Термоэлектрическая эмиссия и электровакуумные приборы - Поурочные разработки к учебнику В. А. Касьянова - Физика - Поурочные планы к учебникам Мякишева Г. Я. и Касьянова В. А. 11 класс - разработки уроков - авторские уроки - план-конспект урока

Ход урока

I. Организационный момент

II. Повторение изученного материала

- Какие вещества называют полупроводниками?

- Что такое «дырки»?

- Какие носители тока обеспечивают собственную проводимость полупроводников?

- Какую примесь называют донорной?

- Какую примесь называют акцепторной?

- Что такое электронно-дырочный переход?

- Опишите процесс образования запирающего слоя?

- Что такое полупроводниковый диод?

- Опишите устройство и принцип действия простейшего усилителя.

III. Проведение самостоятельной работы

Вариант I

1. Почему с повышением температуры полупроводников их сопротивление уменьшается?

A. Уменьшается концентрация свободных носителей зарядов.

Б. Увеличивается концентрация свободных носителей зарядов.

B. Увеличивается скорость электронов.

2. Четырехвалентный кремний в качестве примеси вводят трехвалентный индий. Каким будет основной ток в кремнии?

A. Электронный.

Б. Дырочный.

B. Электронно-дырочный.

3. При равных температурах двух различных полупроводников концентрации проводимости электронов различные: n₁ > n₂. В каком из этих полупроводников энергия, необходимая для образования свободных электронов, больше?

A. В первом полупроводнике.

Б. Во втором полупроводнике.

B. Энергии равны.

4. В каком полупроводнике проводимость больше: в кристалле кремния или кристалле кремния, где часть атомов заменена атомами индия? (Валентность Si = 4, In = 3).

A. Равна.

Б. Больше Si.

B. Больше в примесном полупроводнике.

5. Чистый полупроводник поместили в электрическое поле (см. рис. 133). При этом в «I» собрались электроны, в половине «2» дырки. Затем полупроводник разделили точно пополам. Какая часть тяжелее?

A. 1.

Б. 2.

B. Одинаковы по весу.

6. Как меняется сопротивление примесных полупроводников при увеличении температуры?

A. Увеличивается.

Б. Уменьшается.

B. Не меняется.

(Ответ: 1. Б. 2. Б. 3. Б. 4. В. 5. А. 6. Б.)

Вариант II

1. Будет ли кремний сверхпроводящий, если его охладить до температуры, близкой к абсолютному нулю?

A. Нет.

Б. Да.

B. Да, если охладить в магнитном поле.

2. В четырехвалентный германий в качестве примеси вводят пятивалентный мышьяк. Каким будет основной ток в германии?

A. Электронный.

Б. Дырочный.

B. Электронно-дырочный.

3. Энергии, необходимые для образования электронов проводимости в германии и кремнии, соответственно равны 1,12 · 10^-19 Дж и 1,76 · 10^-19 Дж. В каком из этих полупроводников при данной температуре концентрация свободных электронов проводимости будет больше?

A. В германии.

Б. В кремнии.

B. Равны.

4. В каком полупроводнике проводимость больше: в кристалле кремния или в кристалле кремния, где часть атомов заменена атомами мышьяка? (Валентность Si = 4, As = 5).

A. Равна.

Б. Больше в Si.

B. Больше там, где произведена замена.

5. Проводник с акцепторной проводимостью поместили в электрическое поле (см. рис. 134). При этом основные носители (дырки) собрались на половине «2». Затем полупроводник разделили точно пополам. Какая часть тяжелее?

A. 1.

Б. 2.

В. Одинаковы по весу.

6. Что происходит при слиянии электронов и дырок?

A. Образуется нейтральный атом, энергия не выделяется.

Б. Образуется отрицательный ион, энергия выделяется.

B. Образуется нейтральный атом, энергия выделяется.

(Ответы: 1 А; 2. А; 3. А. 4. В;. 5. А; 6. В.)

IV. Изучение нового материала

Если два электрода поместить в герметичный сосуд и удалить из сосуда воздух, то ток в вакууме не возникнет. В вакууме нет заряженных частиц. Они есть в электродах, но они не могут выйти в вакуум, так как их удерживают силы кулоновского притяжения друг к другу. Для освобождения электрона с поверхности твердого тела, нужно совершить работу против сил электростатического притяжения.

Такая работа называется работой выхода. Т. А. Эдисон обнаружил, что ток может возникнуть, если один из имеющихся электродов нагреть до высокой температуры. Явление испускания свободных электронов с поверхности нагретого тела называется термоэлектронным элементом. Это явление объясняется тем, что при повышении температуры тела, увеличивается кинетическая энергия некоторой части электронов в веществе. Если эта энергия превысит работу выхода, то он может преодолеть силы притяжения и выйти с поверхности тела в вакуум. На этом явлении основана работа электронных ламп.

Простейшей электронной лампой является диод. Он состоит из вакуумного баллона (стеклянный или керамический), двух электродов, анода и катода. Катод - проволочная спираль с двумя выводами для подключения к источнику тока. Второй электрод - анод - металлический диск или цилиндр.

При подключении к источнику тока катод нагревается, с его поверхности испускаются электроны. Если нет электрического поля, часть электронов достигает анода. Если есть поле электрическое между электродами, то в цепи течет ток.

Через диод ток может протекать только тогда, когда нить накала является катодом. Поэтому он используется в превращении переменного тока в постоянный.

V. Закрепление изученного материала

- Можно ли создать электрический ток в вакууме?

- Что препятствует выходу электронов с поверхности тел?

- Что называется работой выхода?

- Какими заряженными частицами может создаваться электрический ток в вакууме?

- Как устроен вакуумный диод?

- Для чего применяют вакуумный диод?

- Как устроена электронно-лучевая трубка?

VI. Подведение итогов урока

Домашнее задание

п. 81.

Задачи № 373-376.