Электрический ток в различных средах

Рисунок 2. (а) Хаотическое  движение электрона в кристаллической  решетке металла. (b) Хаотическое  движение с дрейфом, обусловленным  электрическим полем.

Рисунок 3. Зависимость  удельного сопротивления ρ чистого  полупроводника от абсолютной температуры T.

Применение сверхпроводимости  на промышленных предприятиях нашего города и региона

Интерактивные модели, основные иллюстрации. Рисунок 1. Зависимость удельного сопротивления ρ чистого полупроводника от абсолютной температуры T.

Рисунок3.Атом индия  в решетке германия. Полупроводник p-типа. 

Вопросы после параграфа.

Зависимость силы тока от величин, характеризующих носители заряда в данной среде.   Электролиз, закон Фарадея. 

§ 124, 125, 126. Подготовиться  к тесту по теме: «Электрический ток в различных средах».

«Закон  электролиза»

«Закон электролиза».

1) Что называют электролитической диссоциацией?

2) Почему при прохождении тока по раствору электролита происходит перенос вещества, а при прохождении по металлическому проводнику перенос вещества не происходит?

3) В чем состоит сходство и различие собственной проводимости у полупроводников и у растворов электролитов?

4) Сформулируйте закон электролиза Фарадея?

5) Что происходит при повышении температуры с удельным сопротивлением раствора электролиза?

тлеющий разряд, дуговой  разряд,

коронный разряд, искровой разряд. Плазма.

 Учитель  дает учащимся определение, что  такое  газ, газовый разряд  и проделывает опыт ,связанный  с этими  понятиями. Диктует  школьникам под запись. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Далее дает понятие  ионизация газов, несамостоятельный  разряд и демонстрирует опыт с помощью презентации. Диктует школьникам под запись.

Также поясняет следующее: рассмотренный выше опыт показывает, что в воздухе между дисками под действием пламени появились заряженные частицы. Тщательными исследованиями было установлено, что носителями электрических зарядов в газах являются ионы и электроны.

Вопрос: Откуда же они берутся?

  При нагревании газа (воздуха) молекулы начинают двигаться быстрее. При этом некоторые  молекулы начинают двигаться так  быстро, что часть из них при столкновениях распадается на положительно заряженные ионы и электроны. Чем выше температура, тем больше образуется ионов. Распад молекул газа на электроны и положительные ионы называется ионизацией газа. Нагревание газа до высокой температуры не является единственным способом ионизации молекул или атомов газа. Нейтральные атомы или молекулы газа могут ионизоваться под воздействием других факторов, важнейшими из которых являются рентгеновские лучи и излучения радиоактивных веществ, ультрафиолетовые лучи и т. д. Факторы, вызывающие ионизацию газа, называются ионизаторами. Процесс ионизации газа всегда сопровождается противоположным ему процессом восстановления нейтральных молекул из разноименно заряженных ионов вследствие их электрического (кулоновского) притяжения. Такой процесс называют рекомбинацией заряженных частиц. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Далее дает понятие самостоятельного разряда  и его типы (тлеющий разряд, дуговой разряд, коронный разряд, искровой разряд), демонстрируя презентацией и опытом .

 Диктует  школьникам под запись.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Учитель дает учащимся определение, что такое  плазма. Диктует школьникам под запись и демонстрирует с помощью  презентации. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Записывают  определение газа: в естественном состоянии газ – диэлектрик. В  обычных условиях в газе почти  нет свободных носителей заряда, движение которых могло бы создать  электрический ток. Далее учащиеся наблюдают за опытом:

Вопрос: Что произойдет со стрелкой электрометра? <Рисунок 1>

Укрепим две  металлические пластины параллельно  друг другу, соединим одну со стержнем, а вторую с корпусом электрометра и сообщим им разноименные заряды.

Ответ: Электрометр не заряжается. Через воздух между пластинами при небольших значениях напряжения электрический ток не проходит. Изолирующие свойства газов (воздуха) объясняются отсутствием в них свободных электрических зарядов: атомы и молекулы газов в естественном состоянии являются нейтральными.

Видоизменим наш опыт:

<Рисунок 2>

Нагреем воздух между дисками пламенем спиртовки.

Вопрос: Изменится ли положение стрелки электрометра?

Ответ: Угол отклонения стрелки электрометра быстро уменьшается, т. е. уменьшается разность потенциалов между дисками конденсатора — конденсатор разряжается. Сделайте вывод: Нагретый воздух между дисками стал проводником и в нем устанавливается электрический ток.

Записывают  определение газового разряда: электрический ток через газ называют газовым разрядом.

Записывают определение   ионизация газа: распад молекул газа на электроны и положительные ионы называется ионизацией газа.

Записывают определение  несамостоятельного разряда:  явление прохождения электрического тока через газ, наблюдаемое только при условии какого-либо внешнего воздействия, называется несамостоятельным электрическим разрядом.

Далее учащиеся наблюдают опыт с пояснениями учителя на проекторе: для исследования разряда в газе при различных давлениях удобно использовать стеклянную трубку с двумя электродами рис 3.

<Рисунок 3>

Пусть с помощью  какого-либо ионизатора в газе образуется в секунду определенное число  пар заряженных частиц: положительных  ионов и электронов. 
   При небольшой разности потенциалов между электродами трубки положительно заряженные ионы перемещаются к отрицательному электроду, а электроны и отрицательно заряженные ионы - к положительному электроду. В результате в трубке возникает электрический ток, т. е. происходит газовый разряд. 
   Не все образующиеся ионы достигают электродов; часть их воссоединяется с электронами, образуя нейтральные молекулы газа. По мере увеличения разности потенциалов между электродами трубки доля заряженных частиц, достигающих электродов, увеличивается. Возрастает и сила тока в цепи. Наконец, наступает момент, при котором все заряженные частицы, образующиеся в газе за секунду, достигают за это время электродов. При этом дальнейшего роста силы тока не происходит рис 4 , как говорят, достигает насыщения. Если действие ионизатора прекратить, то прекратится и разряд, так как других источников ионов нет. По этой причине такой разряд называют несамостоятельным разрядом.

<Рисунок 4>

Данную зависимость  учащиеся зарисовывают в тетради.

Записывают понятие  самостоятельного разряда: явление прохождения через газ электрического тока, не зависящего от действия внешних ионизаторов, называется самостоятельным электрическим разрядом.

Записывают типы самостоятельных разрядов и их определения под диктовку:

Тлеющий разряд- самостоятельный разряд, возникающий в газе при пониженном давлении.

Дуговой разряд- электрический разряд в газах, характеризуемый большой плотностью тока и малым падением потенциала вблизи катода.

Коронный  разряд - это характерная форма самостоятельного газового разряда, возникающего в резко неоднородных полях.

Искровой  разряд- нестационарная форма электрического разряда, происходящая в газах. Такой разряд возникает обычно при давлениях порядка атмосферного и сопровождается характерным звуковым эффектом — «треском» искры.

Записывают понятие  плазма: ионизированный газ при значительной степени ионизации представляет собой особое состояние вещества, отличное от газообразного, жидкого или кристаллического. Это состояние вещества называется плазмой.

<Рисунок 5>

фактов

индивидуальная

тлеющий разряд, дуговой  разряд,

коронный разряд, искровой разряд. Плазма.

1. Какие частицы являются носителями тока в газах?
2. Какой разряд является несамостоятельным?
3. Какие причины могут вызывать несамостоятельный электрический разряд?
4. Какой разряд является самостоятельным?
5. За счет, каких факторов поддерживается самостоятельный разряд?
6. Какие виды самостоятельного разряда знаете?
7. Что такое плазма?
8. Какой разряд называется тлеющим?
9. Что такое дуговой разряд?
10. Что такое искровой разряд?
11. Что такое коронный разряд?

издания Кирилл и  Мефодий 

1. Вспомните, какой проводимостью обладают металлы?
2. Полупроводники?
3. Газы?
4. Как создается электрический ток в вакууме?
5. Что произойдет при встрече электрона с дыркой?
6. Какие подвижные носители зарядов имеются в полном полупроводнике?
7. Для какой цели в электронных лампах создают вакуум?
8. Как устроен вакуумный диод?
9. Почему сопротивление полупроводников очень сильно зависит от наличия примесей?

  Учитель знакомит учащихся с понятием электролитическая  диссоциация. Диктует школьникам под  запись. Учитель также демонстрирует  при помощи презентации следующее:

Далее учитель  знакомит учащихся с понятием «степень диссоциации» и диктует по запись. 
 
 
 
 
 

Учитель знакомит учащихся с понятием «электролиза». Диктует под запись и демонстрирует  при помощи презентации следующее:

Учитель знакомит учащихся с законом электролиза  Фарадея и диктует под запись закон и демонстрирует следующий  слайд:

Записывают  определение электролитической диссоциации: Электролитическая диссоциация, распад вещества на ионы при растворении. Э. д. происходит вследствие взаимодействия растворённого вещества с растворителем; по данным спектроскопических методов, это взаимодействие носит в значительной мере химический характер.

Учащиеся наблюдают  слайд и зарисовывают схему, представленную в презентации. 
 
 

Записывают определение  степени диссоциации: степень диссоциации, т.е. доля в растворенном веществе молекул, распавшихся на ионы, зависит от температуры, концентрации раствора и электрических свойств растворителя.

Записывают  определение электролиза: электролиз - это окислительно-восстановительный процесс, который происходит на электродах во время прохождения электрического тока через расплав или раствор. 
 
 

Наблюдают за демонстрацией на проекторе. 
 
 
 
 

Записывают закон  электролиза: Масса вещества, выделившегося на электродах при электролизе, прямо пропорциональна величине заряда, прошедшего через электролит:

Если учесть, что q = I t.

Слайд

  Дистиллированная  вода не проводит ток в собранной установке. Лампочка не загорается, а если добавим в эту воду немного кислоты или соли, то в цепи появится ток и лампочка загорит. Происходит распад молекулы на (+)  и (-) ионы, электролитическая диссоциация (связь с химией). “Атомы вещества каким-то образом одарены электрическими силами или связаны с ними, и им они обязаны своими наиболее замечательными качествами.” (М. Фарадей).

Вывод: электронная и ионная проводимость растворов.

фактов

индивидуальная

издания Кирилл и Мефодий

Далее учитель  предлагает решение задач (устно):

1) Почему  нельзя прикасаться к неизолированным  электрическим проводам голыми  руками?

2) Почему  для гальванического покрытия  изделия чаще используют никель и хром?

3) Почему  провода осветительной сети обязательно  имеют резиновую оболочку, а провода, предназначенные для сырых помещений кроме того, еще просмолены снаружи?

(так как  влага на проводах представляет  электролит и является проводником,  а это может привести к короткому замыканию и пожару)

4) (письменно)  с комментариями у доски упр. 20 (7) стр.343-344 физика-10 Г.Я.Мякишев.

Далее учитель  демонстрирует слайд «Применение  электролиза»:

 Подведение итогов урока, выставление оценок.

Учащиеся  устно отвечают на вопросы и дают следующие ответы:

1) Влага  на руках всегда содержит раствор  различных солей и является  электролитом,  поэтому создает хороший контакт между проводами и кожей.

2) Большая  химическая стойкость, механическая  прочность и после полировки  дают красивый блеск.

3) Так как  влага на проводах представляет  электролит и является проводником,  а это может привести к короткому замыканию и пожару.

4)Решают  задачи у доски.

Учащиеся  просматривают слайд» Применение электролиза».

издания Кирилл и  Мефодий