Електричний струм у вакуумі. Електровакуумні прилади
11 клас Мета онлайн уроку: пояснити під час очного або дистанційного навчання природу електричного струму у вакуумі; розкрити поняття електронного пучка та ознайомити з видами емісії, основними властивостями електронних пучків, будовою, принципом дії, застосуванням вакуумного діода та електронно-променевої трубки
Т. Едісон
Актуалізація опорних знань. Перевірка знань
Перед початком заняття пригадайте урок «Електричний струм у газах» та пройдіть відповідний тест для перевірки засвоєння попереднього матеріалу.
Тест "Електричний струм у газах"
Вивчення нового матеріалу «Електричний струм у вакуумі. Електровакуумні прилади»
Опрацьовуємо очно або дистанційно параграф «Електричний струм у вакуумі. Електровакуумні прилади» §8 за підручником «Фізика 11 клас, В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий». Пишемо конспект.
Для візуалізації фізичних явищ можна скористатися анімаціями/симуляціями за вказаними посиланнями: катодні промені, осцилограф.
При дистанційному навчання, розпочати варто з узагальнюючого відео по даній темі.
Термоелектронна емісія
Вакуум (від латин. vacuum — порожнеча) — це стан газу за тиску, який менший від атмосферного.
Для створення струму у вакуумі необхідно джерело електронів, у ролі якого використовують металеві провідники, нагріті до високої температури, опромінені світлом тощо.
Енергію, яку необхідно мати електрону, щоб залишити метал, називають роботою виходу Aвих.
Роботу виходу електронів вимірюють в електронвольтах.
1 еВ = 1, 6∙10-19 Дж
Процес випромінювання електронів із поверхні металів називають електронною емісією.
Щоб створити електричний струм у вакуумі, найчастіше використовують термоелектронну емісію.
Термоелектронна емісія — випромінювання електронів нагрітими тілами.
Фотоелектронна емісія відбувається під дією випромінювання, яке падає на поверхню тіла.
Біля поверхні металу утворюється хмара вільних електронів — електронна хмара, що має негативний заряд, а сама поверхня металу набуває позитивного заряду. У стані рівноваги кількість електронів, що залишили метал, дорівнює кількості електронів, що повернулися в нього.
Електричний струм у вакуумі
Електричний струм у вакуумі являє собою напрямлений рух вільних електронів, отриманих у результаті електронної емісії.
Вакуумний діод
Пристрій, що складається зі скляного балона, з якого відкачано повітря, і розташованих у балоні двох електродів (анода і підігрівного катода), називають вакуумним (ламповим) діодом.
Вольт-амперна характеристика (ВАХ) вакуумного діода.
Електронно-променева трубка
Електронний пучок — потік електронів, які швидко рухаються.
Електроннопроменева трубка — вакуумний пристрій з керованим електронним пучком і спеціальним екраном, який світиться в місцях потрапляння електронів.
Перегляньте анімації для кращого розуміння принципу роботи електронно-променевих трубок: катодні промені, осцилограф.
Тепер можна трохи відпочити та переглянути цікаве відео про сучасні українські зварювальні апарати. Адже Україна завжди займала передове місце в даній сфері. Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАНУ з 1934 року розробляє та створює електрозварювальне обладнання, яке немає аналогів у світі.
Перший апарат та методика зварювання в космосі (використовується з 1984 р.), перший апарат та методика зварювання м’яких частин під час хірургічних втручань (використовується з 1998 р.), розробка та вдосконалення ряду методів автоматичного та напівавтоматичного зварювання, і ще багато-багато інших досягнень. Це все інноваційні розробки наших вчених.
Закріплення набутих знань
Пройдемо інтерактивний тест онлайн уроку «Електричний струм у вакуумі. Електровакуумні прилади», побудований на основі контрольних запитань параграфа, для остаточного закріплення поданого матеріалу.
Тест "Електричний струм у вакуумі. Електровакуумні прилади"
Домашнє завдання
Вправи до онлайн уроку «Електричний струм у вакуумі. Електровакуумні прилади», які вкаже ваш учитель фізики.
Наприклад, Вправа 8, завдання 1, 2 за підручником «Фізика 11 клас, В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий».