ОњТЏстік ќазаќстан мемлекеттік медицина академиясы
жүктеу/скачать 2,27 Mb.
|
ППЗ методичка физика каз (1)
- Бұл бет үшін навигация:
- Сабақты қорытындылау
- Сағат саны
- 5.3.Оқыту міндеттері
- Ұйымдастыру кезеңі
- Жаңа сабақты түсіндіру
| 5.7. Бақылау : Ауызша сұрақ жауап.
Жаңа тақырыпты бекіту. 5 мин Электр өрісінде заряд орын ауыстырғандағы істелетін жұмыс. Потенциал. Потенциалдар айырымы, кернеу. Кернеулік пен потенциалдар айырымы арасындағы байланыс. Электр өрісіндегі өткізгіштер. Электр өрісіне енгізілген өткізгіштердегі зарядтардың бөлініп орналасуы. Электр өрісіндегі диэлектриктер. Диэлектриктердің поляризациясы. Пьезоэлектриктер. Сабақты қорытындылау. 5 мин -Оқушылардың білімін бағалау. Үйге тапсырма беру. 5 мин № 9 сабақ 5.1. Тақырыбы: Металдардың электрондық өткізгіштігі Сағат саны:2. 90 мин 5.2.Сабақтың мақсаты: оқушыларға әр түрлі заттардың электр өткізгіштігін,сұйықтардағы электр тогын және электролиз заңдарын түсіндіру. 5.3.Оқыту міндеттері: - Теориялық және тәжірибелік көрсетілімдер мен зертханалық жұмыстарды орындау барысында экспериментті жоспарлау; -сызбанұсқа бойынша құрылғыны жинау, өлшеуіш құралдарды қолдана алу, бақылау жасай алу және өлшеу мен тәжірибені жүргізе білу; -өлшеудің қателіктерін есептеу және оны бағалай білу, қысқаша есеп жазу және қортынды жасай білу; Ұйымдастыру кезеңі: 10 мин -Оқушылардың сабаққа қатысуын тексеру. -Сабаққа дайындығын тексеру. -Сабақтың мақсаты мен міндеті. Оқушылардың өтілген тақырып бойынша білімін тексеру. 15 мин - оқушылардың алғашқы білім денгейін тексеру 5.4.Тақырыптың негізгі сұрақтары: 1.Электролиттер дегеніміз? 2.Рекомбинация. 3.Ион туралы түсінік. Жаңа сабақты түсіндіру: 30 мин Электролиттер дегеніміз электр тогы иондық өткізгіштік арқылы жүретін затарды атаймыз. Ион бұл сұйықтардағы зарядталған бөлшек. Иондық өткізгіштік - сыртқы электр өрісінің әсерінен иондардың реттелген қозғалысы. Сұйықтар арқылы электр тогының өтуі электролиз деп аталады. Иондар оң және теріс зарядталған иондар болып бөлінеді. Таңбалары әр түрлі иондар кездесіп қалғанда қайтадан бірігіп, бейтарап молекула құрауы рекомбинация (қосылыс) болуы мүмкін. Электролиз арқылы Судың полярлық молекулаларының электр өрісінің ықпалымен электролиттерді еріткенде олардың молекулалары иондарға ыдырайды. Осы процесс электролиттік диссоциация деп аталады. Диссоциация дәрежесі, яғни еритін заттың ионға ыдырайтын молекулаларының үлесі, температураларға, ерітіндінің концентрациясына және еріткіштің диэлектрлік өтімділігіне тәуелді. Температура жоғарылағанда диссоциация дәрежесі артады, демек оң және теріс зарядталған иондардың концентрациясы да артады. Электролиз техникада әр түрлі мақсаттар үшін кең қолданылады. Электролиздің көмегімен металлдарды түрліше қоспалардан тазалау іске асырылады. Мысалы, рудадан алынған тазартылмаған мысты қалың табақтар түрінде құяды да содан соң оларды анод ретінде ваннаға салады. Электролиз кезінде анодтағы мыс ериді де, құрамында құнды және сирек металлдары бар қоспалар түбіне шөгеді, ал катодқа таза мыс қонады. Электролиз арқылы бокситтердің балқымасынан алюминий алады. Алюминий алудың дәл осы тәсілі оның құнын арзандатты және оны техника мен тұрмыста темір сияқты көп тараған металл қатарына қосты. Бір валентті атомдардан тұратын молекулалардың диссоциациясында бір зарядты иондар пайда болады. t уақытта электр тогы өткенде элекродта бөлінетін зарядтың массасы ток күші мен уақытқа пропорционал. Фарадейдің 1- ші заңы , мұндағы k – пропорционалдық коэффициент немесе заттың электрохимиялық эквиваленті деп атайды. [ k ] = 1г/Кл МКТ бөлімінен m=m0N m0=mи ( ионның массасы) m= mиN (1) qи – ионның заряды qи=ne N=q / ne (2) (2) формуланы (1) формулаға қою арқылы мынаны аламыз: Ток күші I=q / t , q=It екенін ескерсек, онда (3) NAl=F F - әріпімен белгілейміз және оны Фарадей тұрақтысы деп атаймыз. F= NAl= 6,02*1023*1,6*10-19=9,6*104 Кл/моль. F=9,6*104 Кл/моль. Бұдан: (4) Фарадейдің 2-ші заңы q=It екенін ескерсек, онда (5) Фарадейдің 3-ші заңы Қалыпты жағдайларда газдар - диэлектриктер болады. Ауаны техникада изолятор ретінде қолданады. Белгі бір жағдайларда газдар - өткізгішке айналады: найзағай, электр ұшқыны және т.б. Газ арқылы электр тогының өту процессі газ разряды деп аталады. Қалыпты жағдайларда газдар толық дерлік бейтарап атомдар мен молекулалардан тұрады, демек, диэлектриктер болады. Қыздырудың салдарынан газ молекулалары шапшаңырақ қозғалады. Бұл кезде кейбір молекулалардың шапшаңдайтыны соншалықты, олардың біраз бөлігі соқтығысудан ыдырап ионға айналады. Температура жоғарылаған сайын иондар көбірек пайда болады. Газдағы электр тогы – электр өрісінің әсерінен оң және теріс зарядталған иондар мен электрондардың реттелген қозғалысы. Қыздыру салдарынан немесе сәулелердің әсерінен (ультракүлгін, рентген, альфа, бетта, гамма) атомдардың бір бөлігі иондалады – оң зарядталған иондарға және электрондарға ыдырайды. Осы процесс ионизация деп, ал сәуленің температурасы ионизатор деп аталады. Ионизация мына шартта жүзеге асады: W; W=A; , мұндағы: L- электронның еркін жолының ұзындығы, W- байланыс энергиясы, A- бейтарап атомды иондау жұмысы. Сыртқы ионизатордың әсері тоқталса мынаны аңғаруға болады, электрон мен оң зарядталған иондар бір-біріне жақындағанда қайтадан бейтарап атом құруы мүмкін. Мұндай процесс зарядталған бөлшектердің рекомбинациясы деп аталады. Газ разряды тәуелді және тәуелсіз болып бөлінеді. Газдың күйіне, қасиеттеріне, сипатына және электрондардың орналасуына, сол сияқты электрондарға түсірілген кернеуге қарай газдардағы тәуелсіз разрядтардың бірнеше түрі бар: А) Солғын заряд – газда ионизатор есебінен төменгі қысымдарда және үлкен кернеулерде түтікшеде байқалады. Қазіргі кезде күндізгі жарық шамдары кеңінен қолдау тапты. Мұнда сынаптың буындағы разряд қолднылады. Олар көрінбейтін ультракүлгін сәулелену береді. Солғын заряд жарнамаға арналған түтікшелерде қолданылады. Б) Доғалық разряд – ток тығыздығы үлкен болғанда және электродтар арасында кернеу кішігірім болған жағдайдағы разряд түрі. Интенсивті термоэлектрондық эмиссия басты себебі болып табылады. Доғалық разряд – күшті жарық көзі, олар прожекторларда, проекциялық аппаратта және киноаппараттарда қолднылады. В) Тәж разряды – газ тазарту үшін электр сүзгілерінде қолданылады. Мұндай электр сүзгілерін заводтардағы түтіктерге атмосфераға шығатын газды тазарту үшін қояды. Г) Ұшқындық разряд – қалыпты қысымда және электродтар арасындағы кернеу үлкен болғанда пайда болады. Мысал ретінде найзағай жатады. Найзағай не екі бұлттың, не бұлт пен Жердің арасында пайда болады. Ұшқындық разряд ұшқынды вольтметрлерде қолданылады, яғни, жүздеген мың кернеуді өлшеу мүмкіндігі бар. Газ күйіндегі заттардың иондалуы плазма деп аталатын заттың төртінші агрегаттық күйіне көшеді. Плазма – іс жүзінде оң және теріс зарядтарының тығыздығы бірдей толық немесе жарым жартылай иондалған газ. Плазма - тұтас алғанда электрлік бейтарап жүйе. Әлем кеңістігіндегзаттардың басым көпшілігі (99%-ке жуығы) плазма күйінде болады. Температураның жоғарылауымен зат қатты күйден сұйыққа, сұйықтан газ күйіне, ал одан кейін иондалған газ плазмаға айналады. Плазма магнитогидродинамикалық (МТД) генераторларда, плазматрондарда, басқарылатын термоядролық реакцияларда және т.б. қолданылады. Электронды шамдарда, электронды сәулелік түтікшелердегі электрондар вакуумде қозғалып электр тогын тудырады. Ыдыстың бір қабырғасынан екінші қабырғасына дейін газ молекулалары бір – бірімен еш бір соқтығыспайтындай етіп ыдыстағы газды сору арқылы сиретуге болады. Түтіктегі газдың мұндай күйін вакуум деп атайды. Вакуумдегі электронаралық өткізгіштікі түтікке зарядты бөлшектер көзін енгізу арқылы ғана қамтамасыз етуге болады. (1870ж. Томас Эдисон американ физигі). Ең алдымен мұндай зарядты бөлшектер көзінің әсері жоғары температураға дейін қыздырылған денелердің электрондар шығару қасиетіне негізделген. Осы процесс термоэлектрондық эмиссия деп аталады. Ішінен ауасы сорп алынған ыдысқа дәнекерленген ыстық және салқын электрондардың арасындағы айырмашылық олардың арасындағы электр тогының біржақты өткізгіштігін қамтамасыз етеді. Бір жақты өткізгіштік, екі электродты электрондық приборлар – вакуумдық диодтар қолданылады. Вакуумдық диодтың құрылысы төмендегідей: ішіндегі аусының қысымы 10-6-10-7 мм.сын.бағанасына дейін сорып алынған шыны немесе металды керамика баллонның ішіне екі электрод орнатылған. Анод – оң электрод – металл пластинадан жасалған. Катод – теріс электрод – спиральға оралған жіңішке металл сым. Вакуумдық диод біржақы өткізгіштікке ие болады: егер, токтың оң полюсі (суық электрод) анодпен, ал терісі катодпен қосылса, онда диод токты өткізбейді. Біржақты өткізгіштіктің қасиеті радиотехникада айнымалы токты тұрақты токқа айналдыруға қолданылады. Қаздырылған катодпен сәулеленген электрондарды электр және магнит өрістерінің көмегімен жоғары энергияға жеткізуге болады. Затқа түскен шапшаң электрондар кенет тежелген кезде рентген сәулелері шығады, осы қасиеті рентген түтікшелерінде қолданылады, металдарды балқыту және кесу үшін қолданылады. Егер вакуумдық диодтың анодында саңылау болса, онда электр өрісі үдеткен электрондардың бір бөлігі саңылаудан ұшып өтіп, анодтың сыртында электрондық шоқ құрайды. Осындай электорндық шоқ қолданылатын электрондық құрал - электронды-сәулелік түтікше деп аталады. Электронды-сәулелік түтікшелерде электр және магнит өрістері арқылы басқарылатын жіңішке электрондық шоқ қалыптасады. Осы шоқтар осциллографта, теледидар киноскоптаында, компьютердің мониторында қолданылады. Жартылай өткізгіштер – бұл меншікті кедергілері температура жоғарылаған сайын артпайтын, қоспаларға ие болатын, жарықталуы өзгеретін зат. Жартылай өткізгіштерді, электронды босату үшін 1,5 – 2 эВ-тан аспайтын энергия қажет ететін кристаллдармен салыстырады. Мысалы: кремний ,германий, селен, теллур, бор, минералдардың көптеген түрі, әр түрлі оксидтер, сульфадтар, теллуридтар және атомдары коваленттік байланысқа түсетін химиялық байланыстар жатады. Жартылай өткізгіштерді Жер қыртысының шамамен 4/5 көлемін құрайтын заттардың көптеген түрімен салыстырады. Жартылай өткізгіштер Таза Қоспалы меншікті донорлы акцепторлы Жартылай өткізгіштерді қыздырған кезде олардың атомдары иондалады. Сыртқы электр өрісінің әсерімен босаған электрондар кристаллдармен араласа отырып, электр тогын түзетін болады. Кристаллдық тордағы атомдардың біреуінің сыртқы қабаттарындағы электрондарды алуы, оң иондардың пайда болуына әкеледі. Атом жетіспейтін электрондарға орын босатады. Бұл орын кемтік деп аталады. Сонымен жартылай өткізгіштерде еркін зарядтарды тасушылар электрондар және кемтіктер (оң иондар). Идеалды кристаллда (қоспасыз) ток электрондар мен кемтіктердің тең мөлшерінде беріледі. Өткізгіштердің мұндай түрі жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі деп аталады. Жартылай өткізгіштердің өткізгіштігіне қоспалар үлкен ықпалын тигізеді. Қоспалар донорлы жіне акцепторлы болып бөлінеді. Донорлық (берген) қоспа – бұл үлкен валентті қоспа. Донорлық қоспаны толықтыру кезінде жартылай өткізгіште артық электрондар түзіледі. Мысалы: кремний үшін валенттілік n=5. коваленттік байланыстағы мырыштың қоспасының әр атомы, кремний атомымен бірге өткізгіштің бір электронымен түзіліске келеді. 5-ші валентті электрон атоммен әлсіз байланысқан электрон болып табылады. Ол мырыш атомынан оңай бөлініп кетеді де еркін электронға айналады. Еркін электрондардың саны жоғарылайтын қоспа, донорлық қоспа деп аталады. Осыдан жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі электрондық болып табылады, ал жартылай өткізгіш n – типті жартылай өткізгіш деп аталады. n – negative – теріс. жүктеу/скачать 2,27 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|