成二極管、三極管等半導體元件和集成電路。半導體二極管有單向導電性，半導體三極管可以用來放大電信號。
實驗探究：半導體二極管單向導電特性
實驗材料： 電源、燈泡、導線、接線柱、開關、半導體二極管。
實驗設計： 在右邊方框中，自己設計一個實驗電路，進行實驗，判定半導體二極管導電特性。
實驗過程：將半導體二極管分別如圖所示進行連接，閉合開關，觀察小燈是否亮起
實驗結論，如圖1所示燈泡亮起，如圖2所示，燈泡不亮，說明半導體二極管具有單向導電性。
“芯片”的核心是大規(guī)模集成電路，集成電路的主要材料是（　　）A．導體 B．半導體C．絕緣體D．超導體
汞的電阻隨溫度變化情況
1911年，昂內斯在研究汞電阻隨溫度的變化時，觀察到在溫度降低到4.2K時，汞的電阻幾乎為零。從而發(fā)現(xiàn)超導現(xiàn)象。發(fā)生超導現(xiàn)象的材料叫超導材料，超導材料不僅電阻為零，而且還存在其他引人注目的特性。
　　超導材料出現(xiàn)以后，人們首先想到的是利用超導體的零電阻性實現(xiàn)遠距離大功率輸電，是因為超導輸電線可以無損耗的輸送極大地電流。這意味著用細電線就可以輸送強電流
很細的超導絲就可以輸送強大的電流
　　超導磁懸浮現(xiàn)象使人們想到可以利用超導體來實現(xiàn)交通工具的無摩擦運行，這將大大提高交通工具的運行速度。20世紀末，人們對超導列車、超導船進行了可行性實驗。
納米材料統(tǒng)指合成材料的基本單元大小限制在1—100nm范圍內的材料，這大約相當于10—1000個原子緊密排列在一起的尺度。
納米材料除了其基本單元空間尺度小外，在力、熱、聲、光、電、磁等方面還表現(xiàn)出許多特殊的性能。
人們正在研制納米尺度的微小機器，由納米材料制成的導線將大大提高計算機的性能，并縮小計算機芯片的體積。用納米技術做成的量子磁盤，每平方厘米面積內可貯存3萬部《紅樓夢》。
納米雖是一個尺度單位，但卻成為近年來最時髦的商業(yè)“亮點”——“納米家電”、“納米水”、“納米服裝”等概念盛行一時。它們都是真納米嗎？目前市場上的納米產(chǎn)品，往往給人們帶來一些誤解。比如納米冰箱，通常是添加了氧化鈦的納米無機物，具備了一定的抗菌性能；所謂納米洗衣機，也只能說是添加了納米材料的洗衣機，而且納米材料還只是應用在滾筒洗衣機外桶的內壁上，對于最容易產(chǎn)生污垢的內桶的外壁還沒有很好的解決辦法。
在目前我國相關行業(yè)、產(chǎn)品技術標準還是空缺的情況下，這些產(chǎn)品能否被稱之為“納米產(chǎn)品”還是一個問題，而炒作相關的納米概念顯然不是科學和負責任的態(tài)度。“納米科技展示的前景非常美好，但其目前還僅是實驗室產(chǎn)品，不能用于大規(guī)模生產(chǎn)，原因在于改造的成本過于昂貴、產(chǎn)品的可靠性和耐久性難以驗證，但要想使納米材料真正大批量應用在現(xiàn)實生活中，還需要科學家和政府的不斷努力?！?br/>1、下列一組全是導體的是（　?。〢．金屬、人體、塑料B．大地、食鹽水溶液、橡膠C．石墨、人體、玻璃D．金屬、人體、大地
2、為慶祝黨100周年，長沙湘江兩岸城市夜景紅色燈光秀全面亮起，描述著中國共產(chǎn)百年歷史長卷，驚艷長沙。而燈光秀便是采用了LED燈，制作LED燈的發(fā)光二極管主要使用的是（　?。〢．半導體材料B．超導材料C．納米材料D．絕緣材料
3、當溫度降到一定程度時，某些物質的電阻會變?yōu)榱?，這種物質叫超導體。當電流通過超導體時不發(fā)熱，故超導體的應用具有十分誘人的前景，假如科學家已研制出室溫下的超導體，你準備用它來制作（　?。〢．輸電導線 B．白熾燈泡的燈絲C．電爐的電熱絲 D．滑動變阻器中的電阻絲
4、納米材料被譽為21世紀最有前途的新型材料。當材料的晶粒（或微粒）的大小處于納米級時，其性質就會出現(xiàn)奇異的變化。如陶瓷，它的硬度高、耐磨損、耐高溫、卻易碎，但用納米陶瓷粉制成的陶瓷不但有普通陶瓷的特性還有一定的韌性。下列說法中，你認為正確的是（　　）A．納米是體積單位B．納米材料的基本單元比“夸克”小C．利用納米陶瓷可以制作發(fā)動機的缸體D．利用納米陶瓷可以制作公交IC卡

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第三節(jié) 材料的開發(fā)和利用

版本： 滬科版

年級： 九年級全冊

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