特種陶瓷第四講電介質(zhì)陶瓷特種陶瓷第四講電介質(zhì)陶瓷特種陶瓷第四講電介質(zhì)陶瓷二、一般特性電介質(zhì)陶瓷在靜電場或交變電場中使用,其一般特性是電絕緣性、極化(polarization)和介電損耗(dielectricloss)。1、電絕緣與極化電介質(zhì)陶瓷中的分子正負(fù)電荷在弱電場的作用下,雖然正電荷沿電場方向移動,負(fù)電荷逆電場方向移動,但它們并不能掙脫彼此的束縛而形成電流,因此具有較高的體積電阻率,具有絕緣性。由于電荷的移動,造成了正負(fù)電荷中心不重合,在電介質(zhì)陶瓷內(nèi)部形成偶極矩,產(chǎn)生了極化。在與外電場垂直的電介質(zhì)表面上出現(xiàn)了感應(yīng)電荷Q,這種感應(yīng)電荷不能自由遷移,稱之為束縛電荷。束縛電荷的面密度即為極化強度P。對于平板型真空電容器,極板間無電介質(zhì)存在,當(dāng)電場強度為E時,其表面的束縛電荷為Q,電容為C,在真空中插入電介質(zhì)陶瓷時,則束縛電荷增為Q,電容也增至C。評價同電場下材料的極化強度,可用材料的相對介電常數(shù)E,表示。用下式計算Q/Q0=C/C0=Er相對介電常數(shù)越大,極化強度越大,即電介質(zhì)陶瓷表面的束縛電荷面密度大。用于制作陶瓷電容器的材料,E越大,電容量越高,相同容量時,電容器的體積可以做的更小一首歌曲有個過門，一個多幕劇有個序幕，一部長篇小說有個序言，同樣，一堂課在正式授課前有個導(dǎo)入。常言道：“良好的開端是成功的一半”。成功的導(dǎo)入能集中學(xué)生的注意力、激發(fā)學(xué)生興趣、銜接新舊知識、體現(xiàn)教學(xué)意圖。如果一個語文教師有比較高超的駕馭語言的藝術(shù)，那么，導(dǎo)入還能給學(xué)生以美的享受。作為小學(xué)語文教師，在平時的教學(xué)中講究導(dǎo)入方法，不僅能提高自身的教學(xué)水平，更能營造融洽和諧的教學(xué)氛圍，為教學(xué)質(zhì)量的有效提高打下良好的基礎(chǔ)。一、魅力式語言導(dǎo)入學(xué)校里的學(xué)習(xí)不是毫無熱情地把知識從一個頭腦裝進(jìn)另一個頭腦里，而是師生之間每時每刻都在進(jìn)行的心靈接觸。這種心靈的接觸主要靠的就是語言，語言是師生之間交流的載體。蘇霍姆林斯基曾經(jīng)指出，“教育的藝術(shù)首先包括說話的藝術(shù)，同人心交流的藝術(shù)，教師的語言修養(yǎng)在極大程度上決定著學(xué)生在課堂上腦力勞動的效率?！碧K聯(lián)教育家馬卡連柯說得更是直截了當(dāng)：“同樣的教學(xué)方法，因為語言不同，效果就可能相差20倍?！蔽覀兠鎸Φ氖侵R掌握還較少的小學(xué)生，因此，教師首先通過導(dǎo)入來感染學(xué)生，讓他們感受到漢民族語言的博大精深和無窮魅力，從而產(chǎn)生學(xué)好語文的思想意識。魅力式語言導(dǎo)入要求教師能盡量運用簡潔明了又感人肺腑的語言去打動每一個學(xué)生，簡潔、形象、生動是基本要求。如筆者在講毛澤東的《七律長征》（見義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《語文》五年級下冊）時這樣說：“大家一定看過不少長征題材的電影電視，知道紅軍長征的艱苦卓絕。紅軍長征時，前面有敵人的重兵阻擋，后面有窮兇極惡的追兵，天上還有敵人的飛機狂轟濫炸。紅軍每天不僅要跟敵人作戰(zhàn)，還要經(jīng)受雪山絕壁、草地沼澤、忍饑挨餓等數(shù)不清的困難。據(jù)統(tǒng)計，中央紅軍長征從1934年10月至1935年10月，縱橫11個省份，長驅(qū)二萬五千里，四渡赤水河，巧渡金沙江，強渡大渡河，飛奪瀘定橋，擺脫了數(shù)十萬敵軍的圍追堵截，途中總共爬過18座山脈，走過600里人跡罕至的茫茫草地，渡過24條河流，打過大小戰(zhàn)斗300多次，取得了戰(zhàn)略大轉(zhuǎn)移中具有決定意義的勝利，這還不包括紅二方面軍歷時11個月的長征和紅四方面軍歷時18個月的長征。面對如此多的艱難險阻，毛澤東的詩《七律?長征》卻以樂觀豪邁的形式出現(xiàn)，大家一定想知道毛澤東的這首詩是怎樣寫的吧？他老人家又為什么要這樣寫呢？下面我們就來共同探討這個問題。”相信這樣的語言導(dǎo)入一定能較好地吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)他們強烈的學(xué)習(xí)興趣。二、連環(huán)式疑問導(dǎo)入疑問導(dǎo)入是所有導(dǎo)入中用得最多的一種方法，對小學(xué)生而言，疑問能使他們產(chǎn)生對知識渴求的愿望，能從“山窮水盡疑無路”的境地走向“柳暗花明又一村”。許多教育家對課堂設(shè)疑都有非常精辟的論述，我國古代先賢就曾經(jīng)指出：“學(xué)源于思，思源于疑”、“為學(xué)患無疑，疑則有進(jìn)”。亞里斯多德有句名言：“思維是從疑問和驚奇開始的?！惫P者在教學(xué)中往往喜歡運用連環(huán)式疑問，問題一個接著一個（一般不超過三個），這樣做不僅能使學(xué)生產(chǎn)生好奇、探求的心理，而且連環(huán)問還能使學(xué)生的思維連貫、注意力集中。例如，講《二泉映月》（見義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《語文》五年級下冊第九課），為了讓學(xué)生能很快切入到課文，筆者提了三個問題：①你們知道無錫惠山的“天下第二泉”嗎？②你們想懂得在這二泉邊生活過的民間藝術(shù)家阿炳嗎？③“二泉映月”不僅是課題，而且還是一首世界名曲，想深入了解嗎？三個問題三個角度，分別介紹了風(fēng)景綺麗的無錫惠山和天下第二泉、阿炳簡況和二泉映月的誕生。三個問題都與二泉有關(guān)、與阿炳有關(guān)、與名曲有關(guān)。三個問題，緊扣題目，層層深入，很好地解答了學(xué)生心中的疑惑。連環(huán)式疑問需要精心設(shè)計、反復(fù)斟酌，連環(huán)式疑問運用得好，常能收到事半功倍之效。三、多媒體課件導(dǎo)入多媒體課件在教學(xué)中的運用節(jié)省了教師板書的時間，有利于提高課堂教學(xué)效率，其所呈現(xiàn)出來的動態(tài)的圖畫和輕松的音樂，能夠很好地刺激學(xué)生的視覺和聽覺器官，集中學(xué)生的注意力。例如，教學(xué)《安塞腰鼓》（同上，見六年級上冊第十四課）時，筆者輕點鼠標(biāo)，黑板前的屏幕上就顯現(xiàn)了一望無際的西北黃土高原，隨著畫面的移動，出現(xiàn)了一群頭系白頭巾、腰扎紅腰帶、斜背響鼓的后生，背景是大片大片的高粱地。突然，一錘敲響，疾風(fēng)驟雨般的急促的鼓點響了起來。這氣壯山河的、熱烈壯觀的安塞腰鼓，通過不同的舞姿、不同的鼓點震撼了中原大地，也深深地震撼了學(xué)生的心靈。當(dāng)腰鼓表演結(jié)束時，筆者又點擊鼠標(biāo)，介紹了安塞腰鼓的漫長歷史、流傳地區(qū)、表演程式和活動習(xí)俗。由于課件的容量大，雖然內(nèi)容介紹了很多，但是跟傳統(tǒng)教學(xué)中導(dǎo)入相比，時間并沒有多用。通過這樣的導(dǎo)入，再跟學(xué)生一道學(xué)習(xí)課文，理解起來就容易多了。需要指出的是，多媒體課件因為能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，所以在時間的控制上要準(zhǔn)確把握，不要因為有趣耽誤了正常的教學(xué)進(jìn)程。應(yīng)該說，小語教學(xué)中的導(dǎo)入方法多種多樣，教師完全可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、手頭資源和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況設(shè)計出精彩的導(dǎo)入方法，以更好地提升導(dǎo)入效果，提高教學(xué)質(zhì)量?！鲈谖锢斫虒W(xué)改革浪潮的推動下，怎樣運用多媒體電教技術(shù)提高物理教學(xué)效果，怎樣讓多媒體電教技術(shù)成為物理教學(xué)的重要輔助性工具，是值得物理教師深思的問題.多媒體信息技術(shù)中的幾何畫板軟件，使教師可以根據(jù)學(xué)情的需要編寫出創(chuàng)造性的優(yōu)質(zhì)教學(xué)課件，它具有計算精確、交互動態(tài)強等特點，非常適合于物理教學(xué).下面結(jié)合自己的教學(xué)實踐就幾何畫板在初中物理教學(xué)中的運用談點體會.一、多媒體信息技術(shù)中的幾何畫板簡介多媒體信息技術(shù)中的幾何畫板是一款在物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科教學(xué)中廣泛運用的教學(xué)軟件.這款軟件于1995年由全國中小學(xué)計算機教研中心人教社聯(lián)合從國外引進(jìn).這款軟件不僅適用于物理學(xué)科中靜態(tài)圖形的繪制，還適用于物理學(xué)科中動態(tài)過程圖形的繪制.自從多媒體信息技術(shù)中的幾何畫板軟件在物理教學(xué)中被廣泛運用之后，物理教學(xué)中的很多難點、重點內(nèi)容都可以運用幾何畫板軟件繪圖而形象、生動地展示給學(xué)生.二、幾何畫板對于初中物理教學(xué)的意義1.幾何畫板可以展示物理課堂實驗無法演示的物理過程在物理常規(guī)課堂教學(xué)或物理常規(guī)實驗過程中，因為受空間、時間、實驗器材等多方面的制約，物理學(xué)科中很多微觀的、宏觀的、極慢的、極快的物理過程往往無法向?qū)W生進(jìn)行直觀演示.比如，下列物理過程，在常規(guī)的實驗室中是絕對無法為學(xué)生做直觀演示的：天體運動過程；天體運動規(guī)律；波的疊加；布朗運動；核反應(yīng)過程；原子結(jié)構(gòu)；光的干涉；光的衍射；等等.還在于：學(xué)生因為無法對上述物理過程得到直觀的、感性的認(rèn)識，而導(dǎo)致很難準(zhǔn)確地理解上述知識.然而，如果我們借助于信息技術(shù)中的幾何畫板軟件，就能夠突破空間與時間的制約，對上述物理過程進(jìn)行仿真模擬，形象地、生動地、立體地展示在學(xué)生的眼前，供學(xué)生直觀地、感知上述物理過程.由此，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)科的濃厚興趣.2.幾何畫板可以營造思考的氛圍由于幾何畫板軟件在人機對話時只用鼠標(biāo)操作，直接拖動表示某個量的點，而不需要掌握計算機專用術(shù)語和鍵盤操作，因此專心于物理知識而缺少計算機知識的師生也容易操作.在使用幾何畫板輔助教學(xué)的過程中，無論是學(xué)生，還是來聽課的老師，都感覺不到是為顯示計算機而用計算機，而是在容易理解的物理圖景面前，大家都沉浸在思考的氣氛之中.3.幾何畫板將理想實驗變成現(xiàn)實在物理學(xué)科的某些物理規(guī)律中，有些規(guī)律因為在實際中無法揭示，而必須借助物理實驗進(jìn)行合理的、科學(xué)的推理才能實現(xiàn).其中，最典型的例子莫過于物理學(xué)科中非常著名的伽利略理想斜面實驗.如圖，即是運用幾何畫板軟件制作的伽利略理想斜面實驗演示課件.在幾何畫板軟件制作的實驗演示課件中，小球可以從左斜面滑到等高的右斜面；當(dāng)右斜面坡度減小時，小球也能滑到同樣的高度；當(dāng)右斜面坡度減小到水平位置（零）時，小球因為不可能再達(dá)到原來高度，而必須沿著水平面以恒定速度永遠(yuǎn)地繼續(xù)向右運動下去.上述實驗在物理學(xué)科領(lǐng)域的現(xiàn)實中是永遠(yuǎn)無法實現(xiàn)的，但是借助信息技術(shù)中的幾何畫板軟件卻能輕易做到.4.幾何畫板具有動態(tài)性幾何畫板軟件繪圖非常方便精確，而且繪圖的方法與過程與教師在黑板上演示的繪圖方法與過程幾乎完全一致.故此，被人們稱之為“動態(tài)的黑板”.不過，嚴(yán)格說起來，黑板與幾何畫板軟件還是有某些區(qū)別的：（1）在黑板繪圖，圖象是靜止的、平面的；而運用幾何畫板軟件繪圖，圖象是運動的、立體的.三、幾何畫板設(shè)計物理課件的方法利用幾何畫板軟件制作的物理課件，必須根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的難點和重點而精心制作.所以，其課件往往以微課課件的形式呈現(xiàn)，目的是為了利用其動態(tài)演示功能對學(xué)生進(jìn)行物理過程的演示教學(xué).運用幾何畫板軟件制作微課課件，必須標(biāo)明課件名稱.例如，在講“平拋運動”時，其難點和重點為位移的分解和速度的分解，為了向?qū)W生直觀形象地展現(xiàn)分運動與合運動的物理過程，教師應(yīng)該在課前制作一個標(biāo)明“平拋運動”的微課課件.四、初中物理教學(xué)中運用幾何畫板的注意事項幾何畫板涉及的數(shù)學(xué)知識較多，教師不僅要掌握物理學(xué)知識，還需要掌握數(shù)學(xué)知識，特別是平面幾何和解析幾何方面的知識.方法決定出路，課件制作中要講究一定技巧，如動點選擇應(yīng)突出物理特點，兼顧方便，并可運用其記錄播放功能.幾何畫板還可插入文字、圖片、聲音、動畫、幻燈片等，支持OLE功能，從而幫助教師制作出精彩的課件.二、一般特性電介質(zhì)陶瓷在靜電場或交變電場中使用,其一般特性是電絕緣性、極化(polarization)和介電損耗(dielectricloss)。1、電絕緣與極化電介質(zhì)陶瓷中的分子正負(fù)電荷在弱電場的作用下,雖然正電荷沿電場方向移動,負(fù)電荷逆電場方向移動,但它們并不能掙脫彼此的束縛而形成電流,因此具有較高的體積電阻率,具有絕緣性。由于電荷的移動,造成了正負(fù)電荷中心不重合,在電介質(zhì)陶瓷內(nèi)部形成偶極矩,產(chǎn)生了極化。在與外電場垂直的電介質(zhì)表面上出現(xiàn)了感應(yīng)電荷Q,這種感應(yīng)電荷不能自由遷移,稱之為束縛電荷。束縛電荷的面密度即為極化強度P。對于平板型真空電容器,極板間無電介質(zhì)存在,當(dāng)電場強度為E時,其表面的束縛電荷為Q,電容為C,在真空中插入電介質(zhì)陶瓷時,則束縛電荷增為Q,電容也增至C。評價同電場下材料的極化強度,可用材料的相對介電常數(shù)E,表示。用下式計算Q/Q0=C/C0=Er相對介電常數(shù)越大,極化強度越大,即電介質(zhì)陶瓷表面的束縛電荷面密度大。用于制作陶瓷電容器的材料,E越大,電容量越高,相同容量時,電容器的體積可以做的更小2、介電損耗電介質(zhì)在電場作用下,把部分電能轉(zhuǎn)變成熱能使介質(zhì)發(fā)熱,在單位時間內(nèi)因發(fā)熱而消耗的能量稱為損耗功率或簡稱為介電損耗。常用tg6表示,其值越大,損耗越大,其中δ稱為介質(zhì)損耗角。性能與分類根據(jù)體積電阻率、介電常數(shù)和介電損耗等參數(shù)的不同,可把電介質(zhì)陶瓷分為電絕緣陶瓷及裝置陶瓷和電容器陶瓷。此外,某些具有特殊性質(zhì),如壓電性、鐵電性及熱釋電性的電介質(zhì)陶瓷,按性質(zhì)分別稱為壓電陶瓷、熱釋電陶瓷和鐵電陶瓷。(一)電絕緣陶瓷令電絕緣陶瓷又稱裝置陶瓷,是在電子設(shè)備中作為安裝、固定、支撐、保護(hù)、絕緣以及連接各種無線電元件及器件的陶瓷材料。作為裝置陶瓷要求具備以下性質(zhì):(1)高的體積電阻率(室溫下,大于1012gm)和高介電強度(大于104kVm)。以減少漏導(dǎo)損耗和承受較高的電壓(2)介電常數(shù)小(常小于9)?？梢詼p少不必要的分布電容值,避免在線路中產(chǎn)生惡劣的影響,從而保證整機的質(zhì)量。(3)高頻電場下的介電損耗要小。介電損耗大會造成材料發(fā)熱,使整機溫度升高,影響工作。(4)機械強度要高,通?？箯澢鷱姸葹?5~300MPa,抗壓強度為400~2000MPa。(5)良好的化學(xué)穩(wěn)定性。能耐風(fēng)化、耐水、耐化學(xué)腐蝕,不致于性能老化。此外,隨著電絕緣陶瓷的應(yīng)用日益廣泛,有時還要求具有耐機械力沖擊和熱沖擊的性能。如高頻裝置瓷,除要求介質(zhì)損耗小外,還要求熱膨脹系數(shù)小,熱導(dǎo)率高,能承受較大的熱沖擊。作為集成電路的基片材料,要求高導(dǎo)熱系數(shù),合適的熱膨脹系數(shù)、平整、高表面光潔度及易鍍膜或表面金屬化。電絕緣陶瓷按化學(xué)組成可分為氧化物系(如氧化