Progetto sul tema della corrente elettrica nel vuoto. Presentazioni per le lezioni presentazione per una lezione di fisica sull'argomento. corrente fondamentale nel silicio

Lezione sull'argomento "Corrente elettrica nel vuoto".

Obiettivi della lezione: familiarizzare gli studenti con i dispositivi elettronici - i predecessori dei dispositivi a semiconduttore che servono ancora oggi; raggiungere la comprensione da parte degli studenti del fenomeno TEE e delle condizioni della sua manifestazione; continuare a sviluppare l'attenzione, il pensiero logico e la capacità di evidenziare la cosa principale.

Attrezzatura: presentazione, computer, tubo catodico, set di tubi a vuoto.

Tipo di lezione - combinata (storia dell'insegnante utilizzando una presentazione, lavoro autonomo con un libro di testo, controllo delle conoscenze acquisite)

Piano di lezione.

1. Oggi in classe.

2. Ripetizione dell'argomento precedente “Corrente elettrica in una sottostazione” (secondo la diapositiva).

3. Storia dell'insegnante sulla corrente nel vuoto basata sulla presentazione.

4.Pinning (tramite diapositiva).

5. Lavoro indipendente studenti per consolidare e approfondire lo studio del tubo catodico e delle proprietà dei fasci di elettroni.

6. D.z. pp. 117 -118 del libro di testo di fisica del 10 ° grado degli autori G. Ya Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky.

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"Presentazione per la lezione "Corrente elettrica nel vuoto", grado 10, livello base."

Corrente elettrica nel vuoto

Savvateeva Svetlana Nikolaevna, insegnante di fisica

MBOU "Scuola secondaria Kemetskaya", distretto di Bologovsky, regione di Tver.

Oggi in classe

Il vuoto è “niente” o “qualcosa”?

Il vuoto è un conduttore o un dielettrico?

Perché hai bisogno di un aspirapolvere?

Come introdurre portatori di carica nel vuoto?

Quali portatori di carica creano corrente nel vuoto?

Quali dispositivi utilizzano la corrente nel vuoto?

Qual è la proprietà principale di un tubo elettronico a due elettrodi?

Ripetiamo

• Perché la loro resistenza diminuisce con l'aumentare della temperatura?

UN. Diminuire conc. vettori a tariffa gratuita.

B . Ingrandire conc. vettori a tariffa gratuita.

IN. Ingrandire velocità degli elettroni.

2. L'indio trivalente viene introdotto nel silicio tetravalente. Come sarà?

corrente principale nel silicio?

UN. Elettronico. B. Buco . IN . Elettronica - foro.

3. In puro p/p (senza impurità) la corrente del buco è 5 A. Qual è l'elettronica

Corrente e corrente totale?

UN. 5 A, 5 A . B . 5 A, 10 A . IN. 5 A.0 G . 0,5 A.

4. Come cambia la concentrazione degli operatori gratuiti?

Per metalli e materiali quando vengono riscaldati?

UN. Per i metalli non cambia, per i metalli aumenta.

B. Per i metalli aumenta, per i metalli non cambia.

IN . Per i metalli e per i metalli aumenta.

G. Per i metalli e per i metalli diminuisce.

5. Cosa succede quando elettroni e lacune si fondono?

R. Si forma un atomo neutro. B. Ione negativo.

B. Ione positivo.

T EMISSIONE DI SERMOELETTRONI

• Il processo di emissione di elettroni da parte di metalli altamente riscaldati.
• L'intensità dipende dalla superficie, dalla temperatura del metallo e dalla sostanza del catodo.

Diodo per elettrovuoto (tubo a vuoto a due elettrodi)

Corrente elettrica nel vuoto - movimento direzionale

elettroni.

La proprietà principale di un diodo a vuoto elettrico

La proprietà principale di un diodo è fa passare la corrente in una direzione.

C'è corrente se all'anodo (+ ψ ) oppure assenza di corrente se all'anodo (-ψ).

Questa proprietà viene utilizzata per raddrizzare la corrente alternata.

Tubo a raggi catodici – oscilloscopio, TV, display di computer

Proprietà dei fasci di elettroni: senza inerzia, deflessi elettricamente

E i campi magnetici fanno brillare alcune sostanze e riscaldano i corpi.

Consolidamento

• Risposte alle domande nella diapositiva “Oggi in classe”.
• Cos'è il TEE e in quali condizioni si verifica?
• Cos'è la funzione lavorativa?
• Perché un diodo a vuoto ha una conduttività unidirezionale?

5. Scrivi una storia sulle proprietà dei fasci di elettroni e sul tubo a raggi catodici.

EMISSIONE DI ELETTRONI TERMICI. Pompando il gas fuori da un recipiente (tubo), è possibile raggiungere una concentrazione alla quale le molecole di gas hanno il tempo di volare da una parete all'altra del recipiente senza mai scontrarsi tra loro. Questo stato del gas nel tubo è chiamato vuoto. La conduttività dello spazio interelettrodico nel vuoto può essere garantita solo introducendo una fonte di particelle cariche nel tubo.

EMISSIONE DI ELETTRONI TERMICI. Emissione termoionica. Molto spesso, l'azione di una tale fonte di particelle cariche si basa sulle proprietà dei corpi riscaldati alta temperatura, emettono elettroni. Questo processo è chiamato emissione termoionica. Può essere considerato come l'evaporazione degli elettroni dalla superficie del metallo. Per molti solidi l'emissione termoionica inizia a temperature alle quali non avviene ancora l'evaporazione della sostanza stessa. Tali sostanze vengono utilizzate per produrre catodi.

CONDUZIONE UNIDIREZIONALE. Conduzione unidirezionale. Il fenomeno dell'emissione termoionica porta al fatto che un elettrodo metallico riscaldato, a differenza di uno freddo, emette continuamente elettroni. Gli elettroni formano una nuvola elettronica attorno all'elettrodo. L'elettrodo si carica positivamente e, sotto l'influenza del campo elettrico della nuvola carica, gli elettroni della nuvola vengono parzialmente restituiti all'elettrodo.

CONDUZIONE UNIDIREZIONALE. Nello stato di equilibrio, il numero di elettroni che lasciano l'elettrodo al secondo è uguale al numero di elettroni che ritornano all'elettrodo durante questo intervallo. Maggiore è la temperatura del metallo, maggiore è la densità della nuvola di elettroni. La differenza tra le temperature degli elettrodi caldi e freddi sigillati in un recipiente da cui viene evacuata l'aria porta alla conduzione unidirezionale della corrente elettrica tra di loro.

CONDUZIONE UNIDIREZIONALE. Quando gli elettrodi sono collegati a una fonte di corrente, tra loro si crea un campo elettrico. Se il polo positivo della sorgente di corrente è collegato a un elettrodo freddo (anodo) e il polo negativo a uno riscaldato (catodo), il vettore dell'intensità del campo elettrico è diretto verso l'elettrodo riscaldato. Sotto l'influenza di questo campo, gli elettroni lasciano parzialmente la nuvola elettronica e si spostano verso l'elettrodo freddo. Il circuito elettrico è chiuso e a elettricità. Quando la sorgente è accesa con polarità opposta, l'intensità del campo è diretta dall'elettrodo riscaldato a quello freddo. Il campo elettrico spinge gli elettroni della nuvola verso l'elettrodo riscaldato. Il circuito sembra essere aperto.

DIODO. Diodo. La conduttività unidirezionale era precedentemente ampiamente utilizzata nei dispositivi elettronici con due elettrodi: diodi a vuoto che, come i diodi a semiconduttore, servivano a rettificare la corrente elettrica. Tuttavia, attualmente i diodi a vuoto non vengono praticamente utilizzati.

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Diapositiva 1

Nel vuoto non ci sono particelle cariche e quindi è un dielettrico. Quelli. è necessario creare determinate condizioni che aiuteranno a produrre particelle cariche. Ci sono elettroni liberi nei metalli. A temperatura ambiente non possono lasciare il metallo perché sono trattenuti al suo interno dalle forze di attrazione di Coulomb degli ioni positivi. Per superare queste forze, l'elettrone deve consumare una certa energia, chiamata funzione lavoro. Energia maggiore o uguale alla funzione lavoro può essere ottenuta dagli elettroni quando il metallo viene riscaldato ad alte temperature. Realizzato dagli studenti 10 A Ivan Trifonov Pavel Romanko

Diapositiva 2


Quando un metallo viene riscaldato, il numero di elettroni con energia cinetica maggiore della funzione lavoro aumenta, quindi dal metallo vengono emessi più elettroni. L'emissione di elettroni dai metalli quando riscaldati è detta emissione termoionica. Per effettuare l'emissione termoionica, come uno degli elettrodi viene utilizzato un sottile filamento di metallo refrattario (filamento incandescente). Un filamento collegato a una sorgente di corrente si surriscalda e gli elettroni volano via dalla sua superficie. Gli elettroni emessi entrano nel campo elettrico tra i due elettrodi e iniziano a muoversi direzionalmente, creando una corrente elettrica. Il fenomeno dell'emissione termoionica è alla base del principio di funzionamento dei tubi elettronici: diodo a vuoto, triodo a vuoto. Corrente elettrica nel vuoto Diodo del vuoto Triodo del vuoto

Diapositiva 3

Vuoto

Il vuoto è un gas altamente scaricato in cui il percorso libero delle particelle (da collisione a collisione) è maggiore della dimensione del recipiente: la corrente elettrica è impossibile, perché il numero possibile di molecole ionizzate non può fornire conduttività elettrica; - è possibile creare una corrente elettrica nel vuoto se si utilizza una sorgente di particelle cariche - l'azione di una sorgente di particelle cariche può basarsi sul fenomeno dell'emissione termoionica; .

Diapositiva 4

Emissione termoionica (TEE)

L'emissione termoionica (effetto Richardson, effetto Edison) è il fenomeno per cui gli elettroni vengono espulsi da un metallo ad alta temperatura. è l'emissione di elettroni da parte di corpi solidi o liquidi quando vengono riscaldati a temperature corrispondenti al bagliore visibile di un metallo caldo. Un elettrodo metallico riscaldato emette continuamente elettroni, formando attorno a sé una nuvola di elettroni lasciando l'elettrodo è uguale al numero di elettroni che ritornano ad esso (perché l'elettrodo si carica positivamente quando gli elettroni vengono persi).

Diapositiva 5

Dioide del vuoto

La corrente elettrica nel vuoto è possibile nei tubi a vuoto Un tubo a vuoto è un dispositivo che utilizza il fenomeno dell'emissione termoionica.

Diapositiva 6

Struttura dettagliata di un diodo a vuoto

Un diodo a vuoto è un tubo elettronico a due elettrodi (A - anodo e K - catodo) All'interno del contenitore di vetro H - un filamento posizionato all'interno del catodo viene creata una pressione molto bassa per riscaldarlo. La superficie del catodo riscaldato emette elettroni. Se l'anodo è collegato al + della sorgente di corrente e il catodo a -, nel circuito scorre una corrente termoionica costante. Il diodo del vuoto ha conduttività unidirezionale. Quelli. la corrente nell'anodo è possibile se il potenziale dell'anodo è superiore al potenziale del catodo. In questo caso, gli elettroni della nuvola elettronica vengono attratti dall'anodo, creando una corrente elettrica nel vuoto.

Diapositiva 7

Caratteristica corrente-tensione di un diodo a vuoto.

La dipendenza della corrente dalla tensione è espressa dalla curva OABCD. Quando gli elettroni vengono emessi, il catodo acquisisce una carica positiva e quindi trattiene gli elettroni nelle sue vicinanze. In assenza di un campo elettrico tra catodo e anodo, gli elettroni emessi formano una nuvola di elettroni sul catodo. All’aumentare della tensione tra anodo e catodo, più elettroni fluiscono verso l’anodo e quindi la corrente aumenta. Questa dipendenza è espressa dalla sezione del grafico della Rubrica fuori rete. La sezione AB caratterizza la dipendenza diretta della corrente dalla tensione, vale a dire nell'intervallo di tensione U1 - U2 la legge di Ohm è soddisfatta. La dipendenza non lineare nella sezione BCD è spiegata dal fatto che il numero di elettroni che corrono verso l'anodo diventa maggiore del numero di elettroni che fuggono dal catodo. Quando basta Grande importanza tensione U3, tutti gli elettroni emessi dal catodo raggiungono l'anodo e la corrente elettrica raggiunge la saturazione.

Diapositiva 8

Caratteristica corrente-tensione di un diodo a vuoto.

Un diodo a vuoto viene utilizzato per raddrizzare la corrente alternata. Come fonte di particelle cariche, è possibile utilizzare un farmaco radioattivo che emette particelle α. Sotto l'influenza delle forze del campo elettrico, le particelle α si muoveranno, ad es. si verificherà una corrente elettrica. Pertanto, una corrente elettrica nel vuoto può essere creata dal movimento ordinato di qualsiasi particella carica (elettroni, ioni).

Diapositiva 9

Fasci di elettroni

Proprietà e applicazione: A contatto con i corpi provocano riscaldamento (fusione elettronica nel vuoto). Vengono deviati nei campi elettrici; Deviare a campi magnetici sotto l'influenza della forza di Lorentz; Quando un raggio che colpisce una sostanza viene decelerato, appare la radiazione a raggi X; Provoca bagliore (luminescenza) di alcuni solidi e liquidi (luminofori); è un flusso di elettroni che volano rapidamente nei tubi a vuoto e nei dispositivi a scarica di gas.

Diapositiva 10

Tubo a raggi catodici (CRT)

Vengono utilizzati i fenomeni di emissione termoionica e le proprietà dei fasci di elettroni. Un CRT è costituito da un cannone elettronico, piastre di elettrodi deflettori orizzontali e verticali e uno schermo. In un cannone elettronico, gli elettroni emessi da un catodo riscaldato passano attraverso l'elettrodo della griglia di controllo e vengono accelerati dagli anodi. Un cannone elettronico concentra un fascio di elettroni in un punto e modifica la luminosità della luce sullo schermo. Le piastre deviabili orizzontali e verticali consentono di spostare il fascio di elettroni sullo schermo in qualsiasi punto dello schermo. Lo schermo del tubo è ricoperto di fosforo, che inizia a brillare quando viene bombardato da elettroni. Esistono due tipi di tubi: 1) con controllo elettrostatico del fascio di elettroni (deflessione del fascio elettrico solo mediante un campo elettrico); 2) con controllo elettromagnetico (vengono aggiunte bobine di deflessione magnetica);

Diapositiva 11

Tubo a raggi catodici

Applicazione: nei tubi catodici dei televisori, negli oscilloscopi, nei display

Diapositiva 12

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Triodo. Il flusso di elettroni che si muovono in un tubo a vuoto dal catodo all'anodo può essere controllato utilizzando campi elettrici e magnetici. Il dispositivo di vuoto elettrico più semplice in cui il flusso di elettroni è controllato utilizzando un campo elettrico è un triodo. Il contenitore, l'anodo e il catodo di un triodo sotto vuoto hanno lo stesso design di quello di un diodo, tuttavia, nel percorso degli elettroni dal catodo all'anodo nel triodo è presente un terzo elettrodo chiamato griglia. Tipicamente la griglia è una spirale composta da diverse spire di filo sottile attorno al catodo. Se viene applicato un potenziale positivo alla griglia rispetto al catodo, una parte significativa degli elettroni vola dal catodo all'anodo e nel circuito dell'anodo esiste una corrente elettrica. Quando viene applicato un potenziale negativo alla griglia rispetto al catodo, il campo elettrico tra la griglia e il catodo impedisce il movimento degli elettroni dal catodo all'anodo e la corrente anodica diminuisce. Pertanto, modificando la tensione tra la griglia e il catodo, è possibile regolare la corrente nel circuito dell'anodo.