雖然社會的發(fā)展給我們帶來了豐富的物品，但是為了制造物美價廉、性能更好的物品，人們正不斷地研究性能更好、更有價值的新材料。
1.了解物質(zhì)的屬性對科技進(jìn)步的影響；2.初步了解半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、納米材料的應(yīng)用和對社會的發(fā)展；3.有保護(hù)環(huán)境和合理利用資源的意識。
原始人類用石材制造的工具
人類使用材料的歷史已經(jīng)歷了以下幾個時代：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(biāo)志之一。
2.青銅器時代 （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(jì)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(jìn)入“蒸汽時代”。
5.電氣時代（19世紀(jì)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(jìn)入“電氣時代”。
6.電子信息時代（20世紀(jì)四五十年代）以原子能技術(shù)、 航天技術(shù)和電子計算機(jī)的運(yùn)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。
根據(jù)材料的導(dǎo)電性能：材料可分為1. 導(dǎo)體：容易導(dǎo)電的材料 常見導(dǎo)體： 各種金屬；酸、堿、鹽的水溶液；人體、大地、石 墨、水銀等。2. 絕緣體：不容易導(dǎo)電的材料 常見絕緣體： 陶瓷、玻璃、橡膠、塑料、各種油等。
3.半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料常見半導(dǎo)體：二極管、三極管、熱敏電阻、光敏電阻、集成塊等半導(dǎo)體的材料：硅、鍺、砷化鎵等
實(shí)驗(yàn)探究：發(fā)光二極管的獨(dú)特功能實(shí)驗(yàn)材料：電源、燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線、接線板、接 線柱、半導(dǎo)體二極管
探究：光敏電阻的獨(dú)特功能
探究：熱敏電阻的獨(dú)特功能
彈性：材料受力會產(chǎn)生拉長、壓 縮或彎曲等形變，除 去外力后，材料又看上去回復(fù)原狀，這就是彈性。
彈性材料制造的發(fā)條用來儲存時鐘運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的能量
材料有軟有硬，較硬的材料能使較軟的材料產(chǎn)生劃痕、凹陷，或切削、磨損較軟的材料。硬度是描述材料的堅硬程度的物理量。
具有延展性的材料可以鍛打成片、拉成絲，大部分的金屬都具有延展性。
一、超導(dǎo)材料為了制造物美價廉、性能更好的物品，人們正在不斷地研究性能更好、更容易制造的材料。其中有一種性能較好的材料叫超導(dǎo)材料。1911年，昂內(nèi)斯在研究汞電阻隨溫度的變化時，觀察到在測試溫度降低到4.2K時，汞的電阻突然降低到測量不到的微小值。從而發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。
超導(dǎo)體1. 超導(dǎo)現(xiàn)象和超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小到無法測量的程度，可以認(rèn)為其電阻率突然變?yōu)榱悖@種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象，能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)稱為超導(dǎo)體。2. 轉(zhuǎn)變溫度TC ：材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度，叫做超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度。3. 超導(dǎo)體的兩個基本特性：零電阻性、抗磁性。
超導(dǎo)材料出現(xiàn)以后，人們首先想到的是利用超導(dǎo)體的零電阻性實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大功率輸電。
超導(dǎo)材料不僅電阻為零，而且還有其他令人注目的特性。
超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象使人們想到可以利用超導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)交通工具的無摩擦運(yùn)行，大大提高交通工具的安全性能和運(yùn)行速度。
“納米”譯自英文“nanmeter”，它并不是什么特殊的物質(zhì)，而是一種度量單位。1納米等于十億分之一米，相當(dāng)于針尖大小的百萬分之一，約相當(dāng)于45個原子串起來那么長。納米技術(shù)就是指在納米尺寸范圍內(nèi)，通過直接操縱單個原子、分子來組裝和創(chuàng)造具有特定功能的新物質(zhì)。當(dāng)物質(zhì)顆粒小到100納米以下，這種物質(zhì)就可被稱為納米材料。其物理性能與化學(xué)性質(zhì)就會較原來有意想不到的巨變，這些“巨變”正在生物學(xué)、材料學(xué)、信息技術(shù)等各個領(lǐng)域展開，它們將對人類未來的生活產(chǎn)生重大影響。
納米衣服不用洗、“納米水”喝出健康?！凹{米硫磺”，在面膜、膏霜等化妝品中應(yīng)用納米硫材料，對治療脂溢性皮炎、螨蟲、青春痘等有奇效。把用納米材料制成的骨頭構(gòu)架植入裂縫中，結(jié)果5個月后成功讓骨頭完全愈合。專家預(yù)言，借助納米技術(shù)，未來我們有可能用基因芯片、蛋白質(zhì)芯片組裝成“納米機(jī)器人”，通過血管送入人體去偵察疾??；攜帶DNA去更換或修復(fù)有缺陷的基因片段。有可能用納米藥物來阻斷血管餓死癌細(xì)胞。使用納米診斷儀只需檢測微量血液就可從蛋白質(zhì)和DNA上診斷出各種疾病。利用碳納米管，我們可以搭建強(qiáng)度比鋼高一百倍，但重量只有鋼的六分之一的新型建筑，摩天大樓將修得更高。而用碳納米材料替代硅芯片，將引發(fā)電腦行業(yè)的革命……
1. 善于導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體，如：各種金屬、酸堿鹽的水溶液、石墨、人體、大地等；不善于導(dǎo)電的物體叫絕緣體，如：玻璃、橡膠、陶瓷等；導(dǎo)體和絕緣體沒有明顯的界線。2. 由半導(dǎo)體材料制成的二極管的導(dǎo)電性能很特殊，具有單向?qū)щ娦?，它只允許電流從正極流向負(fù)極。3. 物質(zhì)的電阻變?yōu)榱銜r的溫度叫做這種物質(zhì)的超導(dǎo)臨界溫度。物質(zhì)的溫度高于超導(dǎo)臨界溫度時失去超導(dǎo)性，低于或等于超導(dǎo)臨界溫度時才具有超導(dǎo)性。
【例1】(湖南婁底)下列餐具中，通常情況下屬于導(dǎo)體的是(　　)A．玻璃杯　　B．不銹鋼湯匙　　C．瓷碗　　　D．竹筷
通常情況下，玻璃杯、瓷碗、竹筷是絕緣體，不銹鋼湯匙是導(dǎo)體。
【例2】超導(dǎo)體若能應(yīng)用到社會生活中，會給人類帶來很大的好處。各國科學(xué)家一直在努力尋找能夠在室溫下工作的超導(dǎo)材料。假如科學(xué)家已研制出室溫下的超導(dǎo)材料，你認(rèn)為它可做下列哪種用途(　　)A．電爐中的電阻絲　B．白熾燈泡的燈絲C．保險絲 D．遠(yuǎn)距離輸電線
【例3】(多選)關(guān)于導(dǎo)體和絕緣體的說法錯誤的是( 　　)A．金屬和酸堿鹽的水溶液都能導(dǎo)電是因?yàn)樗鼈儍?nèi)部都有自由移動的電荷B．導(dǎo)體能導(dǎo)電而絕緣體不容易導(dǎo)電是因?yàn)閷?dǎo)體內(nèi)有電子，而絕緣體沒有C．碳棒主要靠自由電子導(dǎo)電，而酸堿鹽的水溶液主要靠陰陽離子D．人體、大地、所有金屬、酸堿鹽的水溶液都是靠自由電子導(dǎo)電的
【例4】下列關(guān)于半導(dǎo)體的說法中，正確的是(　　)A．半導(dǎo)體二極管可以放大電信號B．半導(dǎo)體三極管具有單向?qū)щ娦訡．家用電器上的電源指示燈常用發(fā)光二極管D．半導(dǎo)體的導(dǎo)電性比導(dǎo)體的導(dǎo)電性強(qiáng)

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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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