332760
столько раз учителя, ученики и родители
посетили сайт «Инфоурок»
за прошедшие 24 часа
+Добавить материал
и получить бесплатное
свидетельство о публикации
в СМИ №ФС77-60625 от 20.01.2015
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации для педагогов

Дистанционные курсы для педагогов - курсы профессиональной переподготовки от 6.900 руб.;
- курсы повышения квалификации от 1.500 руб.
Престижные документы для аттестации

ВЫБРАТЬ КУРС СО СКИДКОЙ 50%

ВНИМАНИЕ: Скидка действует ТОЛЬКО сейчас!

(Лицензия на осуществление образовательной деятельности № 5201 выдана ООО "Инфоурок")

ИнфоурокФизикаПрезентацииПрезентация по физике на тему "Электронная проводимость металлов"

Презентация по физике на тему "Электронная проводимость металлов"

библиотека
материалов
Экспериментальное доказательство существования свободных дви­жением свободны...
Движение электронов в металле. Электроны под влиянием по­стоянной силы, дейс...
движения электронов в металле на основе законов классической механики не­возм...
ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ Различные вещества имеют...
Сверхпроводимость Сопротивление проводников зависит от температуры. Сопротив...
Если бы удалось создать сверхпроводящие материалы при тем­пературах, близких...

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд Экспериментальное доказательство существования свободных дви­жением свободны
Описание слайда:

Экспериментальное доказательство существования свободных дви­жением свободных электронов, было дано в опытах Л. И. Мандельштама и Н. Д. Папалекси (1913), Б. Стюар­том и Р. Толменом (1916). Опыт: На катушку наматывают проволоку, концы которой припаивают к двум металличе­ским дискам, изолированным друг от друга (рис. 1) . К концам дисков при помощи скользящих контактов присоединяют гальванометр. Катушку приводят в быстрое движение, а затем резко останавливают. После резкой остановки катушки свободные заряженные частицы некоторое время движутся относи­тельно проводника по инерции и, следовательно, в катушке возникает электрический ток. Ток существует незначительное время, так как из-за сопротивления проводника заряженные частицы тор­мозятся и упорядоченное движение частиц, образующее ток, прекращается.. Направление тока говорит о том, что он создается движением отрицательно заряженных частиц. Переносимый при этом заряд про­порционален отношению заряда частиц, создающих ток, к их массе, т. е. Iq /m. Поэтому, измеряя заряд, проходящий через гальванометр за время существования тока в цепи, удалось определить это отношение. Оно оказалось равным 1,8- 1011Кл/кг. Эта величина сов­падает с отношением заряда электрона к его массе е/т, найденным ранее из других опытов. ЭЛЕКТРОННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ МЕТАЛЛОВ Носителями свободных зарядов в металлах являются электроны. Их концентрация велика — порядка 1028 1/м3 Эти электроны участвуют в беспорядочном тепловом движении. Под действием электрического поля они начинают перемещаться упорядоченно со средней скоростью концах проводника: l~U. В этом состоит качественное объ­яснение закона Ома на основе электронной теории проводимости металлов.

2 слайд Движение электронов в металле. Электроны под влиянием по­стоянной силы, дейс
Описание слайда:

Движение электронов в металле. Электроны под влиянием по­стоянной силы, действующей на них со стороны электрического поля, приобретают определенную скорость упорядоченного движения. Эта скорость не увеличивается в дальнейшем со временем, так как со стороны ионов кристаллической решетки на электроны действует не­которая тормозящая сила. Эта сила подобна силе сопротивления, действующей на камень, когда он тонет в воде. В результате средняя скорость упорядоченного движения электронов пропорциональна на­пряженности электрического поля в проводнике v—Е и, следовательно, разности потенциалов на концах проводника, так как E=U/l, где l — длина проводника. Cила тока пропорциональна разности потенциалов на концах проводника: l~U. В этом состоит качественное объ­яснение закона Ома на основе электронной теории проводимости металлов.

3 слайд движения электронов в металле на основе законов классической механики не­возм
Описание слайда:

движения электронов в металле на основе законов классической механики не­возможно. Дело в том, что условия движения электронов в металле таковы, что классическая механика Ньютона неприменима для опи­сания этого движения. Наиболее наглядно это видно из следующего примера. Если экспериментально определить среднюю кинетическую энер­гию теплового движения электронов в металле при комнатной тем­пературе и найти соответствующую этой энергии температуру по формуле m•v/2=3/2 K•T, то получим температуру порядка 105—106 К.. Такая температура существует внутри звезд. Движение электронов в металле подчиняется законам квантовой механики. Вывод: Экспериментально доказано, что носителями свободных зарядов в металлах являются электроны. Под действием электрического поля электроны движутся с постоянной средней скоростью из-за тормо­жения со стороны кристаллической решетки. Скорость упорядочен­ного движения прямо пропорциональна напряженности поля в про­воднике.

4 слайд ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ Различные вещества имеют
Описание слайда:

ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ Различные вещества имеют различные удельные сопротивления . Зависит ли сопротивление от состояния проводника; от его температуры? Ответ должен дать опыт. Опыт: Если пропустить ток от аккумулятора через стальную спираль, а затем начать нагревать ее в пламени горелки, то амперметр покажет уменьшение силы тока. Это означает, что с изменением температуры сопротивление проводника меняется. Если при температуре, равной О°С, сопротивление проводника равно R0, а при температуре t оно равно R, то относительное из­менение сопротивления, как показывает опыт, прямо пропорциональ­но изменению температуры t: R-R0/R= α•t (1) Коэффициент пропорциональности α называют температурным коэффициентом сопротивления. Он характеризует зависимость сопротивления вещества от температуры. Температур­ный коэффициент сопротивления численно равен относительному изменению сопротивления проводника при нагревании на 1 К. Для всех металлических проводников α >0 и незначительно меняется с изменением температуры.

5 слайд Сверхпроводимость Сопротивление проводников зависит от температуры. Сопротив
Описание слайда:

Сверхпроводимость Сопротивление проводников зависит от температуры. Сопротив­ление металлов уменьшается с уменьшением температуры. Что про­изойдет при стремлении температуры к абсолютному нулю? В 1911 г. голландский физик Камерлинг-Оннес открыл замеча­тельное явление — сверхпроводимость. Он обнаружил, что при охлаждении ртути в жидком гелии ее сопротивление сначала меняется постепенно, а затем при температуре 4,1 К очень резко падает до нуля. Это явление было названо сверхпроводимостью. Позже было открыто много других сверхпроводников. Сверхпроводимость наблюдается при очень низких температу­рах — около 25 К.Если в кольцевом проводнике, находящемся в сверхпроводящем состоянии, создать ток, а затем устранить источник электрического тока, то сила этого тока не меняется сколь угодно долго. В обычном же несверхпроводящем проводнике электрический ток в этом случае прекращается. Сверхпроводники находят широкое применение. Так, сооружают мощные электромагниты со сверхпроводящей обмоткой, которые со­здают магнитное поле на протяжении длительных интервалов времени без затрат энергии. Ведь выделения теплоты в сверхпроводящей обмотке не происходит. Однако получить сколь угодно сильное магнитное поле с помощью сверхпроводящего магнита нельзя. Очень сильное магнитное поле разрушает сверхпроводящее состояние. Такое поле может быть создано током в самом сверхпроводнике. Поэтому для каждого проводника в сверхпроводящем состоянии существует критическое значение силы тока, превзойти которое, не нарушая сверхпроводящего состояния, нельзя. Сверхпроводящие магниты используются в ускорителях элементарных частиц, магнитогидродинамических генераторах, преобразующих механическую энергию струи раскаленного ионизованного газа, движущегося в магнитном поле, в электрическую энергию.

6 слайд Если бы удалось создать сверхпроводящие материалы при тем­пературах, близких
Описание слайда:

Если бы удалось создать сверхпроводящие материалы при тем­пературах, близких к комнатным, то была бы решена важнейшая техническая проблема — передача энергии по проводам без по­терь. В настоящее время физики работают над ее решением. Объяснение сверхпроводимости возможно только на основе кван­товой теории. Оно было дано лишь в 1957 г. американскими учеными Дж. Бардиным, Л. Купе ром, Дж. Шриффером и советским ученым, академиком Н. Н. Боголюбовым. В 1986 г. была открыта высокотемпературная сверхпроводимость. Получены сложные оксидные соединения лантана, бария и других элементов (керамики) с температурой перехода в сверхпроводящее состояние около 100 К. Это выше температуры кипения жидкого азота при атмосферном давлении. Высокотемпературная сверхпроводимость в недалеком будущем приведет наверняка к новой технической революции во всей электротехнике, радиотехнике, конструировании ЭВМ. Сейчас прогресс в этой области тормозит необходимость охлаждения проводников до температур кипения дорогого газа — гелия. Вывод: Многие металлы и сплавы при температурах ниже 25 К полностью теряют сопротивление — становятся сверхпроводниками. Недавно была открыта высокотемпературная сверхпроводимость.

Общая информация

Номер материала: ДA-047123

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Информационные технологии в деятельности учителя физики»
Курс профессиональной переподготовки «Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Методика написания учебной и научно-исследовательской работы в школе (доклад, реферат, эссе, статья) в процессе реализации метапредметных задач ФГОС ОО»
Курс профессиональной переподготовки «Организация и предоставление туристских услуг»
Курс профессиональной переподготовки «Экскурсоведение: основы организации экскурсионной деятельности»
Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС юридических направлений подготовки»
Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС медицинских направлений подготовки»
Курс повышения квалификации «Разработка бизнес-плана и анализ инвестиционных проектов»
Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»
Курс профессиональной переподготовки «Управление ресурсами информационных технологий»
Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности секретаря руководителя со знанием английского языка»
Курс профессиональной переподготовки «Риск-менеджмент организации: организация эффективной работы системы управления рисками»
Курс профессиональной переподготовки «Метрология, стандартизация и сертификация»
Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности по водоотведению и очистке сточных вод»
Курс профессиональной переподготовки «Осуществление и координация продаж»

Благодарность за вклад в развитие крупнейшей онлайн-библиотеки методических разработок для учителей

Опубликуйте минимум 3 материала, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную благодарность

Сертификат о создании сайта

Добавьте минимум пять материалов, чтобы получить сертификат о создании сайта

Грамота за использование ИКТ в работе педагога

Опубликуйте минимум 10 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Свидетельство о представлении обобщённого педагогического опыта на Всероссийском уровне

Опубликуйте минимум 15 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данное cвидетельство

Грамота за высокий профессионализм, проявленный в процессе создания и развития собственного учительского сайта в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 20 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Грамота за активное участие в работе над повышением качества образования совместно с проектом "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 25 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную грамоту

Почётная грамота за научно-просветительскую и образовательную деятельность в рамках проекта "Инфоурок"

Опубликуйте минимум 40 материалов, чтобы БЕСПЛАТНО получить и скачать данную почётную грамоту

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.