Proiect pe tema curentului electric în vid. Prezentări pentru lecții prezentare pentru o lecție de fizică pe această temă. curent fundamental în siliciu

Lecție pe tema „Curentul electric în vid”.

Obiectivele lecției: familiarizarea elevilor cu dispozitivele electronice - predecesorii dispozitivelor semiconductoare care servesc și astăzi; să realizeze înțelegerea de către elevi a fenomenului TEE și a condițiilor de manifestare a acestuia; continuă să dezvolte atenția, gândirea logică și capacitatea de a evidenția principalul lucru.

Echipament: prezentare, calculator, tub catodic, set tuburi vid.

Tip de lecție - combinată (povestea profesorului folosind o prezentare, lucru pe cont propriu cu un manual, controlul cunoștințelor dobândite)

Planul lecției.

1. Astăzi în clasă.

2. Repetarea subiectului anterior „Curentul electric într-o substație” (conform slide).

3. Povestea profesorului despre curent în vid pe baza prezentării.

4. Fixare (prin slide).

5. Muncă independentă studenților să consolideze și să studieze mai aprofundat tubul cu raze catodice și proprietățile fasciculelor de electroni.

6. D.z. pp. 117 -118 din manualul de fizică de clasa a X-a de către autorii G. Ya Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky.

Vizualizați conținutul documentului
„Prezentare pentru lecția „Curentul electric în vid”, nota 10, nivel de bază.”

Curentul electric în vid

Savvateeva Svetlana Nikolaevna, profesor de fizică

MBOU „Școala secundară Kemetskaya”, districtul Bologovsky, regiunea Tver.

Astăzi la clasă

Este vidul „nimic” sau „ceva”?

Este vidul un conductor sau un dielectric?

De ce ai nevoie de un aspirator?

Cum se introduc purtătorii de încărcare într-un vid?

Ce purtători de sarcină creează curent în vid?

Ce dispozitive folosesc curent în vid?

Care este principala proprietate a unui tub electronic cu doi electrozi?

Să repetăm

• De ce rezistența lor scade odată cu creșterea temperaturii?

A. Scădea conc. transportatori de taxe gratuite.

B . Mărește conc. transportatori de taxe gratuite.

ÎN. Mărește viteza electronilor.

2. Indiul trivalent este introdus în siliciu tetravalent. Cum va fi

curentul principal în siliciu?

A. Electronic. B. Gaură . ÎN . Electronic - gaură.

3. În p/p pur (fără impurități), curentul de gaură este de 5 A. Ce este electronicul

Curent și curent total?

A. 5 A, 5 A . B . 5 A, 10 A . ÎN. 5 A.0 G . 0,5 A.

4. Cum se schimbă concentrația purtătorilor de taxe gratuite?

Pentru metale și materiale atunci când sunt încălzite?

A. Pentru metale nu se schimbă, pentru metale crește.

B. Pentru metale crește, pentru metale nu se schimbă.

ÎN . Pentru metale și pentru metale crește.

G. Pentru metale și pentru metale scade.

5. Ce se întâmplă când electronii și găurile se îmbină?

A. Se formează un atom neutru. B. Ioni negativi.

B. Ioni pozitivi.

T EMISIE DE SERMOELECTRONI

• Procesul de emisie de electroni de către metalele puternic încălzite.
• Intensitatea depinde de suprafața, temperatura metalului și substanța catodică.

Dioda electrovacuum (tub de vid cu doi electrozi)

Curentul electric în vid - mișcare direcțională

electroni.

Proprietatea principală a unei diode electrice în vid

Proprietatea principală a unei diode este trece curentul într-o singură direcție.

Există curent dacă la anod (+ ψ ) sau fără curent dacă la anod (-ψ).

Această proprietate este utilizată pentru a redresa curentul alternativ.

Tub cu raze catodice – osciloscop, televizor, afișaje de computer

Proprietățile fasciculelor de electroni: fără inerție, deviate electric

Și câmpurile magnetice fac ca unele substanțe să strălucească și să încălzească corpurile.

Consolidare

• Răspunsuri la întrebările de pe diapozitivul „Astăzi la clasă”.
• Ce este TEE și în ce condiții apare?
• Ce este funcția de lucru?
• De ce o diodă de vid are conductivitate unidirecțională?

5. Scrieți o poveste despre proprietățile fasciculelor de electroni și despre tubul catodic.

EMISIE TERMICĂ DE ELECTRONI. Prin pomparea gazului dintr-un vas (tub), este posibil să se ajungă la o concentrație la care moleculele de gaz au timp să zboare de la un perete al vasului la altul fără să se ciocnească vreodată între ele. Această stare a gazului din tub se numește vid. Conductivitatea intervalului interelectrod în vid poate fi asigurată numai prin introducerea unei surse de particule încărcate în tub.

EMISIE TERMICĂ DE ELECTRONI. Emisia termoionică. Cel mai adesea, acțiunea unei astfel de surse de particule încărcate se bazează pe proprietățile corpurilor la care sunt încălzite temperatura ridicata, emit electroni. Acest proces se numește emisie termoionică. Poate fi considerată ca evaporarea electronilor de pe suprafața metalului. Pentru multe solide, emisia termoionică începe la temperaturi la care evaporarea substanței în sine nu are loc încă. Astfel de substanțe sunt folosite pentru a face catozi.

CONDUCȚIE UNI-SENSE. Conducție unidirecțională. Fenomenul de emisie termoionică înseamnă că un electrod metalic încălzit, spre deosebire de unul rece, emite electroni continuu. Electronii formează un nor de electroni în jurul electrodului. Electrodul devine încărcat pozitiv, iar sub influența câmpului electric al norului încărcat, electronii din nor sunt parțial returnați la electrod.

CONDUCȚIE UNI-SENSE. În starea de echilibru, numărul de electroni care părăsesc electrodul pe secundă este egal cu numărul de electroni care se întorc la electrod în acest timp. Cu cât temperatura metalului este mai mare, cu atât densitatea norului de electroni este mai mare. Diferența dintre temperaturile electrozilor caldi și reci sigilați într-un vas din care este evacuat aerul duce la o conducere unidirecțională a curentului electric între ei.

CONDUCȚIE UNI-SENSE. Când electrozii sunt conectați la o sursă de curent, între ei apare un câmp electric. Dacă polul pozitiv al sursei de curent este conectat la un electrod rece (anod), iar polul negativ la unul încălzit (catod), atunci vectorul intensității câmpului electric este îndreptat către electrodul încălzit. Sub influența acestui câmp, electronii părăsesc parțial norul de electroni și se deplasează spre electrodul rece. Circuitul electric este închis și a electricitate. Când sursa este pornită în polaritate opusă, intensitatea câmpului este direcționată de la electrodul încălzit către cel rece. Câmpul electric împinge electronii norului înapoi spre electrodul încălzit. Circuitul pare a fi deschis.

DIODA. Dioda. Conductivitatea unidirecțională a fost utilizată anterior pe scară largă în dispozitivele electronice cu doi electrozi - diode de vid, care, ca și diodele semiconductoare, serveau la rectificarea curentului electric. Cu toate acestea, în prezent, diodele în vid practic nu sunt utilizate.

„Legea conservării impulsului corpului” - Omul. Legea conservării impulsului. Sistem de corpuri care interacționează. Studiați „impulsul corpului”. Natură. Impulsul corpului. Rezolvarea problemelor. Culegere de probleme. Motivația de a învăța materiale noi. Direcția impulsului. Plan de studiu cantitate fizica. Interpretare grafică. Legătura fizicii cu alte științe. Să considerăm un sistem de două corpuri care interacționează. Confirmarea experimentală a legii. Newton. Completați desenul.

„Proprietățile lichidelor” - Unghi? numit unghi de contact. Lichidele umede se ridică prin capilare, lichidele care nu se umezesc coboară. Dar apa, de exemplu, nu umezește suprafețele grase. Și invers: lichidele care nu udă capilarul se vor scufunda în el (sticlă și mercur). Mercurul, dimpotrivă, va scădea sub nivelul din vas (poza din dreapta). Apa udă aproape complet suprafața curată de sticlă. Se pare că am construit un „model de lucru” al capilarului.

„Conductibilitatea semiconductoarelor” - Luați în considerare contactul electric al doi semiconductori. Diferitele substanțe au proprietăți electrice diferite. Conductibilitatea substanțelor. Circuit redresor cu jumătate de undă. Conductivitate intrinsecă. Dispozitive semiconductoare. Întrebări pentru control. Conductibilitatea intrinsecă a semiconductorilor. Aplicarea diodelor semiconductoare. Conductibilitatea impurităților semiconductorilor. Întrebări. Dioda semiconductoare și aplicarea acesteia.

„Utilizarea atomului” – Principiul primirii energie nucleară. „Atom” este pașnic sau militar. Atom pașnic în folosul umanității. Diagnosticarea radioizotopilor în medicină. Spărgător de gheață nuclear. Schema de funcționare a unei centrale nucleare. Reactorul MEPhI. Medicina nucleara. „Atom” pașnic. Cele mai mari centrale nucleare din Rusia.

„Combustibili alternativi” - Energie solară. Înlocuitori moderni de combustibil. Combustibili alternativi. Biocombustibil. Electricitate. Hidrogen. Alcool. Prezentul nostru. Procesul de reciclare a gunoiului. Aer comprimat. Tipuri de combustibil.

„Impulsul corpului și impulsul forței” - Legea conservării impulsului. Vagonul de cale ferată. Legea conservării impulsului folosind exemplul ciocnirii bilelor. Conceptul de impuls corporal. Învățarea de materiale noi. Conservare. Etapa organizatorica. Rezumând. Modificarea impulsului corpului. Impul de forta. Consolidarea materialului studiat. Impulsul corpului. Sarcină. Demonstrarea legii conservării impulsului.

Slide 1

Nu există particule încărcate în vid și, prin urmare, este un dielectric. Acestea. este necesar să se creeze anumite condiții care să ajute la producerea particulelor încărcate. Există electroni liberi în metale. La temperatura camerei ei nu pot părăsi metalul deoarece sunt ținuți în el de forțele de atracție Coulomb de la ionii pozitivi. Pentru a depăși aceste forțe, electronul trebuie să consume o anumită energie, care se numește funcție de lucru. Energia mai mare sau egală cu funcția de lucru poate fi obținută de electroni atunci când metalul este încălzit la temperaturi ridicate. Realizat de elevii 10 A Ivan Trifonov Pavel Romanko

Slide 2


Când un metal este încălzit, numărul de electroni cu energie cinetică mai mare decât funcția de lucru crește, astfel încât din metal sunt emiși mai mulți electroni. Emisia de electroni din metale atunci când este încălzită se numește emisie termoionică. Pentru a efectua emisia termoionică, un filament de sârmă subțire din metal refractar (filament incandescent) este utilizat ca unul dintre electrozi. Un filament conectat la o sursă de curent devine fierbinte și electronii zboară de pe suprafața sa. Electronii emiși intră în câmpul electric dintre cei doi electrozi și încep să se miște direcțional, creând un curent electric. Fenomenul de emisie termoionică stă la baza principiului de funcționare al tuburilor electronice: diodă în vid, triodă în vid. Curent electric în vid Diodă în vid Triodă în vid

Slide 3

Vid

Vidul este un gaz puternic descărcat în care calea liberă a particulelor (de la coliziune la coliziune) este mai mare decât dimensiunea vasului - curentul electric este imposibil, deoarece numărul posibil de molecule ionizate nu poate asigura conductivitate electrică - este posibil să se creeze un curent electric în vid dacă se folosește o sursă de particule încărcate - acțiunea unei surse de particule încărcate se poate baza pe fenomenul de emisie termoionică; .

Slide 4

Emisia termoionică (TEE)

Emisia termoionică (efectul Richardson, efectul Edison) este fenomenul de ejectare a electronilor dintr-un metal la temperatură ridicată. este emisia de electroni de către corpurile solide sau lichide atunci când sunt încălzite la temperaturi corespunzătoare strălucirii vizibile a unui metal fierbinte Un electrod de metal încălzit emite electroni, formând în jurul său un nor de electroni ieșirea din electrod este egală cu numărul de electroni care se întorc la el (deoarece electrodul devine încărcat pozitiv atunci când electronii se pierd cu cât temperatura metalului este mai mare, cu atât densitatea norului de electroni este mai mare).

Slide 5

Dioid de vid

Curentul electric în vid este posibil în tuburile de vid Un tub de vid este un dispozitiv care utilizează fenomenul de emisie termoionică.

Slide 6

Structura detaliată a unei diode în vid

O diodă în vid este un tub electronic cu doi electrozi (A - anod și K - catod) O presiune foarte scăzută este creată în interiorul recipientului de sticlă H - un filament plasat în interiorul catodului pentru a-l încălzi. Suprafața catodului încălzit emite electroni. Dacă anodul este conectat la + al sursei de curent, iar catodul la -, atunci un curent termoionic constant curge în circuit. Dioda de vid are conductivitate unidirecțională. Acestea. curentul în anod este posibil dacă potențialul anodului este mai mare decât potențialul catodului. În acest caz, electronii din norul de electroni sunt atrași de anod, creând un curent electric în vid.

Slide 7

Caracteristica curent-tensiune a unei diode în vid.

Dependența curentului de tensiune este exprimată prin curba OABCD. Când electronii sunt emiși, catodul capătă o sarcină pozitivă și, prin urmare, reține electronii în apropierea acestuia. În absența unui câmp electric între catod și anod, electronii emiși formează un nor de electroni la catod. Pe măsură ce tensiunea dintre anod și catod crește, mai mulți electroni curg către anod și, prin urmare, curentul crește. Această dependență este exprimată prin secțiunea graficului OAB. Secțiunea AB caracterizează dependența directă a curentului de tensiune, adică. în domeniul de tensiune U1 - U2, legea lui Ohm este îndeplinită. Dependența neliniară în secțiunea VCD se explică prin faptul că numărul de electroni care se repetă spre anod devine mai mare decât numărul de electroni care ies din catod. Când suficient mare importanță tensiunea U3, toți electronii emiși de la catod ajung la anod, iar curentul electric ajunge la saturație.

Slide 8

Caracteristica curent-tensiune a unei diode în vid.

O diodă de vid este folosită pentru a redresa curentul alternativ. Ca sursă de particule încărcate, puteți utiliza un medicament radioactiv care emite particule α Sub influența forțelor câmpului electric, particulele α se vor mișca, de exemplu. va apărea un curent electric. Astfel, un curent electric în vid poate fi creat prin mișcarea ordonată a oricăror particule încărcate (electroni, ioni).

Slide 9

Fascicule de electroni

Proprietăți și aplicare: Când vin în contact cu corpurile, provoacă încălzire (topire electronică în vid) Sunt deviate în câmpuri electrice; Abate la campuri magnetice sub influența forței Lorentz; Când un fascicul care lovește o substanță este decelerat, apar radiații cu raze X; Provoacă strălucirea (luminescența) unor solide și lichide (luminofori); este un flux de electroni care zboară rapid în tuburi vid și dispozitive cu descărcare în gaz.

Slide 10

Tub cu raze catodice (CRT)

Se folosesc fenomene de emisie termoionică și proprietăți ale fasciculelor de electroni. Un CRT este alcătuit dintr-un tun de electroni, plăci de electrozi deflectate orizontale și verticale și un ecran. Într-un tun cu electroni, electronii emiși de un catod încălzit trec prin electrodul rețelei de control și sunt accelerați de anozi. Un tun de electroni concentrează un fascicul de electroni într-un punct și modifică luminozitatea luminii de pe ecran. Plăcile de deviere orizontale și verticale vă permit să mutați fasciculul de electroni de pe ecran în orice punct de pe ecran. Ecranul tubului este acoperit cu un fosfor care începe să strălucească atunci când este bombardat cu electroni. Există două tipuri de tuburi: 1) cu control electrostatic al fasciculului de electroni (deviarea fasciculului electric doar de un câmp electric 2) cu control electromagnetic (se adaugă bobine de deformare magnetică);

Slide 11

Tub catodic

Aplicație: în tuburi de imagine TV în osciloscoape în afișaje

Slide 12

Vizualizați toate diapozitivele

Triodă. Fluxul de electroni care se deplasează într-un tub vid de la catod la anod poate fi controlat folosind câmpuri electrice și magnetice. Cel mai simplu dispozitiv electric de vid în care fluxul de electroni este controlat folosind un câmp electric este o triodă. Containerul, anodul și catodul unei triode în vid au același design ca cel al unei diode, cu toate acestea, în calea electronilor de la catod la anodul din triodă există un al treilea electrod numit grilă. De obicei, grila este o spirală de câteva spire de sârmă subțire în jurul catodului. Dacă rețelei este aplicată un potențial pozitiv în raport cu catodul, atunci o parte semnificativă a electronilor zboară de la catod la anod și există un curent electric în circuitul anodului. Când un potențial negativ este aplicat rețelei în raport cu catod, câmpul electric dintre rețea și catod împiedică mișcarea electronilor de la catod la anod, iar curentul anodului scade. Astfel, prin schimbarea tensiunii dintre rețea și catod, puteți regla curentul din circuitul anodic.