Урок №1. Электрический ток в вакууме. Двухэлектродная лампа.
Задачи урока:
ввести понятие «термоэлектронная эмиссия»;
выяснить условие существования тока в вакууме;
изучит принцип действия диода и его вольт-амперную характеристику.
План урока
1. Повторение изученного материала.
Самоконтроль №1 "Проверь, как изучил материал"
2. Изучение нового материала.
4. Самоконтроль №2 "Проверь, как понял теорию"
5. Итоги урока.
6. Домашнее задание
Ход урока.
Повторение. «Проверь, как изучил материал!». [pic]
[pic] [pic] Ответь на поставленные вопросы, результат запиши в тетрадь!
Каковы условия существования электрического тока?
При каком условии возможно существование электрического тока в вакууме?
[pic]
Выполни задачу, оформив решение в тетради!
Определите скорость электронов, с которой они достигают анода, если напряжение между электродами 100 В.
Электронная эмиссия.
Вакуум - сильно разреженный газ, в котором средняя длина свободного пробега частицы больше размера сосуда. В результате в вакууме нет свободных носителей заряда, и самостоятельный разряд не возникает.
Электрический ток в вакууме будет существовать, если ввести в сосуд свободные носители заряда. Если из стеклянного баллона откачать воздух до давления 10-7 мм рт.ст., то молекулы оставшегося газа успевают беспрепятственно преодолеть расстояния до 3 см, то есть пролететь от одной стенки до другой, ни разу не испытав соударений друг с другом. Это состояние газа называют вакуумом.
В стеклянную трубку можно впаять два электрода. Один из электродов соединим с отрицательным полюсом источника, а другой с положительным. При нагревании катода (отрицательного электрода), начинается термоэлектронная эмиссия - явление испускания свободных электронов с поверхности нагретых тел - и под действием электрического поля электроны двигаются к положительному электроду (аноду).
Термоэлектронная эмиссия – явление “испарения” электронов с поверхности металла при нагревании.
Электрический ток в вакууме – упорядоченное движение электронов, созданных в результате термоэлектронной эмиссии с катода.
Таким образом, в вакууме возникает электрический ток в результате движения свободных электронов. Данное явление впервые наблюдал американский ученый и изобретатель Т. Эдисон в 1879 г.
Электрон покидает поверхность металла, если Eк > Aвых, где Aвых – работа выхода электрона, me – масса электрона, ve –скорость электрона.
Aвыхзависит от рода вещества, можно найти в таблице справочника.
[Aвых] = [ эВ]. ЭВ – электровольт. 1 эВ= 1.6-19 Кл•В=1.6 • 10-19 Дж (!!!)
Концентрация электронов в электронном облаке тем больше, чем меньше работа выхода электрона из металла и чем выше температура металла.
Давление в вакууме (p) меньше 10-6 –10-3 мм рт.ст.
Итак: для создания тока в вакууме необходим специальный источник заряженных частиц. Действие такого источника обычно основано на термоэлектронной эмиссии.
[pic] [pic]
Электронными лампами называются устройства, основанные на применении термоэлектронной эмиссии. Простейшим типом электронных ламп является двухэлектродная лампа – диод прямого накала.
[pic]
«Проверь, как изучил материал!». [pic]
1. Почему в дымоходе раскаленные частички угля несут на себе электрический заряд, каков знак заряда?
А. Заряжаются за счет электризации трением; заряд положительный.
Б. Заряжаются за счет термоэлектронной эмиссии; заряд положительный.
В. Заряжаются за счет электризации трением; заряд отрицательный.
2. Работа выхода электронов вольфрама равна 4,5 эВ, оксида бария равна 1 эВ. Какое вещество будет испускать меньше электронов в единицу времени, если температура одинакова при равных площадях поверхности?
А. Оксид бария.
Б. Вольфрам.
В. Одинаковое количество электронов, так как температуры равны.
3. Каким образом можно управлять электронным пучком?
А. Только электрическим полем.
Б. Только магнитным полем.
В. С помощью электрического и магнитного полей.
Домашние задание: [pic]
Учебник: Г. Я. Мякишев и др. Физика: 10-11 кл, Электродинамика. М-2006.
§ 3.11, 3.12 стр.296 - 303
Какое из действий электрического тока всегда сопровождает его при прохождении через любые среды: химическое, механическое, магнитное, тепловое?
Какими носителями электрического заряда может создаваться ток в газах?
