Електричний струм у вакуумі: Методична розробка відкритого уроку з дисципліни «Фізика»

0Тема: Електричний струм у вакуумі

Вид заняття: Лекція (урок засвоєння нових знань)

Мета уроку:

Дидактична: закріплення знань студентів про вакум i його застосування, про явище термоелектричної емiсії.

Виховна:

- Формування знань про застосування фізичних теорій, понять, законів.

- Формування уявлень про роль практики у пiзнаннi свiту.

- Формування навичок самостiйної роботи студентiв з пiдручником.

Розвиваюча:

- Познавальна цiкавiсть студентів до розвитку застосуваяня електротнно-вакуумних приладiв.

- Вмiння студентів користуватися приладами, застосовувати знання на практицi, робити висновтки на основi отриманних знань

Основнi завдання i вмiння:

- Знати визначення вакууму.

- Знати визначення електричного струму i основнi умови його існування.

- Знати визначення явища термоелектричної емiсiї.

- Знати основнi вакуумні прилади та їх застосування.

Обладнання:

- Плакат електронно-променевої трубки.

- Макет електронно-променевої трубки.

- Вакуумні лампи

- Осцилограф.

- Підручники

План лекції і розрахунок часу:

1. Органiзацiйний момент 3 хв.

2. Контроль знань студентів 12 хв.

3. Лекцiя частина1  а) вакуумний дiод 10 хв.

б) вакуумний трiод 10 хв.

частина 2  а) Електронно-променева трубка 20 хв.

4. Демонстрацiя приладiв 10 хв.

5. Закрiплення нового матерiалу 13хв.

(Вiдповiдi на запитання, пiдведення підсумків, скласти кроссворд).

б. Домашнє завдання 2 хв.

7. Заключне слово викладача.

Тема: Електричний струм у вакуумі.

Вакуум.

Слово „Вакуум” в перекладі з латини „пустота”. Вакуум це цілком пустий прості з якого видалене навіть повітря.

Так як видалити усе повітря повністю дуже складно, то під словом „вакуум” зазвичай розуміють частковий вакуум, я якого видалена більша частина повітря.

Космічний простір – це вакуум, хоч в ньому є деяка кількість пилу і часток газу. Розрізняють і види (ступені) вакууму:

1)  Низький вакуум тиск 1мм рт. ст. або 10² Па

2)  Середній вакуум – 10² до 10^-1 Па

3)  Високий вакуум – при тиску від 10^-1 до 10^-6Па

4)  Надвисокий вакуум при тисках нижче 10^-6Па (10^-8 мм рт. ст.)

При цьому в об’ємі 1см³ нараховують декілька десятків молекул щоб отримати вакуум повітря відкачують  за допомогою насосів.

Вакуум використовують в термосах і всередині деяких електричних приладів. Наприклад у телевізорах і пилососах. В термосі знаходиться в проміжку між внутрішньою та зовнішньою стінками посудини. Рідини залишаються гарячими чи холодними, бо тепло крізь вакуум передається погано. Воно утримується у гарячому напої, або не проникає до холодного.

Електричний струм у вакуумі.

Поняття ВАКУУМ відносне. Вакуум це стан газу, який знаходиться під тиском нижче ніж атмосферний. Відкачуючи газ із посудини можна досягти такої її концентрації, коли молекули можуть пролітати від однієї стінки до іншої. Жодного разу не зіткнувшись одна з одною. Такий стан газу у посудині називають вакуумом.

Тобто Вакуум – це такий (стан газу) ступінь розрідження газу при я кому нехтують зіткненням між його молекулами.

Ступінь розрідження близько 10^-6-10^-7 мм.рт.ст.

Умова вакууму: середня довжина вільного пробігу молекул l>D, де D – діаметр колби.

Вакуум – ізолятор, струм у ньому може виникнути тільки при штучному введенні заряджених часток.

Американський вчений і винахідник Томас Едісон в 1879 році, виявив, що у вакуумній скляній колбі виникає електричний струм якщо один з електродів нагріти до високої температури. Це явище носить назву „термоелектронної емісії”.

Явище випускання електронів твердими тілами під час їх нагрівання називають термоелектронною емісією.

Випромінені при цьому електрони називають термоелектронами, а тіла, що їх випромінюють – емітерами.

Найпростішим електровакуумним приладом є двоелектродна електронна лампа прямого розрядження, що складається зi скляного або металевого балона, нитки розрядження катода (К) i анода (А).

РОБОТА ВИХОДУ - це енергiя яку витрачає електрон на подолання, притяжіння його до найближчих позитивних іонів, розташованих у вузлах просторової градки металу, і яка залежить від речовини емітера.

У діоді зворотний рух електронів від анода до катода неможливий. Цю властивість діода називають ОДНОСТОРОННЬОЮ ПРОВІДНІСТЮ.

Завдяки цьому діоди та їхні комбінації з іншими приладами використовують для ВИПРАВЛЕННЯ ЗМІННОГО СТРУМУ.

ЛАМПА ТРIОД.

Електронну лампу з трьома електродами (катод сітка, анод) називають ТРІОДОМ

За допомогою сiтки (якщо подати на неї змінний потетнцiал) може керувати рухом електронів вiд катода до анода (збiльшувати, зменшувати або зовсім припиняти їх потік). Це дає змогу використовувати тріод як підсилювач.