师：同学们好，今天我们学习初中物理沪粤版八年级上册第五章第五节“点击新材料”。在开始新课之前，请同学们完成课前测标。
首先，物质的磁性：
磁性，是能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。
磁体，即具有磁性的物体，地球就是一个大磁体。其规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。应用举例，指南针、音箱都用到了磁体。
接着，物体的导电性：
导体，是容易导电的物体，比如金属、大地、人体。
绝缘体，是不容易导电的物体，像橡胶、陶瓷、塑料。应用方面，导线是导体，绝缘手套是绝缘体。
好，现在开始今天的新课。我们今天有三个学习目标：
能列举一些新材料的特点及其应用。
通过对新材料的认识，关注前沿科学的新进展，认识到物理学的重要性。
会使用网络查找新材料的应用。
首先来学习纳米材料，请同学们阅读课本129页，完成以下三个问题：
什么叫做纳米材料？
纳米材料有什么特点？
纳米材料有哪些应用？
通过阅读课本我们知道，纳米是一个长度单位，1纳米等于10的 - 9次方米。1纳米有多小呢？将10个分子紧密排布的尺度大约是头发丝直径的1%。纳米材料除了其基本单元空间尺度很小之外，在力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特殊的性能。例如，可以把一个完整的黄金块分解为黄金纳米颗粒，也能将煤炭中的原子重新排列变成宝贵的钻石；往沙子中加入一些微量元素，并将原子重新排列，能变成电脑芯片；把土壤、水和空气的原子重新排列，甚至可以变成可食用的马铃薯，非常神奇。其实在我们生活和影视中也常涉及纳米材料，比如想象中的纳米机器人，还有纳米超晶格、纳米颗粒材料等。接下来请同学们观看一则纳米材料的科普视频。
（视频内容）很久以来，人类一直梦想有一天能够通过控制分子、原子来改造世界，纳米科技的出现使这一切成为可能。究竟什么是纳米？纳米有什么用？让我们一起走进神奇的纳米世界。纳米和米、厘米一样是一个长度单位，1纳米是10的 - 9次方米，这是什么概念呢？把一个高尔夫球放大10的9次方倍，它的体积就相当于地球的大小。在1 - 100纳米的范围里，研究物质的特性和相互作用，包括对原子、分子的操纵，叫做纳米科技。
在纳米科技中，科学家们发现物质在纳米尺度下具有三大效应：
比表面效应。当把立方体切割到纳米尺度的时候，它的比表面积急剧增大，比如1克5纳米氧化铝的总表面积相当于一个标准篮球场面积那么大。
尺寸效应。常见的金子是黄灿灿的，俗称金色，而在纳米尺度下，不同纳米尺度的金则显示为不同颜色，这就是小尺寸效应的表现。
宏观量子隧道效应。有如崂山道士穿墙术一样，物质在纳米尺度下表现出隧道效应，可穿透平常物质不能穿透的壁垒。由于这些效应，使得纳米微粒在催化、传感、存储等方面有着广阔的应用前景。
2004年，科学家们发现了一种特殊的材料——石墨烯，它是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质材料，厚度仅为一个碳原子直径。石墨烯应用广泛，作为一种电极材料近期被广泛研究。据报道，西班牙研制出了首例石墨烯聚合材料电池，在储电量和寿命上都优于传统锂电池，电动车充电8分钟，行驶距离可达1000公里。
把单层或者多层的石墨烯卷成同轴圆管，就构成了一种高强度的纳米材料——碳纳米管，它的强度比钢大100倍，重量很轻，弹性极高。未来，若人们想到其他星球上探索宇宙奥秘，可以用纳米管做一部太空天梯送我们上去。另一个和纳米管一样的中空结构——富勒烯，它是由60个碳原子组成，从外形看像一只镂空的足球，也叫足球烯。这只特殊的足球在科学家手中如同百变魔方，通过内嵌入元素或外接元素，就可以组合出不同结构和功能的富勒烯衍生物。例如中科院科学家在富勒烯中内嵌钌元素，外修饰官能团则成为低毒的抗肿瘤药物，将肿瘤组织囚禁，实现治疗目的。
目前，纳米技术在生物医药、新能源、新材料、电子信息等多个领域得到应用。这其中纳米绿色制版技术的出现，更是掀起了印刷业的革命。北宋时期毕昇发明了活字印刷术，20世纪80年代，王选院士发明了汉字激光照排技术，而今不需要感光成像，不会污染环境，印刷流程缩短。中科院科学家将纳米材料的最新研究成果和印刷术相结合，发明了绿色制版技术，这一发明成为目前世界最前沿的印刷制版技术，而这仅仅是纳米科技时代的开始。未来汽车充电比加油还快，打游戏敲击键盘可以发电，足不出户可以看病，癌症变得不再可怕，沙漠旅游不用带水，太多的不可思议将会成为现实，是不是很想知道这其中的奥秘呢？那就让我们一起加入纳米科学研究吧。
通过视频我们了解到纳米材料已经渗透到我们生活的方方面面。介绍完纳米材料之后，我们一起来学习半导体材料。这里老师做了一个简单的半导体材料实验，请同学们一起来观看。
（实验过程）同学们，今天我们做一个研究半导体特性的实验，实验器材有电源、开关、发光二极管。首先用导线依次将电源、开关、发光二极管连接完成。我们闭合开关，观察到发光二极管发光；断开开关。现在老师将电源的正负极对调重新连接导线，摆好仪器，再次闭合开关，发现发光二极管不发光。
那是什么原因导致发光二极管不发光呢？老师将这个实验中两种不同的情况以照片的形式放在了黑板上。同学们请看，这两幅图有什么相同的地方？它们都是由电源、开关、发光二极管组成的。有什么不同的地方呢？其中一个灯是亮的，一个灯是暗的。造成这两种情况的原因是什么呢？是电源正负极发生了对调。
当电流流动方向改变时，小灯泡不亮，这是什么原因呢？这就是我们的半导体材料。请同学们阅读课本129页半导体材料，了解什么是半导体材料。通过阅读我们知道，半导体材料是导电性能介于导体和绝缘体之间的物体，它具有单向导电性。我们常见的半导体有锗、硅。半导体材料的应用十分广泛，小到电子表、收音机、数码照相机、电视机，大到汽车、火车、飞机、宇宙飞船都会用到半导体材料。这里有一些半导体元件，例如电脑芯片，还有老师刚才使用到的发光二极管等等。包括计算机的心脏——微处理器，如果用显微镜将它放大数百倍之后，会发现它是由成千上万个半导体元件组成的。
介绍完半导体材料之后，我们来学习超导材料。请同学们阅读课本130页超导材料，完成以下三个问题：
什么叫做超导材料？
超导材料是如何发现的？
超导材料有哪些应用？
通过阅读我们知道，当温度降低到绝对零度附近时，有些材料的电阻会突然减小到无法测量的程度，我们就可以认为它的电阻变为了零。这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质称为超导体。超导体的应用前景十分广泛，这里有一些超导材料和超导应用前景，例如超导电缆、超导磁悬浮列车等等。接下来请同学们观看一则超导材料的科普视频。
（视频内容）时隔20年，中国科学家在日本科学家铁基超导体研究的基础上又一次有了突破，发现了更高临界温度的铁基超导体，最终创造出了55K（约零下218摄氏度）最高临界温度的世界纪录。这一纪录一直保持至今，使中国的超导研究在短短20多年间从默默无闻到走在世界前列。
在中国科学家在新材料探索以及超导物理、超导机理方面研究当中实际上做出了很多新的贡献。目前来讲，中国的超导研究应该处于国际先进水平，甚至是领先水平。