Вакуумдегі электр тогы 8 класс

Сабақтың тақырыбы: Газдағы электр тогы.  Вакуумдегі электр тогы. Электронды-сәулелiк түтiкше.
Сабақтың мақсаты:  Оқушыларға газдардағы мен вакуумдегі  электр тогы туралы мағлұмат беру.

Сабақтың міндеттері:
Білімдік: Газдағы және вакумдегі электор тогы туралы түсінік беру. Электронды шамдар құрылысы, түрлері туралы мәліметтер бере отырып олардың техникадағы маңызы туралы айту.
Дамытушылық:  Пәнге деген қызығушылығын оята отырып , олардың ойлау қабілеті мен бейімділігін арттыру.
Тәрбиелік: Оқушыларды алға қойған мақсатына жете білуге, өз бетінше шешім қабылдай алуға және жолдастыққа, ұжымшылдыққа тәрбиелеу.
Сабақтың түрі: аралас сабақ
Сабақтың әдісі:  түсіндіру, сұрақ – жауап
Сабақтың барысы:

1. Ұйымдастыру кезеңі: оқушылармен амандасу, сабаққа қатысымы мен даярлығын тексеру.
2. Үй тапсырмасын  тексеру:

1.      Металдардағы электр тогы дегеніміз не?

2.      Металдардағы еркін электр зарядын тасымалдаушылар нелер?

3.      Электролиттер дегеніміз не?

4.      Электролиз дегендң қалай түсінесіздер?

5.      Олар қайда қолданылады?

6.      Электролиттерде зарядты тасымалдаушы қандай бөлшектер болып табылады?  

7.      Электролиттердегі электр тогы дегеніміз не?

8.      Фарадей заңын тұжырымда.

3. Жаңа сабақ:

Қалыпты жағдайда газдарда еркiн ток тасушылар (электрондар мен иондар) болмайды.

Газдардың атомдары мен молекулаларына электронның үзiлiп кетуi газдардың иондалуы дейдi. Газдарда электр тогын тасушылар тек газдар иондалғанда ғана пайда болуы мүмкiн. Электронның газ атомдарымен (молекуларымен) соқтығысуынан болатын газдың иондалуын электронды соққыдан иондалу дейдi.

Газдардың иондалу сыртқы әсерленген (сыртқы ионизаторлардан): қатты қыздырудан, әр түрлi сәулеленуден пайда болуы мүмкiн. Электрондардың атомнан бөлiнiп кетуiне қажет минимальдi энергияны иондау энергиясы дейдi. Газдың иондалу үшiн жұлынып кететiн және атомның (молекуланың) қалған бөлiгiнiң арасындағы әсерлесу күшiне қарсы иондалу жұмысын жасау қажет (A_И).

Қарама – қарсы зарядттаған бөлшектердiң қайтадан бейтарап атом (молекула) құрыуын рекомбинация дейдi. Сыртқы ионизаторлар тұрақты болса, ионизациялану мен рекомбинациялану арасында динамикалық тепе – теңдiк қалыпасады. Бұл жағдайда жаңадан құрылған зарядтталған бөлшектердiң саны бейтарап атомға (молекулаға) бiрiккен парлардың санына тең болады.  Газдағы электр ток газ разряды деп аталады.

Сыртқы ионизаторлардан (қатты қыздырудан, әр түрлi сәулеленуден) пайда болатын газдың электр өткiзгiштiгi тәуелдi газ разряды деп аталады.

Электр тогының газдан сыртқы ионизаторларға тәуелсiз өту құбылысы, тәуелсiз газ разряды дейдi. Тәуелсiз разряд болғанда газ атомдар мен молекулардың электрондардың соғуынан болатын иондалуы газдың иондалуының негiзгi механизмi болады. Электрондық соққыдан иондалу электронның еркiң жолының ұзындығы λ болғандағы кинетикалық энергиясы W_k электронның атомнан бөлiнiп кетуiне жұмсаған жұмысына A_и жеткiлiктi, яғни : W_k ≥A_и, немесе     eEλ≥A_и (7.9)

болған жағдайда мүмкiн болады. Мұндағы Е-электрлiк өрiстiң кернеулiгi, λ- электронның еркiң жолының ұзындығы.

Әдетте, атомдар мен молекулалардағы электрондар байласының энергиясы (иондау энергиясы) электронвольтпен (эВ) өрнектеледi. Бiр электронвольт электр өрiсiнiң элементар заряды бар электронды немесе басқа бөлшектi өрiстiң кернеулiгi 1 Вольт болатын екi нүктесiнiң аралығындағы орын ауыстыруына жұмсайтын жұмысқа тең:    

Мысалы сутегi атомының иондау энергиясы 13,6 эВ тең, ал оттегi молекуласының иондау энергиясы 12 эВ тең болады.

Егер ток көзiнңғ қуаты тәуелсiз разрядты ұзақ уақытқа жалғастыруға жетпеген жағдайда ұшқынды разряд деп аталатын тәуелсiз разрядтын түрi пайда болады. Найзағай -ұшқынды разрядтың мысалы болады.

Вакуум деп газдың сиретiлуiнiң оның молекулаларының соқтығысуын ескермеуге және еркiн жолының орташа ұзындығы l-дiң газ тұрған ыдыстың өлшемi d-дан аса үлкен ( ) болатын деңгейiн айтады.

Вакуум күйдегi электродтар аралығындағы өткiзгiштiктi вакуумдегi электр тогы дейдi.

Термоэлектрондық эмиссия деп қыздырылған денелер бетiнен еркiн электрондардың шығу құбылысын айтады.  Термоэлектрондық эмиссия құбылысына негiзделген құрылғыны электронды-сәулелiк түтiкше дейдi.

7.3-сурет

Электронды-сәулелiк түтiкшенiң схемасы 7.3. суретте келтiрiлген.

Катод электрондар көзi болады. Электондар шоғын фокустеу үшiн басқарушы электродқа терiс потенциалдар жiберiледi. Осы электрод өрiсi электондар шоғын сығады. Үдеткiш анодтарға оң потенциалдар жiберiледi. Анод пен экранның арасында ауытқытушы екi пар пластиналарға кернеу берiледi. Пластинкалардағы кернеу шоқтың вертикаль және горизонталь ығысуын туғызады.

Электронды-сәулелiк тутiкшелер теледидардағы бейнелердi шығару және осциллографтағы кернеулер айнымалыларын зерттеу ушiн пайдаланылады.

4. Сабақты бекіту:

№1. Электр шамының 23° С қызған кездегi вольфрам қылының кедергiсi 4 Ом. 0° С температурадағы кедергiнi табыңдар. Вольфрам кедергiсiнiң температуралық коэффициентi 4,8·10^-3 К^-1 тең.

Берілгені:                               Шешуi:

t=23° С                                              R=R₀(1+αΔt).

R=4 Ом                                  R₀=R/(1+αΔt)=4 Ом/(1+4,8·10^-3 К^-1·296 К)=3,6 Ом

α=4,8·10^-3 К^-1

№2. Егер кремний диодтан өтетiн күш I=5,5 мА, ал кернеу U=0,7 В  тең болса, оның керi бағыттағы тұрақты токқа кедергiсiн табыңдар.

Берілгені:                               Шешуi:

I=5,5 мА                                I=U/R.

U=0,7 В                                  R=U/R=0,7 В/5.5·10^-3А≈1,3·10^-3А

5. Үйге тапсырма

№3. Электролит арқылы 2 А ток күші етқенде, 10 минут ішінде катодта 244 мг никель жиналды. Никельдің электро-химиялық эқвиваленті:

№4. Катодтан 5 А ток өткенде 50 мин ішінде массасы кандай қүміс белінеді? Күмістің электрохимиялық эквиваленті 1,118*10^-6кг/Кл.

№5.     Тотияйын ерітіндісін электролиздеуде 40 мин ішінде 3,8 г мыс бөлінсе, онда жүріп өткен токтың күші қандай? Мыстың электрохимиялық эқвиваленті 3.94*10^-7кг/Kл

6. Бағалау.