题目
1897年人们首先发现了电子,进而认识到原子是由电子和______构成,人类向微观物质世界进军的脚步一刻也没有停止,纳米技术正是这样一门前沿技术,纳米科学技术研究的对象通常以______作为单位,1nm=______ m. |
所属题型:填空题
试题难度系数:中档
答案
(1)1897年人们发现了电子,人们进而认识到原子是由电子和原子核组成的; (2)纳米科学技术研究的对象通常以纳米为长度单位,1nm=10-9m. 故答案为:原子核;纳米;10-9. |
考点梳理
初中三年级物理试题“1897年人们首先发现了电子,进而认识到原子是由电子和______构成”旨在考查同学们对
电荷,元电荷,电荷量、
新材料及其应用(半导体、超导体、纳米材料、绿色能源、记忆合金等)、
……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:
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- 电荷,元电荷,电荷量
- 新材料及其应用(半导体、超导体、纳米材料、绿色能源、记忆合金等)
考点名称:电荷,元电荷,电荷量
电 荷:带电体的形状、大小对相互作用力的大小可以忽略,那么带电体可以看作一个点,所带电荷称为点电荷。点电荷是一种理想模型。
元电荷:任何带电粒子,所带的电荷等于电子或质子的电量的整数倍,或者与它们相等,因此q=1.60×10-19称为元电荷。
电荷量:用于度量电荷多少的物理量,简称电荷量,符号为Q,通过电流多少。通常,正电荷的电荷量用正数表示,负电荷的电荷量用负数表示。
电荷的分类
人们通过大量的实验发现,凡是与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引的,必定与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥,由此人们得出自然界中有且只有两种电荷:正电荷和负电荷。
此外,我们还把带等量异种电荷的物体相互接触,使两个物体都恢复到不带电的状态,叫做电荷的中和。如果两个物体带的异种电荷的电荷量不相等,那么只会出现部分中和,多余的电荷在两个物体上重新分布。
考点名称:新材料及其应用(半导体、超导体、纳米材料、绿色能源、记忆合金等)
半导体技术定义:
半导体技术是指半导体加工的各种技术,包括晶圆的生长技术、薄膜沉积、光刻、蚀刻、掺杂技术和工艺整合等技术。
半导体技术就是以半导体为材料,制作成组件及集成电路的技术。在周期表里的元素,依照导电性大致可以分成导体、半导体与绝缘体三大类。最常见的半导体是硅(Si),当然半导体也可以是两种元素形成的化合物,例如砷化镓(GaAs),但化合物半导体大多应用在光电方面。
绝大多数的电子组件都是以硅为基材做成的,因此电子产业又称为半导体产业。半导体技术最大的应用是集成电路(IC),举凡计算机、手机、各种电器与信息产品中,一定有 IC 存在,它们被用来发挥各式各样的控制功能,有如人体中的大脑与神经。
半导体技术的演进,除了改善性能如速度、能量的消耗与可靠性外,另一重点就是降低制作成本。降低成本的方式,除了改良制作方法,包括制作流程与采用的设备外,如果能在硅芯片的单位面积内产出更多的 IC,成本也会下降。所以半导体技术的一个非常重要的发展趋势,就是把晶体管微小化。当然组件的微小化会伴随着性能的改变,但很幸运的,这种演进会使 IC 大部分的特性变好,只有少数变差,而这些就需要利用其它技术来弥补了。
半导体技术的应用及发展:
1960年真空三极管的发明,为上世纪上半叶无线电和电话的发展奠定了基础。1947年,美国贝尔研究所的巴丁、肖克莱、不拉坦研制出第一个晶体三极管。它的出现成为上世纪下半叶世界科技发展的基础。其功耗极低,而且可靠性高,转换速度快,功能多样尺寸又小。因而成为当时出现的数字计算机的理想器件,并很快在无线电技术和军事上或得广泛的应用,由于研制晶体管,他们三人获得1956年诺贝尔物理学奖。
半导体材料在目前的电子工业和微电子工业中主要用来制作晶体管、集成电路、固态激光器等器件。我们现在常见的晶体管有两种,即双极型晶体管和场效应晶体管,它们都是电子计算机的关键器件,前者是计算机中央处理装置(即对数据进行操作部分)的基本单元,后者是计算机存储的基本单元。两种晶体管的性能在很大程度上均依赖于原始硅晶体的质量。
砷化镓单晶体材料是继锗、硅之后发展起来的新一代半导体材料。它具有迁移率高、禁带宽度大的优势。它是目前最重要、最成熟的化合物半导体材料,主要用于光电子和微电技术领域。
电子技术最初的应用领域主要是无线电通讯、广播、电视的发射和接收。雷达作为一种探测敌方飞行器的装置在第二次世界大战中大显身手,成为现代电子技术的一个重要领域。电子显微镜、各种波谱和表面能仪以及加速器、遥测、遥控和遥感、医学也是电子技术的一个重要领域。微电子技术和量子电子学是现代电子技术中最活跃的前沿领域之一。
超导体的定义:
超导材料,又称为超导体(superconductor)。当某导体在一温度下,可使电阻为零而称之。零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻为零的温度,叫超导临界温度。
超导体的应用:
1、比尔·李
1911年,荷兰科学家昂内斯用液氦冷却水银,当温度下降到4.2K时发现水银的电阻完全消失,这种现象称为超导电性。1933年,迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现,如果把超导体放在磁场中冷却,则在材料电阻消失的同时,磁感应线将从超导体中排出,不能通过超导体,这种现象称为抗磁性。
超导电性和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻为零的温度,叫超导临界温度。经过科学家们数十年的努力,超导材料的磁电障碍已被跨越,下一个难关是突破温度障碍,即寻求高温超导材料。
2、奇异的超导陶瓷
1973年,人们发现了超导合金――铌锗合金,其临界超导温度为23.2K,该记录保持了13年。1986年,设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧-钡-铜-氧)具有35K的高温超导性,打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念,引起世界科学界的轰动。此后,科学家们争分夺秒地攻关,几乎每隔几天,就有新的研究成果出现。
超导磁体:
超导磁体可用于制作交流超导发电机、磁流体发电机和超导输电线路等。
1、超导发电机
在电力领域,利用超导线圈磁体可以将发电机的磁场强度提高到5万~6万高斯,并且几乎没有能量损失,这种发电机便是交流超导发电机。超导发电机的单机发电容量比常规发电机提高5~10倍,达1万兆瓦,而体积却减少1/2,整机重量减轻1/3,发电效率提高50%。
2、磁流体发电机
磁流体发电机同样离不开超导强磁体的帮助。磁流体发电,是利用高温导电性气体(等离子体)作导体,并高速通过磁场强度为5万~6万高斯的强磁场而发电。磁流体发电机的结构非常简单,用于磁流体发电的高温导电性气体还可重复利用。
3、超导输电线路
超导材料还可以用于制作超导电线和超导变压器,从而把电力几乎无损耗地输送给用户。据统计,目前的铜或铝导线输电,约有15%的电能损耗在输电线路上,光是在中国,每年的电力损失即达1000多亿度。若改为超导输电,节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。
纳米材料:
纳米级结构材料简称为纳米材料,广义上是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围超精细颗粒材料的总称。根据2011年10月18日欧盟委员会通过的定义,纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料,这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1纳米至100纳米之间,并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50%以上。
绿色能源:
绿色能源也称清洁能源,是环境保护和良好生态系统的象征和代名词。它可分为狭义和广义两种概念。狭义的绿色能源是指可再生能源,如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充,很少产生污染。广义的绿色能源则包括在能源的生产、及其消费过程中,选用对生态环境低污染或无污染的能源,如天然气、清洁煤和核能等。
记忆合金定义:
记忆合金是一种原子排列很有规则、体积变为小于0.5%的马氏体相变合金。这种合金在外力作用下会产生变形,当把外力去掉,在一定的温度条件下,能恢复原来的形状。由于它具有百万次以上的恢复功能,因此叫做“记忆合金”。当然它不可能像人类大脑思维记忆,更准确地说应该称之为“记忆形状的合金”。此外,记忆合金还具有无磁性、耐磨耐蚀、无毒性的优点,因此应用十分广泛。科学家们现在已经发现了几十种不同记忆功能的合金,比如钛-镍合金,金-镉合金,铜-锌合金等。