新滬科版八年13站在巨人的肩膀上課件3

1、滬科版新教材同步教學(xué)課件,站在巨人的肩膀上,如果說(shuō)我比別人看得更遠(yuǎn)的話，那,是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏?牛頓,1.3,一、知識(shí)園地,碩果累累,要記住哦,1,物理學(xué)就是研究自然界的,物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物體,間的相互作用和物體運(yùn)動(dòng),最一般規(guī)律的自然,科學(xué),2,物理學(xué)是研究力的、熱的、聲的、電的,光的現(xiàn)象及產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因,物理學(xué)的知識(shí)和研究方法已被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代通,信、交通、航天、材料及能源等領(lǐng)域,由于航天技術(shù)的發(fā)展，人類不僅實(shí)現(xiàn)了飛翔之夢(mèng),而且還能登上月球、遨游太空，繼續(xù)探索浩瀚宇宙,的秘密,神州五號(hào)飛船上空,宇宙飛船上拍攝的土星,照片,在探索宇宙的同時(shí)，人類也在探索微觀世界,200,萬(wàn)倍電子顯下拍攝的

2、銥原子排列情況,原子的直徑,10,10,m,信息技術(shù)的應(yīng)用給人類帶來(lái)了巨大的影響，集成,了成千上萬(wàn)個(gè)電子元件的芯片，既小又輕，以致,于螞蟻都能搬動(dòng),超導(dǎo)技術(shù)正在蓬勃發(fā)展，其應(yīng)用將緩解人類的能源危機(jī),超導(dǎo)技術(shù)及其應(yīng)用,比爾,李,1911,年，荷蘭科學(xué)家昂內(nèi)斯用液氦冷卻水銀，當(dāng)溫度下,降到,K,時(shí)發(fā)現(xiàn)水銀的電阻完全消失，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo),電性,1933,年，邁斯納和奧克森菲爾德兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，如,果把超導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中冷卻，則在材料電阻消失的同時(shí)，磁,感應(yīng)線將從超導(dǎo)體中排出，不能通過(guò)超導(dǎo)體，這種現(xiàn)象稱為,抗磁性,超導(dǎo)電性和抗磁性是超導(dǎo)體的兩個(gè)重要特性。使超導(dǎo)體,電阻為零的溫度，叫超導(dǎo)臨界溫度。經(jīng)過(guò)科

3、學(xué)家們數(shù)十年的,努力，超導(dǎo)材料的磁電障礙已被跨越，下一個(gè)難關(guān)是突破溫,度障礙，即尋求高溫超導(dǎo)材料,奇異的超導(dǎo)陶瓷,1973,年，人們發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)合金,鈮鍺合金，其臨界超導(dǎo)溫度為,23.2K,該記錄保持了,13,年,1986,年，設(shè)在瑞士蘇黎士的美國(guó),IBM,公司,的研究中心報(bào)道了一種氧化物（鑭鋇銅氧）具有,35K,的高溫超導(dǎo),性，打破了傳統(tǒng)“氧化物陶瓷是絕緣體”的觀念，引起世界科學(xué)界的,轟動(dòng)。此后，科學(xué)家們爭(zhēng)分奪秒地攻關(guān)，幾乎每隔幾天，就有新的研,究成果出現(xiàn),1986,年底，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研究的氧化物超導(dǎo)材料，其臨界超導(dǎo),溫度達(dá)到,40K,液氫的“溫度壁壘”,40K,被跨越,1987,年,2,月

4、，美,國(guó)華裔科學(xué)家朱經(jīng)武和中國(guó)科學(xué)家趙忠賢相繼在釔鋇銅氧系材,料上把臨界超導(dǎo)溫度提高到,90K,以上，液氮的禁區(qū),77K,也奇跡般地,被突破了,1987,年底，鉈鋇鈣銅氧系材料又把臨界超導(dǎo)溫度,的記錄提高到,125K,從,1986,1987,年的短短一年多的時(shí)間里，臨界超,導(dǎo)溫度竟然提高了,100K,以上，這在材料發(fā)展史，乃至科技發(fā)展史上都,堪稱是一大奇跡,高溫超導(dǎo)材料的不斷問(wèn)世，為超導(dǎo)材料從實(shí)驗(yàn)室走向應(yīng)用鋪平了,道路,超群的超導(dǎo)磁體,超導(dǎo)材料最誘人的應(yīng)用是發(fā)電、輸電和儲(chǔ)能,由于超導(dǎo)材料在超導(dǎo)狀態(tài)下具有零電阻和完全的抗,磁性，因此只需消耗極少的電能，就可以獲得,10,萬(wàn)高斯,以上的穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)。

5、而用常規(guī)導(dǎo)體做磁體，要產(chǎn)生這么,大的磁場(chǎng)，需要消耗,3.5,兆瓦的電能及大量的冷卻水,投資巨大,超導(dǎo)磁體可用于制作交流超導(dǎo)發(fā)電機(jī)、磁流體發(fā)電,機(jī)和超導(dǎo)輸電線路等,超導(dǎo)發(fā)電機(jī),在電力領(lǐng)域，利用超導(dǎo)線圈磁體可以將,發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度提高到,5,萬(wàn),6,萬(wàn)高斯，并且?guī)缀鯖](méi),有能量損失，這種發(fā)電機(jī)便是交流超導(dǎo)發(fā)電機(jī)。超導(dǎo),發(fā)電機(jī)的單機(jī)發(fā)電容量比常規(guī)發(fā)電機(jī)提高,5,10,倍,達(dá),1,萬(wàn)兆瓦，而體積卻減少,1/2,整機(jī)重量減輕,1/3,發(fā),電效率提高,50,磁流體發(fā)電機(jī),磁流體發(fā)電機(jī)同樣離不開(kāi)超導(dǎo)強(qiáng),磁體的幫助。磁流體發(fā)電發(fā)電，是利用高溫導(dǎo)電性氣,體（等離子體）作導(dǎo)體，并高速通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度為,5,萬(wàn),6,萬(wàn)高

6、斯的強(qiáng)磁場(chǎng)而發(fā)電。磁流體發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)非,常簡(jiǎn)單，用于磁流體發(fā)電的高溫導(dǎo)電性氣體還可重復(fù),利用,超導(dǎo)輸電線路,超導(dǎo)材料還可以用于制作超導(dǎo)電線,和超導(dǎo)變壓器，從而把電力幾乎無(wú)損耗地輸送給用,戶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前的銅或鋁導(dǎo)線輸電，約有,15,的,電能損耗在輸電線路上，光是在中國(guó)，每年的電力,損失即達(dá),1000,多億度。若改為超導(dǎo)輸電，節(jié)省的電,能相當(dāng)于新建數(shù)十個(gè)大型發(fā)電廠,二、科學(xué)探究,其樂(lè)無(wú)窮,1,科學(xué)探究的步驟,1,提出問(wèn)題,2,猜想與假設(shè),3,制定計(jì),劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),4,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù),5,分析與論證,6,評(píng)估,7,交流與合作,例如：“打水漂,是人類最古老的游戲之一，如何將,水漂打的既多又遠(yuǎn)，一

7、直是人們感興趣的問(wèn)題，法國(guó),科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究，揭開(kāi)了打水漂的奧秘,1,提出問(wèn)題,如何將水漂打的既多又遠(yuǎn),2,猜想與假設(shè),打水漂的質(zhì)量可能與石塊的直,徑、厚度、速度、以及入水角度和旋轉(zhuǎn)等因素有,關(guān),3,制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),他們用飛碟代替石塊進(jìn)行,了實(shí)驗(yàn)，他們制作了一個(gè)“打水漂機(jī)”，實(shí)驗(yàn)際上,是個(gè)機(jī)械化彈弓，用來(lái)發(fā)射不同大小的鋁制飛碟,射向一個(gè)水池，同時(shí)用高速攝像機(jī)將飛碟在水面彈,跳的過(guò)程拍下來(lái),4,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集證據(jù),實(shí)驗(yàn)時(shí)“打水漂機(jī),向一個(gè)水池發(fā)射飛碟，高速攝像機(jī)拍攝飛碟,在水面彈跳的過(guò)程，在實(shí)驗(yàn)中，研究人員改,變了飛碟的直徑、厚度、速度及入水角度和,旋轉(zhuǎn)等因素，并收集數(shù)據(jù),5,分析與論證,經(jīng)過(guò)反

8、復(fù)嘗試，他們終于發(fā)現(xiàn),了打水漂的奧秘：關(guān)鍵在于角度，如果石塊入水,的角度大于,45,度它根本就彈不起來(lái)，會(huì)直接沉入,水中，當(dāng)石塊與水面的夾角為,20,度時(shí)，它在水面,上彈跳的次數(shù)最多，這是打水漂的黃金角度；旋,轉(zhuǎn)的石塊比不旋轉(zhuǎn)的次數(shù)多，還與石塊的速度成,正比，直徑,5,厘米的鋁片以,20,度角接觸水面時(shí),速度必須達(dá)到每秒,2,5,米以上，否則就會(huì)落水,另外而扁平，圓形的石塊是打水漂最理想的材料,6,評(píng)估,以前也有學(xué)者研究過(guò)打水漂，但他們,的結(jié)論都是建立在推理而不是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，科,學(xué)家對(duì)收集數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行了評(píng)估，最后認(rèn),為實(shí)驗(yàn)結(jié)論是可靠的,7,合作與交流,這項(xiàng)有趣的發(fā)現(xiàn)被發(fā)表在,自然雜志上，打水漂實(shí)驗(yàn)有著十分重要的,意義。當(dāng)航天器從空氣稀薄的太空中重返地球,進(jìn)入“濃密”的大氣層時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)方式就與,打水漂有幾分類似，也有一個(gè)在大氣中“彈跳,的過(guò)程，因此打水漂實(shí)驗(yàn)將幫助物理學(xué)家