Projekt na tému elektrického prúdu vo vákuu. Prezentácie na vyučovacie hodiny Prezentácia na vyučovaciu hodinu fyziky na danú tému. základný prúd v kremíku

Lekcia na tému "Elektrický prúd vo vákuu."

Cieľ vyučovacej hodiny: oboznámiť študentov s elektronickými súčiastkami - predchodcami polovodičových súčiastok, ktoré sa používajú dodnes; dosiahnuť u študentov pochopenie fenoménu TEE a podmienok jeho prejavu; pokračovať v rozvoji pozornosti, logického myslenia, schopnosti zdôrazniť hlavnú vec.

Vybavenie: prezentácia, počítač, katódová trubica, sada vákuových trubíc.

Typ hodiny - kombinovaná (príbeh učiteľa s využitím prezentácie, samostatná práca s učebnicou, kontrola získaných vedomostí)

Plán lekcie.

1. Dnes na lekcii.

2. Opakovanie predchádzajúcej témy "Elektrický prúd v p / p" (podľa snímky).

3. Učiteľkin príbeh o prúde vo vákuu podľa prezentácie.

4. Upevnenie (podľa sklíčka).

5. Samostatná prácaštudentov na upevnenie a hlbšie štúdium katódovej trubice a vlastností elektrónových lúčov.

6. D.z. str.

Zobraziť obsah dokumentu
"Prezentácia na lekciu "Elektrický prúd vo vákuu", 10. ročník, základná úroveň."

Elektrický prúd vo vákuu

Savvateeva Svetlana Nikolaevna, učiteľka fyziky

MBOU "Stredná škola Kemetskaya", Bologovský okres, Tverská oblasť.

Dnes v triede

Vákuum je „nič“ alebo „niečo“?

Je vákuum vodič alebo izolant?

Na čo slúži vákuum?

Ako zaviesť nosiče náboja do vákua?

Aké nosiče náboja vytvárajú prúd vo vákuu?

Aké zariadenia používajú vákuový prúd?

Aká je hlavná vlastnosť dvojelektródovej – elektrónovej výbojky?

Zopakujme si

• Prečo ich odpor klesá so zvyšujúcou sa teplotou?

ALE. Znížiť koncentr. bezplatných poskytovateľov poplatkov.

B . Zoom koncentr. bezplatných poskytovateľov poplatkov.

AT. Zoom rýchlosť elektrónov.

2. Trojmocné indium sa zavedie do štvormocného kremíka. Čo bude

hlavný prúd v kremíku?

ALE. Elektronické. B. perforovaný . AT . Elektronická - diera.

3. V čistom p / p (bez nečistôt) je prúd otvoru 5 A. Čo je to elektronické

prúd a celkový prúd?

ALE. 5 A, 5 A . B . 5 A, 10 A . AT. 5 A.0 G . 0,5 A.

4. Ako sa mení koncentrácia voľných nosičov náboja

Robia kovy a p / n, keď sa zahrievajú?

ALE. Pre kovy sa nemení, pre p / n sa zvyšuje.

B. Pre kovy sa zvyšuje, pre p / n sa nemení.

AT . Pre kovy a pre p / n sa zvyšuje.

G. Pre kovy a pre p / n klesá.

5. Čo sa stane, keď sa elektróny a diery spoja?

A. Vznikne neutrálny atóm. B. Záporný ión.

B. Pozitívny ión.

T HERMOELEKTRONOVÁ EMISIA

• Proces vyžarovania elektrónov z veľmi horúcich kovov.
• Intenzita závisí od plochy povrchu, teploty kovu, materiálu katódy.

Elektrovákuová dióda (dvojelektródová vákuová trubica)

Elektrický prúd vo vákuu - smerový pohyb

elektróny.

Hlavná vlastnosť elektrovákuovej diódy

Hlavnou vlastnosťou diódy je prechádza prúd v jednom smere.

V anóde je prúd (+ ψ ) alebo žiadny prúd, ak je na anóde (-ψ).

Táto vlastnosť sa používa na usmernenie AC.

Katódová trubica - osciloskop, TV, počítačové displeje

Vlastnosti elektrónových lúčov: bez zotrvačnosti, vychýlené elektr

A magnetické polia spôsobujú žiaru niektorých látok, zahrievajú telo.

Ukotvenie

• Odpovede na otázky snímky „Dnes v lekcii“.
• Čo je TEE a za akých podmienok sa vyskytuje?
• Aká je pracovná funkcia?
• Prečo má vákuová dióda jednosmernú vodivosť?

5. Napíšte príbeh o vlastnostiach elektrónových lúčov a o katódovej trubici.

TERMOELEKTRONICKÁ EMISIA. Odčerpaním plynu z nádoby (trubice) je možné dosiahnuť jeho koncentráciu, pri ktorej molekuly plynu stihnú preletieť z jednej steny nádoby na druhú bez toho, aby sa navzájom zrazili. Tento stav plynu v trubici sa nazýva vákuum. Vodivosť medzielektródovej medzery vo vákuu sa dá zabezpečiť iba zavedením zdroja nabitých častíc do trubice.

TERMOELEKTRONICKÁ EMISIA. Termionická emisia. Najčastejšie je pôsobenie takéhoto zdroja nabitých častíc založené na vlastnosti telies ohrievaných na vysoká teplota, emitujú elektróny. Tento proces sa nazýva termionická emisia. Dá sa to považovať za vyparovanie elektrónov z povrchu kovu. U mnohých pevných látok začína termionická emisia pri teplotách, pri ktorých ešte nedochádza k vyparovaniu samotnej látky. Takéto látky sa používajú na výrobu katód.

JEDNOSTRANNÁ VODIVOSŤ. Jednosmerné vedenie. Fenomén termionickej emisie vedie k tomu, že zahriata kovová elektróda na rozdiel od studenej neustále vyžaruje elektróny. Elektróny vytvárajú okolo elektródy elektrónový oblak. Elektróda je kladne nabitá a vplyvom elektrického poľa nabitého oblaku sa elektróny z oblaku čiastočne vracajú späť do elektródy.

JEDNOSTRANNÁ VODIVOSŤ. V rovnovážnom stave sa počet elektrónov opúšťajúcich elektródu za sekundu rovná počtu elektrónov vracajúcich sa do elektródy počas tejto doby. Čím vyššia je teplota kovu, tým vyššia je hustota elektrónového oblaku. Rozdiel medzi teplotami horúcich a studených elektród prispájkovaných do nádoby, z ktorej sa odvádza vzduch, vedie k jednostrannému vedeniu elektrického prúdu medzi nimi.

JEDNOSTRANNÁ VODIVOSŤ. Keď sú elektródy pripojené k zdroju prúdu, vzniká medzi nimi elektrické pole. Ak je kladný pól zdroja prúdu pripojený k studenej elektróde (anóde) a záporný pól k vyhrievanej elektróde (katóda), potom vektor intenzity elektrického poľa smeruje k vyhrievanej elektróde. Pôsobením tohto poľa elektróny čiastočne opúšťajú elektrónový oblak a pohybujú sa smerom k studenej elektróde. Elektrický obvod je uzavretý a je v ňom vytvorený elektrický prúd. Pri opačnej polarite zdroja smeruje sila poľa z ohriatej elektródy k studenej. Elektrické pole odpudzuje elektróny oblaku späť k zohriatej elektróde. Okruh je otvorený.

DIÓDA. Dióda. Jednosmerné vedenie bolo široko používané skôr v elektronických zariadeniach s dvoma elektródami – vákuovými diódami, ktoré podobne ako polovodičové diódy slúžili na usmernenie elektrického prúdu. V súčasnosti sa však vákuové diódy prakticky nepoužívajú.

"Zákon zachovania hybnosti tela" - Človek. Zákon zachovania hybnosti. Systém interagujúcich telies. Študovať „hybnosť tela“. Príroda. hybnosť tela. Riešenie problémov. Zbierka úloh. Motivácia učiť sa nový materiál. Smer impulzu. Študijný plán fyzikálne množstvo. Grafická interpretácia. Prepojenie fyziky s inými vedami. Uvažujme o systéme dvoch interagujúcich telies. Experimentálne potvrdenie zákona. Newton. Spustite kreslenie.

"Vlastnosti kvapalín" - Uhol? nazývaný okrajový uhol. Zmáčavé kvapaliny stúpajú cez kapiláry, nezmáčavé kvapaliny klesajú. Ale napríklad voda nezmáča mastné povrchy. A naopak: kvapaliny, ktoré nezmáčajú kapiláru, v nej klesnú (sklo a ortuť). Ortuť, naopak, klesne pod hladinu v miske (obrázok vpravo). Voda takmer úplne zmáča čistý sklenený povrch. Ukazuje sa, že sme skonštruovali „pracovný model“ kapiláry.

"Vodivosť polovodičov" - Zvážte elektrický kontakt dvoch polovodičov. Rôzne látky majú rôzne elektrické vlastnosti. Vodivosť látok. Schéma polovičného usmerňovača. Vlastná vodivosť. Polovodičové zariadenia. Otázky na kontrolu. Vlastná vodivosť polovodičov. Použitie polovodičových diód. Nečistotová vodivosť polovodičov. Otázky. Polovodičová dióda a jej použitie.

"Využitie atómu" - Princíp získavania jadrová energia. "Atóm" mierové alebo vojenské. Pokojný atóm v prospech ľudstva. Rádioizotopová diagnostika v medicíne. Jadrový ľadoborec. Schéma prevádzky jadrovej elektrárne. MEPhI reaktor. Nukleárna medicína. Pokojný „atóm“. Najväčšie jadrové elektrárne v Rusku.

"Alternatívne palivá" - Slnečná energia. Moderné náhrady paliva. Alternatívne palivá. Biopalivo. Elektrina. Vodík. Alkohol. Naša súčasnosť. Proces recyklácie odpadu. Stlačený vzduch. Druhy paliva.

"Hybnosť telesa a hybnosť sily" - Zákon zachovania hybnosti. Železničný vozeň. Zákon zachovania hybnosti na príklade zrážky loptičiek. Pojem hybnosti tela. Učenie sa nového materiálu. Zachovanie. organizačné štádium. Zhrnutie. Zmena hybnosti tela. Silový impulz. Konsolidácia študovaného materiálu. hybnosť tela. Úloha. Ukážka zákona zachovania hybnosti.

snímka 1

Vo vákuu nie sú žiadne nabité častice, a preto ide o dielektrikum. Tie. je potrebné vytvoriť určité podmienky, ktoré pomôžu získať nabité častice. Voľné elektróny sa nachádzajú v kovoch. Pri izbovej teplote nemôžu opustiť kov, pretože sú v ňom držané silami Coulombovej príťažlivosti z kladných iónov. Na prekonanie týchto síl musí elektrón vynaložiť určitú energiu, ktorá sa nazýva pracovná funkcia. Energiu väčšiu alebo rovnú pracovnej funkcii môžu získať elektróny, keď sa kov zahrieva na vysoké teploty. Vyrobili žiaci 10 A Ivan Trifonov Pavel Romanko

snímka 2


Pri zahrievaní kovu sa zvyšuje počet elektrónov s kinetickou energiou väčšou ako je pracovná funkcia, takže z kovu vyletí viac elektrónov. Emisia elektrónov z kovov pri ich zahrievaní sa nazýva termionická emisia. Na realizáciu termionickej emisie sa ako jedna z elektród používa tenký drôtený závit zo žiaruvzdorného kovu (vlákno). Vlákno pripojené k zdroju prúdu sa zahrieva a elektróny vyletujú z jeho povrchu. Emitované elektróny vstupujú do elektrického poľa medzi dvoma elektródami a začínajú sa pohybovať v smere, čím vytvárajú elektrický prúd. Fenomén termionickej emisie je základom princípu činnosti elektrónok: vákuová dióda, vákuová trióda. Elektrický prúd vo vákuu Vákuová dióda Vákuová trióda

snímka 3

Vákuum

Vákuum je vysoko riedky plyn, v ktorom je voľná dráha častíc (od zrážky po zrážku) väčšia ako veľkosť nádoby - elektrický prúd je nemožný, pretože možný počet ionizovaných molekúl nemôže zabezpečiť elektrickú vodivosť; - vo vákuu je možné vytvoriť elektrický prúd, ak sa použije zdroj nabitých častíc; - pôsobenie zdroja nabitých častíc môže byť založené na fenoméne termiónovej emisie .

snímka 4

Termionická emisia (TEE)

Termoelektronická emisia (Richardsonov jav, Edisonov jav) – jav vyťahovania elektrónov z kovu pri vysokej teplote. - ide o vyžarovanie elektrónov tuhými alebo kvapalnými telesami pri ich zahriatí na teploty zodpovedajúce viditeľnej žiare horúceho kovu Zahriata kovová elektróda nepretržite vyžaruje elektróny, pričom okolo seba vytvára elektrónový oblak.V rovnovážnom stave je počet počet elektrónov, ktoré opustili elektródu, sa rovná počtu elektrónov, ktoré sa do nej vrátili (pretože elektróda je pri strate elektrónov kladne nabitá).Čím vyššia je teplota kovu, tým vyššia je hustota elektrónového oblaku.

snímka 5

vákuová dióda

Elektrický prúd vo vákuu je možný v elektronických lampách Elektronická lampa je zariadenie, v ktorom sa uplatňuje fenomén termionickej emisie.

snímka 6

Detailná štruktúra vákuovej diódy

Vákuová dióda je dvojelektródová (A-anóda a K-katóda) elektronická lampa.Vnútri sklenenej nádoby sa vytvára veľmi nízky tlak H - vlákno umiestnené vo vnútri katódy na jej ohrev. Povrch vyhrievanej katódy vyžaruje elektróny. Ak je anóda pripojená k + zdroja prúdu a katóda k -, potom prúdi v obvode konštantný termionický prúd. Vákuová dióda má jednosmernú vodivosť. Tie. prúd v anóde je možný, ak je anódový potenciál vyšší ako katódový potenciál. V tomto prípade sú elektróny z elektrónového oblaku priťahované k anóde, čím vzniká elektrický prúd vo vákuu.

Snímka 7

Voltampérová charakteristika vákuovej diódy.

Závislosť sily prúdu od napätia vyjadruje krivka OABCD. Keď sú elektróny emitované, katóda získava kladný náboj, a preto drží elektróny blízko seba. Pri absencii elektrického poľa medzi katódou a anódou tvoria emitované elektróny na katóde elektrónový oblak. Keď sa napätie medzi anódou a katódou zvyšuje, viac elektrónov sa ponáhľa na anódu, a preto sa zvyšuje prúd. Táto závislosť je vyjadrená výrezom grafu OAB. Sekcia AB charakterizuje priamu závislosť prúdu od napätia, t.j. v intervale napätia U1 - U2 je splnený Ohmov zákon. Nelineárna závislosť v sekcii BCD sa vysvetľuje tým, že počet elektrónov rútiacich sa na anódu je väčší ako počet elektrónov unikajúcich z katódy. Keď dosť veľký význam napätie U3, všetky elektróny emitované z katódy dosiahnu anódu a elektrický prúd dosiahne saturáciu.

Snímka 8

Prúdová charakteristika vákuovej diódy.

Na usmernenie striedavého prúdu sa používa vákuová dióda. Ako zdroj nabitých častíc môžete použiť rádioaktívny prípravok, ktorý vyžaruje α-častice.Vplyvom síl elektrického poľa sa budú α-častice pohybovať, t.j. vznikne elektrický prúd. Elektrický prúd vo vákuu teda môže vzniknúť usporiadaným pohybom ľubovoľných nabitých častíc (elektrónov, iónov).

Snímka 9

elektrónové lúče

Vlastnosti a použitie: Dostávajú sa na telesá, spôsobujú ich zahrievanie (elektronické topenie vo vákuu) Odchyľujú sa v elektrických poliach; Odchýliť sa v magnetických poliach pôsobením Lorentzovej sily; Pri spomaľovaní lúča, ktorý dopadá na látku, vznikajú röntgenové lúče; Spôsobuje žiaru (luminiscenciu) niektorých pevných a tekutých telies (luminofory); je prúd rýchlo letiacich elektrónov vo vákuových trubiciach a plynových výbojkách.

Snímka 10

katódová trubica (CRT)

Využívajú sa javy termionickej emisie a vlastnosti elektrónových lúčov. CRT sa skladá z elektrónového dela, horizontálnych a vertikálnych vychyľovacích elektródových dosiek a sita.V elektrónovom dele prechádzajú elektróny emitované zahrievanou katódou cez riadiacu mriežkovú elektródu a sú urýchľované anódami. Elektrónové delo zaostrí elektrónový lúč do bodu a zmení jas žiary na obrazovke. Vychyľovacie horizontálne a vertikálne platne vám umožňujú presunúť elektrónový lúč na obrazovke do akéhokoľvek bodu na obrazovke. Obrazovka trubice je pokrytá fosforom, ktorý pri bombardovaní elektrónmi žiari. Existujú dva typy elektrónok: 1) s elektrostatickým riadením elektrónového lúča (vychýlenie elektrónového lúča iba elektrickým poľom), 2) s elektromagnetickým riadením (sú pridané magnetické vychyľovacie cievky).

snímka 11

Katódová trubica

Použitie: v TV kineskopoch V osciloskopoch V displejoch

snímka 12

Zobraziť všetky snímky

trióda. Tok elektrónov pohybujúcich sa v elektrónovej trubici od katódy k anóde možno ovládať pomocou elektrických a magnetických polí. Najjednoduchším elektrovákuovým zariadením, v ktorom je tok elektrónov riadený pomocou elektrického poľa, je trióda. Balón, anóda a katóda vákuovej triódy majú rovnaký dizajn ako dióda, avšak na ceste elektrónov od katódy k anóde v trióde je tretia elektróda, nazývaná mriežka. Mriežka je zvyčajne špirála niekoľkých závitov tenkého drôtu okolo katódy. Ak sa na mriežku aplikuje kladný potenciál vzhľadom na katódu, potom značná časť elektrónov letí z katódy na anódu a v anódovom obvode existuje elektrický prúd. Keď sa záporný potenciál aplikuje na mriežku vzhľadom na katódu, elektrické pole medzi mriežkou a katódou bráni pohybu elektrónov z katódy na anódu a anódový prúd klesá. Zmenou napätia medzi mriežkou a katódou je teda možné riadiť silu prúdu v anódovom obvode.