材料物理化学创新性实验.pptx
初中物理【创新性实验】（精选课件）
初中物理【创新性实验】（精选课件）初中物理【创新性实验】初中物理演⽰实验创新性实验汇编序号实验名称创新性设计优点１声⾳在液体中的传播⽤细线系好三把旧钥匙，放⼊盛⽔的⼤饮料瓶内并上下抖动细绳，会听到钥匙碰撞的声⾳。
简单易⾏，⽐原来⽤钓鱼的例⼦来证明更直观,更有说服⼒。
２声⾳的特征⽤⼀根橡⽪筋，⼀端咬在⼝⾥，⼀⼿拉，⼀⼿拨动,感觉声⾳的变化.既能看得到振动状态，⼜能听到声⾳变化，从⽽很好解决⾳调与频率、响度与振幅的关系。
同样的⽅法，也能证明⾻传导。
1 / 26·····谢阅。
３光的传播光在透明介质中的传播路径很难从侧⾯观察，在⽩天演⽰光学实验，学⽣⽆法看清光路。
可以找⼀个⼤的⼲燥的透明饮料瓶,⽤蚊⾹向其中加注烟雾后加盖。
⽤激光笔照射时,可以很清楚的看到光的传播路径。
还可以⽤加湿器制造烟雾。
或者在⽔槽中注⼊清⽔,滴⼊⼏滴⽜奶，搅拌均匀，⽤激光笔照射,演⽰液体中的光路。
这两种⽅法，可⽤于演⽰光的直线传播和反射想象，两种⽅法结合起来，可以很清楚的演⽰光的折射。
这两种改进都使原来不易被发现的“光路”变得清晰直观，器材简单，便于携带和反复试验。
可⽤于在课堂向学⽣演⽰光的直线传播、反射和折射现象。
４平⾯镜成像可以从以下⼏个⽅⾯改进：1.⽤⽅格纸或棋盘铺在桌⾯上,再将平⾯镜⽴放于棋盘中轴线上。
２。
将⼀张⽩纸对折再展开铺平,在折痕处⽴放玻璃1．⽤棋盘可以直接的观察到物和像到镜⼦距离相等，并且连线与镜⾯垂直的特点。
2 / 26·····谢阅。
板,试验时在对应的位置分别给物和像标上记号，实验结束后将⽩纸沿镜⼦所在直线进⾏对着，观察对应的记号是否重合.3.⽤茶⾊玻璃板代替⽆⾊透明玻璃板，或者在透明玻璃板⼀侧粘贴透明薄膜，减少透光。
4.⽤两个相同的透明⼩药瓶,其中⼀只内装上⼀个ｌed⼩灯珠代替蜡烛。
2.⽤⽩纸做记号的⽅法将⽤数学知识解决物理问题，提⾼学⽣的学科综合能⼒，激发学⽣思维。
初中物理创新小实验PPT课件
物理小实验自制开展方法措施
1.鼓动宣传绝不可少 思想支配行动。对于正处在启蒙阶段的青
13、火车站台为什么划安全线？
小制作、小实验介绍
14、天女散花 原理：空气流速大的地方压强小 器材：软管、碎纸屑 操作：将软管的一端放在碎纸屑上，快速旋转软管的另
一端，碎纸屑从下端吸入，从上端散出。
14、天女散花
小制作、小实验介绍
15.风吊乒乓球 原理：液体流速快的地方压强小 材料：乒乓球、电吹风 操作：启动电吹风机，竖直顶起乒乓球。当让风向倾斜一定角度，
23、会飞的气球---小物品大道理、大作用
原理：力的作用是相互的
操作：气球吹足气后，口向下松手，球会腾空而起。气
垫船、喷气式飞机、火箭、划船等都利用了这一原理。
吹气球、打陀螺、推铁环、放风筝······儿时的小
小游戏都可勾起我们美好回忆。我们重拾它们，赋予它
们科学的生命，调动学生兴趣和探究欲望，希望我们高
20、模拟帕斯卡小桶实验
小制作、小实验介绍
21、浮与沉（浮沉子）
原理：物体的浮沉条件
材料：饮料瓶、笔帽、小玻璃药瓶、输液管、细铁丝
制作：①笔帽瓶下端缠绕细铁丝，使其能浮于水面上
②输液管截取长3cm左右，对折铁丝扎口能悬
浮水面上
操作：把笔帽、瓶、铁丝扎口的软管放入装满水的矿泉水瓶内，
可见三者均漂浮。加盖后用力捏瓶体，三者均会下沉，松手二者
内装橡胶球的椭圆筒 制作与操作：大试管内及带槽木板上粘贴黑胶布（增大
初中物理实验的创新PPT课件
黄恕伯 2016.10.28
实验
安排
实验 创新 的总 思路
物理实验创新的总思路
获得准确数据，形成知识结论 通过实验感知，理解物理知识 经历实验操作，提高实验技能 通过观察实践，领悟物理方法 关注学习行为，提升相关能力 获得实践体验，增强实践意识 通过物理实验，激发学习兴趣
形成结论 理解知识 提高技能 领悟方法 提升能力 增强意识 激发兴趣
演示实验：用听觉理解加速度
2.教学设计：
录有一个固定 频率的乐音
录音带
v
放音磁头
和录音机 接通
演示实验：用听觉理解加速度
2.教学设计：
返回
三、经历实验操作，提高实验技能 例：测量卵石的密度 ●用天平、量筒测量卵石的密度 —— 提高使用天平测质量、量筒测体积的技能
一、优选器材、优化操作，获得准确实验数据
调查——老师们希望改进的实验项目：
●晶体熔化 ●比热容实验 ●焦耳定律实验 ●机械效率实验 ●电功定量实验 ●测水平运动物体的滑动摩擦力 ●内能演示实验 ●光在不均匀液体中折射
返回
一、优选器材、优化操作，获得准确实验数据 例：滑动摩擦力的测量
滑动摩擦力的测量
O
演示实验：用听觉理解加速度
1.理论基础：
●位移是视觉中的长度形象，加速度是与视 觉长度相关的物理量，加速度不容易被视觉直 接感知。是否可以用听觉来理解加速度？
演示实验：用听觉理解加速度
1.理论基础：
韦伯定律
当人的感觉器官受到一定强度I的刺激时，在此基础上 再增加刺激量ΔI，使ΔI等于感官恰能觉察到的最小差别 感觉阈限，ΔI与I的比值为一个常数。即K＝ΔI / I ，K
滑动摩擦力的测量
化学实验改进与创新 ppt课件
实验教学种类繁多，按实验进行的形式 可分为演示实验、分组实验、并进实验、 家庭小实验等等。按实验所需结果又可分 为定性实验、定量实验和探究实验等等。 目前，现有的实验仪器虽然可以完成这些 实验，但是，有些实验问题的解决若只是 通过现有仪器往往难以实现或效果不好。 为了让学生更好的感知并解决这类问题， 或让使用现有仪器完成收效不好的实验得 以完善，很多教师往往通过自制教具或实 验改进来解决这些问题。
带来安全隐患。根据这一情况，我设计的
“S形尖嘴胶头滴管”很好地解决了这一问
题。
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化学实验改进与创新
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5、改进与创新的实验应具有很好的安全性 和规范性
化学实验教学时，实验的安全性应放
在首位。为确保实验者、观察者的安全， 确保实验的可重复性，设计某些解决具有 安全隐患问题的教具时，首先考虑的是安 全。例如：点燃可燃性气体与氧气或空气 的混合气体时，往往实验者心理压力较大。 为了解决这一问题，我设计了遥控点燃气 体的装置，消除了操作者的心里压力。
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化学实验改进与创新
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化学实验改进与创新
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化学实验改进 与创新
2013.8.22
1
化学是一门以实验为基础的自然科学，化 学教学离不开化学实验。实验教学的主要目的 是帮助学生更好地理解所学理论知识，并通过 实验操作来培养学生的动手能力，训练学生学 会合作和进行实验探究，让学生认识如何通过 实验的方法来解决问题，从而将理论知识与实 践密切联系起来。
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
【可编辑全文】《材料物理化学》PPT课件
什么是材料科学？
材料科学是一门以固体材料为研究对象，以固体物理、热力学、动力学、量子力学、冶金、化工为理论基础的边缘交叉基础应用学科，它运用电子显微镜、X-射线衍射、热谱、电子离子探针等各种精密仪器和技术，探讨材料的组成、结构、制备工艺和加工使用过程与其机械、物理、化学性能之间的规律的一门基础应用学科，是研究材料共性的一门学科。
特种陶瓷是用于各种现代工业及尖端科学技术领域的陶瓷制品。包括结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷主要用于耐磨损、高强度、耐高温、耐热冲击、硬质、高刚性、低膨胀、隔热等场所。功能陶瓷主要包括电磁功能、光学功能、生物功能、核功能及其它功能的陶瓷材料。
常见高温结构陶瓷包括：高熔点氧化物、碳化物、硼化物、氮化物、硅化物。 功能陶瓷包括:装置瓷（即电绝缘瓷）、电容器陶瓷、压电陶瓷、磁性陶瓷（又称为铁氧体）、导电陶瓷、超导陶瓷、半导体陶瓷（又称为敏感陶瓷）、热学功能陶瓷（热释电陶瓷、导热陶瓷、低膨胀陶瓷、红外辐射陶瓷等）、化学功能陶瓷（多孔陶瓷载体等）、生物功能陶瓷等。
传统的无机非金属材料之一：陶瓷
陶瓷按其概念和用途不同，可分为两大类，即普通陶瓷和特种陶瓷。 根据陶瓷坯体结构及其基本物理性能的差异，陶瓷制品可分为陶器和瓷器。
普通陶瓷即传统陶瓷，是指以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎混练、成型、煅烧等过程而制成的各种制品。包括日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷、电瓷以及其它工业用陶瓷。
材料与人类文明
材料是人类文明、社会进步、科学技术发展的物质基础和技术先导。在历史上，人们将石器、青铜器、铁器等当时的主导材料作为时代的标志，称其为石器时代、青铜器时代和铁器时代。在近代，材料的种类及其繁多，各种新材料不断涌现，很难用一种材料来代表当今时代的特征。
材料物理、材料化学专业实验创新研究
1
引
言
面对世界知识经济时代的来临和经济全球化交 织形成的时空变迁，高等教育如何顺应时代潮流， 为社会培养更多更好的高素质综合型人才已成为教 ［1 - 3 ］ 育改革的主题 。武汉理工大学材料物理、材料 化学专业于 1999 年开始招生，鉴于材料物理、材 料化学专业的特点，我们建立了与之相适应的培养 ［4 ］ 目标及实验课程体系 。为了让学生了 解先进的 材料合成与制备方法，掌握高技术材料性能的最佳
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2006 年 6 月 第3 期
材 料 物 理 、 材 料 化 学 专 业 实 验 创 新 研 究
周 （武汉理工大学
* * 静*
** *
武汉 4 30 0 7 0）
摘要：实验教学是培养大学生实践能力和创新能力的非常重要的一个环节。针对材料物理、 材料化学专业的特点，结合该校的办学经验和教学、科研条件，对材料合成与加工和材料性能两 大实验体系的专业实验教学设置进行了创新性研究，通过两年的实践，有多名学生在“ 挑战杯” 全国大学生课外活动学术科技作品竞赛和学校大学生创新杯竞赛中获得很好的成绩。针对几年来 材料物理、材料化学专业实验教学过程中遇到的问题，提出了今后的发展方向。 关键词：材料物理；材料化学；专业实验；创新研究 中图分类号：G64 .4 23 文献标识码： B 文章编号：167 2 - 4 550 （2 0 0 6） 0 3 -0 0 48 -0 3
月
实
验
科
学
与
技
术
� 表 专业的学制为 年，要求学生在三年半的时间内完
材料物理 、材料化 学专业实验内容
实验内容 实验 类型 开出要求
物理化学创新实验材料
1.二氧化钛作为一种高效率、低毒害、价廉的光催化剂，受到越来越多的人们的关注，并在近年来取得了很大的研究进展。
二氧化钛能够在能量较高的紫外光的照射下激发，产生光生电子—空穴对，这一些电子和空穴具有极强的氧化还原性，它们能够和二氧化钛表面所吸附的水、氧气以及有机污染物发生一系列的氧化还原反应。
通过这些反应，二氧化钛表面所吸附的有机污染物最终会被降解为无毒的小分子，例如CO2、H2O等。
但是，二氧化钛在日常生活中的应用受到两个因素影响。
其一，二氧化钛的禁带宽度比较大（锐钛矿禁带宽度约为3.2eV），需要用紫外光照射才能够激发产生光电子和空穴，然而紫外光在太阳光所占的比例却是非常小的。
另外，二氧化钛通过紫外光激发产生的光生电子—空穴对非常地活泼极易复合，这同样影响着二氧化钛的光催化活性。
因此，如何扩宽二氧化钛的光响应范围，降低光生电子和空穴的复合率，成为提高二氧化钛光催化性能和拓宽其应用范围的一个重点问题。
为了解决上述问题，需要对二氧化钛进行改性。
目前，二氧化钛的改性方法有很多种，在本文中主要采用离子表面掺杂、离子梯度掺杂和二氧化硅改性这三种方法对其进行改性。
离子掺杂改性不但可以扩宽二氧化钛的光响应范围，而且可以抑制光生电子和空穴的复合率，从而提高二氧化钛的光催化活性。
离子的梯度掺杂可以通过改变掺杂离子的浓度分布，使光生电子空穴更容易转移到表面进行催化反应，同时也可以防止因表面掺杂离子过多而导致的负面影响。
二氧化硅改性可以增大复合材料的比表面积，增大孔体积，同时能够提高锐钛矿的热稳定性，这些均有利于提高二氧化钛的光催化活性。
本文掺杂所用的离子包括金属离子Ag、Co、Ce和非金属离子B，通过对比它们单独掺杂、共掺杂和梯度掺杂的复合薄膜对染料的降解情况，来研究其光催化反应的机理。
论文的研究工作主要包括以下几个方面：（1）复合薄膜的制备及性能研究本实验所用的TiO2胶体和SiO2胶体均采用溶胶—凝胶法制备，其相应的复合薄膜采用浸渍提拉法在玻璃基底上制成。
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▪ 四、实验原理
▪ 测定极化曲线实际上是测定有电流流过电极时电极的电位与电流的关系， 极化曲线的测定可以用恒电流和恒电位两种方法。恒电流法是控制通过 电极的电流（或电流密度），测定各电流密度时的电极电位，从而得到 极化曲线。恒电位法是将研究电极的电位恒定地维持在所需的数值，然 后测定相应的电流密度，从而得出极化曲线。
图1 阳极极化曲线
▪ 五、实验方法与步骤
▪ 1． 制备电极 ▪ 将各面打磨光亮的1 cm×1cm×1cm的电极，一面焊上直径为1mm的铜
丝，除了一面以外，其余各面用绝缘胶密封。 ▪ 2．电极处理 ▪ 用金相砂纸将铁电极表面打磨平整光亮，依次用蒸馏水和丙酮清洗，每
次测量前都需要重复此步骤。电极处理得好坏对测量结果影响很大。 ▪ 3．测量极化曲线
▪ 2．了解不同pH值、Cl-浓度、缓蚀剂等因素对铁电极极化的影响。
▪ 3．讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用。
▪ 二、实验内容
▪ 1． 电极的制备与表面处理； ▪ 2． 使用CHI660A电化学工作站测量极化曲线。
▪ 三、实验仪器设备及材料
▪ CHI 660A电化学工作站1台；电解池1个；精密酸度计1只；硫酸亚汞电 极或饱和甘汞电极（参比电极）、铁电极（研究电极）、铂片电极（辅 助电极）各1支；1.0mol/L、0.10mol/L H2SO4溶液，1.0mol/LHCI溶液， 六次甲基四胺（缓蚀剂）。
▪ 二、实验内容
▪ 1. 设计凝胶注模法制备氧化铝陶瓷的系列实验，了解注模成型的各影响 因素；
▪ 2. 分组完成胶体或粉料的激光粒径分布测试、胶体表面ξ电位测试、表 面张力测定和接触角测定实验。
▪ 三、实验仪器设备及材料
▪ 1．实验原料：
▪ 实验所采用的Al2O3的纯度为99.7%，由激光粒度仪确定其平均粒径分布。 丙烯酰胺（AM）为有机单体，N-N亚甲基双丙烯酰胺（MBAM）为交联 剂，过硫酸胺（APS）为引发剂；聚丙稀酸胺（PMAA-NH4）为分散剂； 催化剂为四甲基乙二胺（TEMED）；分析纯氨水来调节pH。
▪ 六、思考题
▪ 1、影响合成实验的主要因素有哪些？ ▪ 2、作为光催化材料，应必备哪些条件和要求？
实验三 金属电化学腐蚀 特性
▪ 一、实验目的
▪ 1．掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。通过测定金属 铁在H2SO4 溶液中的阴极极化和阳极极化曲线求算铁的自腐蚀电位、 自腐蚀电流和钝化电位范围、钝化电流等参数。
▪ 2．实验仪器： ▪ 激光粒度分析仪1台、微电泳仪1台、表面张力测定仪1台、接触角测定
仪1台、精密酸度计1台。另外，用于试样制备的仪器主要有：Teflon内 衬的不锈钢水热弹、超级恒温水浴槽、磁力加热搅拌器、恒温干燥箱、 高温电阻炉等。
▪ 四、实验方法与步骤
▪ 1．合成过程 ▪ 2．胶体颗粒的粒径分布测试 ▪ 3．胶体表面ξ电位测试 ▪ 4．接触角测定
件
▪ 四、实验原理
图 1. 光催化原理示意图
▪ （1）
图2. 钛酸四正丁酯水解历程
▪ (2) 随着氢氧化物的形成,将发生下述缩合反应：
▪ 脱水缩聚反应
▪
—Ti—OH +HO—Ti → —Ti—O—Ti— +H2O
▪ 脱醇缩聚反应
▪
—Ti—OR +HO—Ti → —Ti—O—Ti— +ROH
▪ (3) 总反应方程式为：
▪ 三、实验仪器设备及材料
▪ 1. 纳米晶TiO2纤维光催化功能材料的溶胶-凝胶法制备 ▪ 实验原料：四氯化钛、乙酰丙酮、三乙胺、正硅酸乙酯、甲醇、四氢呋
喃、蒸馏水； ▪ 实验设备：冷凝旋转蒸发器、反应搅拌器、玻璃仪器、天平等。
▪ 2. 纳米晶TiO2纤维的性能测试与表征 ▪ 实验原料：液氮、蒸馏水、无水乙醇 ▪ 实验设备：氮吸附BET比表面测定仪、扫描电镜、透射电镜 ▪ 3. TiO2纤维光催化降解水中有机污染物—染料甲基红的反应动力学实验 ▪ 实验原料：甲基红、蒸馏水 ▪ 实验设备：紫外可见吸收光谱仪、可见分光光度计；动力学实验教学附
▪ 五、思考题
▪ 1、影响本实验的主要因素有哪些？ ▪ 2、各种表面张力的测试方法比较。 ▪ 3、胶粒电泳迁移的速率与哪些因素有关？ξ电位的测量有哪几种方法？
它们分别用于哪些体系的测量？
实验二 纳米晶半导体陶 瓷纤维光催化功能材料的 制备与光降解有机污染物
▪ 一、实验目的
▪ 1. 了解光催化氧化技术及其在环境中的应用进展； ▪ 2. 了解纳米晶半导体陶瓷纤维的sol-gel制备方法,熟悉光催化原理； ▪ 3. 熟悉无机材料的表征方法(扫描电镜、透射电镜、X-射线粉末衍射仪和
▪ 六、实验报告要求
▪ 1. 分别求出Fe电极在不同浓度的H2SO4溶液中的自腐蚀电流密度、自 腐蚀电位、钝化电流密度及钝化电位范围。
▪ 2. 分别计算Fe在HCI及含缓蚀剂的HCI介质中的自腐蚀电流密度及按下 式换算成腐蚀速率（υ）。
紫外漫反射等) ； ▪ 4. 掌握利用光降解实验评价纳米晶半导体陶瓷纤维光催化活性的方法； ▪ 5. 熟悉实验设计和数据处理方法； ▪ 6. 培养科学思维习惯和解决实际问题能力。
▪ 二、实验内容
▪ 1. 纳米晶TiO2纤维光催化功能材料的溶胶-凝胶法制备； ▪ 2. 纳米晶TiO2纤维的性能测试与表征； ▪ 3. TiO2纤维光催化降解水中有机污染物－染料甲基红的反应动力学实验。
《材料物理化学》 创新性实验
开课实验室：材料系中心实验室 执 笔 人：王雄、刘和义 审 定 人：崔 崇
实验一 凝胶注模及瘠性料 浆浇注成型颗粒表面改性
▪ 一、实验目的
▪ 1. 设计凝胶注模法制备氧化铝陶瓷的系列实验，了解注模成型的各影响 因素；
▪ 2. 分组完成胶体或粉料的激光粒径分布测试、胶体表面ξ电位测试、表 面张力测定和接触角测定实验。
▪
Ti (OR) 4 + 4H2O→Ti (OH) 4 + 4ROH
▪
Ti (OH) 4 →TiO2 + 2H2O
▪ 五、实验方法与步骤
▪ 1、纳米晶TiO2纤维光催化功能材料的溶胶-凝胶法制备 ▪ 2、纳米晶TiO2纤维的性能测试与表征 ▪ 3、TiO2纤维光催化降解水中有机污染物—染料甲基红的反应动力学实验。