Բաց դաս-9 ֆիզիկա

Բաց դաս 9-րդ դասարանում

<<Էլեկտրական հոսանք>> թեմայով

1)    Հիմքային գիտելիքների արդիականացում՝ 10 րոպե

Ուսուցիչ

Բարև ձեզ, երեխաներ: Մեր այսօրվա դասն ես ուզում եմ սկսել այսպիսի քառատողից՝

Ինչպես կգոյատևեր մեր մոլորակը,

Ինչպես մարդիկ կապրեին այնտեղ

Առանց ջերմության, մագնիսի, լույսի

Եվ էլեկտրական ճառագայթների:

Երեխաներ, գիտության բնագավառում գիտելիքները, մշտապես օգնում են մարդուն կյանքում, իսկ չգիտությունը երբեմն ողբերգական հետևանքների է հանգեցնում: Ճիշտ եզրակացություններ արեք ձեր համար այս բառերից:

Իմ քառատողի մեջ հիշատակվում է էլեկտրական ճառագայթների մասին: Ինչ եք կարծում, ինչ է դա: (էլեկտրական հոսանք)

Հարցեր՝

1)      Ինչն է կոչվում էլեկտրական հոսանք:

Պատասխանի էտալոն. Լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժում:

2)      Ինչ է անհրաժեշտ, որպեսզի շղթայում էլեկտրական հոսանք գոյություն ունենա:

Պատասխանի էտալոն. Հոսանքի աղբյուր, հաղորդիչներ, հոսանքի սպառիչ, և այդ բոլոր տարրերը պետք է փակ լինեն:

3)      Աշխատանք սխեմաների հետ:

Իսկ հիմա ստուգենք, թե ինչպես եք դուք տեսնում խախտումները էլեկտրական շղթաների կազմման մեջ:

Ձեր առջև երկու էլեկտրական շղթաներ են, որոնց սխեմաները ներկայացված են էկրանի վրա:

1)      Ինչու չի վառվում սարքին լամպը առաջին շղթայում բանալու միացման դեպքում (Նկ. 1):

Աշակերտների պատասխանը.

Պատասխանի էտալոն. Էլեկտրական շղթան խզում ունի: Որպեսզի լամպը վառվի, շղթայում պետք է էլեկտրական հոսանք գոյություն ունենա, իսկ դա հնարավոր է միայն էլեկտրահաղորդիչներից բաղկացած փակ շղթայի դեպքում:

Ուսուցիչ. Իսկ ինչով են հաղորդչիները տարբերվում ոչ հաղորդիչներից կամ մեկուսիչներից:

Աշակերտների պատասխանը.

Պատասխանի էտալոն. Հաղորդիչներն այնպիսի մարմիններ են, որոնց միջով էլեկտրական լիցքերը կարող են փոխանցվել լիցքավորված մարմնից չլիցքավորվածին: Իսկ մեկուսիչներում այդպիսի անցումները հնարավոր չեն, և լամպը վառվում է:

Հրավիրվում է հարցին ճիշտ պատասխանած աշակերտը, որը, վերացնելով խզումը, ցուցադրում է ճիշտ պատասխանը: Լամպը վառվում է:

2)      Ինչու չի հնչում զանգը երկրորդ շղթայում շղթայի միացման դեպքում: (Նկ. 2)

Աշակերտների պատասխանը.

Պատասխանի էտալոն. Հաղորդչում էլեկտրական հոսանք ստանալու համար նրանում հարկավոր է էլեկտրական դաշտ ստեղծել: Այդ դաշտի ազդեցության տակ ազատ լիցքավորված մասնիկները կսկսեն կարգավորված շարժում կատարել, իսկ դա հենց էլեկտրական հոսանքն է: Էլեկտրական դաշտը հաղորդիչներում ստեղծվում է և երկար կարող է պահվել էլեկտրական դաշտի աղբյուրների միջոցով: Էլեկտրական շղթան պետք է ունենա հոսանքի աղբյուր: Շղթան միացնում ենք հոսանքի աղբյուրին, և զանգը հնչում է:

Հրավիրվում է ճիշտ պատասխանը տված աշակերտը և նա, շղթային հոսանքի աղբյուր միացնելով, ցուցադրում է ճիշտ պատասխանը:

2. Նոր նյութի ուսումնասիրությունը՝ 10 րոպե

<<Էլեկտրական հոսանքը մետաղներում>>

Մեր դասի թեման է՝ <<Էլեկտրական հոսանքը մետաղներում. Էլեկտրական հոսանքի աղդեցությունը>>

Երեխաներ, ով գիտի, թե ինչպես կարելի է խուսափել էլեկտրական հոսանքի ազդեցությունից լարման տակ գտնվող էլեկտրական սարքին պատահաբար հպվելու դեպքում:

Աշակերտների պատասխանը.

Պատասխանի էտալոն. Դրա համար անհրաժեշտ է հողանցում, քանի որ երկիրը հաղորդիչ է հանդիսանում և իր հսկայական չափերի շնորհիվ կարող է մեծ լիցք պահել:

Ուսուցիչ. Ինչ նյութերից է կատարվում հողանցումը:

Աշակերտների պատասխանը.

Պատասխանի էտալոն. Հողանցումը կատարում են մետաղից:

Ուսուցիչ. Իսկ ինչու են նախընտրում հենց այդ նյութերը, մենք կիմանանք նոր թեմայի ուսումնասիրությունից հետո, այն է ՝ <<Էլեկտրական հոսանքը մետաղներում>>: Գրառեք դասի թեման տետրերում:

Եվ այսպես, մենք խոսելու ենք մետաղների մասին: Մետաղի ամենահայտնի վաղ սահմանումներից մեկը տրվել է Մ.Վ. Լոմոնոսովի կողմից. <<Մետաղ է կոչվում բաց մարմինը, որը կարելի է կռել: Այդպիսի մարմինները միայն վեցն են՝ ոսկի, արծաթ, պղինձ, անագ, երկաթ և կապար>>: Մետաղների թվին է պատկանում Դ. Ի. Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի բոլոր տարրերի ավելի քան 75%-ը, իսկ մետաղների բացարձակ ստույգ սահմանում գտնելը համարյա անհույս խնդիր է:

Այդ պատճառով ընդհանուր առմամբ կարելի է օգտվել Մ.Վ. Լոմոնոսովի (առաջին ռուս գիտնական, համաշխարհային նշանակության բնախույզ) սահմանումից, ավելացնելով իր կողմից առաջարկված առաջին երկու հատկանիշներին ևս երեքը: Այսպիսով դուք կիմանաք մետաղների բոլոր հատկանիշները: Ծանոթանանք դրանցից մեկի հետ՝ էլեկտրահաղորդականություն:

Հիշենք մետաղների կառուցվածքը: Մետաղի մոդելը բյուրեղային ցանց է, որի հանգույցներում մասնիկները քաոսային տատանողական շարժում են կատարում: (Ներկայացվում է բյուրեղային ցանցի մոդելը, իսկ էկրանին պատկերվում է մետաղների կառուցվածքի մոդելի պատկերը):

Պինդ վիճակում մետաղները բյուրեղային կառուցվածք ունեն: Մասնիկները բյուրեղներում դասավորված են որոշակի կարգով՝ կազմելով տարածական (բյուրեղային) ցանց: Ինչպես ձեզ արդեն հայտնի է, ցանկացած մետաղում վալենտային էլեկտրոնների մի մասը լքում է իր տեղը ատոմում, ինչի արդյունքում ատոմը վերածվում է դրական իոնի: Մետաղի բյուրեղային ցանցի հանգույցներում դասավորված են դրական իոններ, իսկ նրանց միջև եղած տարածքում շարժվում են ազատ էլեկտրոնները (էլեկտրոնային գազ), այսինքն՝ որոնք կապված չեն իրենց ատոմների միջուկների հետ:

Բոլոր ազատ էլեկտրոնների բացասական լիցքը բացարձակ արժեքով հավասար է ցանցի բոլոր իոնների դրական լիցքին: Այդ պատճառով սովորական պայմաններում մետաղն էլեկտրականապես չեզոք է:

Իսկ ինչպիսի էլեկտրական լիցքեր են շարժվում մետաղական հաղորդիչներում էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ: Մենք կարող ենք ենթադրել, որ էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ ազատ էլեկտրոններ են շարժվում: Սակայն մեր այս ենթադրությունը ապացույցի կարիք ունի:

1899թ. Կ. Ռիկեն Շտուտգարտի տրամվայի ենթակայանում տրամվայի գծերը սնող գլխավոր լարի մեջ միացրեց հաջորդաբար երեք կիպ սեղմված գլան՝ ծայրի երկուսը պղինձից էին, իսկ միջինը՝ ալյումինե:

Այդ գլանների միջով մեկ տարուց ավել էլեկտրական հոսանք էր անցնում: Մանրակրկիտ վերլուծելով այն տեղը, որտեղ գլանները հպվում էին, Կ. Ռիկեն չհայտնաբերեց պղնձի մեջ ալյումինի ատոմներ, իսկ ալյումինի մեջ՝ պղնձի ատոմներ, այսինքն՝ դիֆուզիա տեղի չէր ունեցել: Այսպիսով, նա փորձարարությամբ ապացուցեց, որ հաղորդչի միջով էլեկտրական հոսանքի անցման ժամանակ իոնները չեն տեղաշարժվում: Հետևաբար, տեղաշարժվում են միայն ազատ էլեկտրոնները, իսկ դրանք բոլոր նյութերի մոտ նույնն են:

Այս փաստի եզրափակիչ հաստատումն եղավ 1913թ ֆիզիկոսներ Լ. Ի. Մանդելշտամի և Ն. Դ. Պապալեկսիի, ինչպես նաև ամերիկացի ֆիզիկոսներ Բ. Սթյուարթի և Ռ. Տոլմենի  կողմից անցկացված փորձը: Նայեք էկրանին պատկերված նկարին: Սլայդ №

Գիտնականները շատ արագ պտույտի մեջ էին դնում բազմագալար կոճն իր առանցքի շուրջ: Այնուհետև, կոճի կտրուկ արգելակման դեպքում դրա ծայրերը միանում էին գալվանաչափի վրա, և սարքը կարճաժամկետ էլեկտրական հոսանք էր գրանցում, որի առաջացման պատճառը պայմանավորված է մետաղի բյուրեղային ցանցի հանգույցների միջև ազատ լիցքավորված մասնիկների իներցիայով շարժմամբ: Քանի որ փորձից հայտնի է սկզբնական արագության ուղղությունը և ստացվող հոսանքի ուղղությունը, ապա կարելի է գտնել կրիչների լիցքի նշանը՝ այն բացասական է լինում: Հետևաբար, լիցքերի ազատ կրիչները մետաղում ազատ էլեկտրոններ են: Ըստ գալվանաչափի սլաքի շեղման կարելի է դատել շղթայում ընթացող էլեկտրական լիցքի մեծության մասին: Փորձը հաստատեց տեսությունը: Էլեկտրականության դասական տեսության հաղթանակը կայացավ:

Էլեկտրական հոսանքը մետաղական հաղորդիչներում իրենից ներկայացնում է ազատ էլեկտրոնների կանոնավոր  շարժում էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ:

Եթե հաղորդչում էլեկտրական դաշտ չկա, ապա էլեկտրոնները քաոսային շարժում են կատարում, ինչպես շարժվում են գազերի կամ հեղուկների մոլեկուլները: Ժամանակի յուրաքանչյուր պահին տարբեր էլեկտրոնների արագությունները տարբերվում են ըստ մոդուլների և ուղղությունների: Իսկ եթե հաղորդչում էլեկտրական դաշտ է ստեղծված, ապա էլեկտրոնները՝ պահպանելով իրենց քաոսային շարժումը, սկսում են տեղափոխվել դեպի աղբյուրի դրական բևեռի կողմը: Էլեկտրոնների անկանոն շարժման հետ մեկտեղ առաջանում է և դրանց կանոնավոր տեղափոխումը՝ դրեյֆը:

Հաղորդչում էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ էլեկտրոնների կանոնավոր շարժման արագությունը մի քանի միլիմետր է վայրկյանում, իսկ երբեմն էլ ավելի քիչ: Բայց հենց որ հաղորդչում էլեկտրական դաշտ է գոյանում, այն հսկայական արագությամբ՝ վակուումում լույսի արագությանը (300 000 կմ/վ) մոտ, տարածվում է հաղորդչի ողջ երկայնքով:

Էլեկտրական դաշտի տարածման հետ միաժամանակ բոլոր էլեկտրոնները սկսում են շարժվել մի ուղղությամբ հաղորդչի ողջ երկայնքով: Այսպես, օրինակ, էլեկտրական լամպի շղթայի միացման դեպքում կանոնավոր շարժման մեջ են բերվում նաև լամպի գալարի մեջ գտնվող էլեկտրոնները:

Դա հասկանալ կօգնի էլեկտրական հոսանքի համեմատությունը ջրմուղում ջրի հոսքի հետ, իսկ էլեկտրական դաշտի տարածումը՝ ջրի ճնշման տարածման հետ: Ջրի ճնշման աշտարակի մեջ ջրի բարձրացման դեպքում ամբողջ ջրմուղ համակարգով  շատ արագ տարածվում է ջրի ճնշումը: Երբ մենք բացում ենք ծորակը, ապա ջուրն արդեն գտնվում է ճնշման տակ և սկսում է ծորել: Բայց ծորակից ծորում է այն ջուրը, որը եղել է նրանում, իսկ աշտարակի ջուրը կհասնի ծորակին ավելի ուշ, քանի որ ջրի շարժումը ավելի փոքր արագությամբ է կատարվում, քան ճնշման տարածումը:

Երբ խոսում են հաղորդչում էլեկտրական հոսանքի տարածման արագության մասին, ապա նկատի են ունենում հաղորդչում էլեկտրական դաշտի տարածման արագությունը: Օրինակ, Մոսկվայից Վլադիվոստոկ (s= 8000կմ) լարերով ուղարկված էլեկտրական ազդանշանը տեղ է հասնում մոտավորապես 0,03 վայրկյանից:

Հանգստի ժամ

Երեխաներ, մի անգամ հայտնի փիլիսոփա Սոկրատեսին հարցրեցին, թե ինչն է իր կարծիքով կյանքում ամենահեշտը: Նա պատասխանեց, որ ամենահեշտը մյուսներին խրատելն  է, իսկ ամենաբարդը՝ ինքդ քեզ ճանաչելը:

Ֆիզիկայի դասերին մենք խոսում ենք բնությունը ճանաչելու մասին: Բայց այսօր եկեք հայացք գցենք դեպի մեզ: Ինչպես ենք մենք ընկալում շրջակա աշխարհը, ինչպես նկարիչներ թե ինչպես մտավորականներ:

1.      Վեր կացեք, բարձրացրեք ձեռքերը, ձգվեք:

2.      Միահյուսեք ձեռքի մատները:

3.      Տեսեք, թե աջ կամ ձախ ձեռքի որ մատն է հայտնվել վերևում: Արդյունքը գրառեք՝ <<Ա>>, կամ  <<Ձ>>:

4.      Խաչեք ձեռքերը կրծքավանդակի վրա (<<Նապոլեոնի դիրք>>): Որ ձեռքն է վերևում:

5.      Ծափահարեք: Որ ձեռքն է վերևում:

Ամփոփենք՝ հաշվի առնելով, որ <<ՁՁՁ>> արդյունքը համապատասխանում է անձի գեղարվեստական տեսակին, իսկ <<ԱԱԱ>>-ն՝ մտավորական տեսակին:

Մտածողության որ տեսակն է գերակշռում փեր դասարանի մոտ:

Մի քանի <<նկարիչ>>, մի քանի <<մտավորական>>, իսկ երեխաների մեծամասնությունը համաչափ զարգացած անհատներ են, որոնց հատուկ է ինչպես տրամաբանական, այնպես էլ պատկերավոր մտածողությունը:

Իսկ հիմա կարելի է անցնել արտաքին աշխարի ճանաչմանը:

Ավարտեցինք <<Էլեկտրական հոսանքը մետաղներում>> թեման, անցնում ենք հաջորդ բլոկին՝ <<Էլեկտրական հոսանքի ազդեցությունները>>:

Մենք չենք կարող տեսնել մետաղական հաղորդչում շարժվող էլեկտրոնները: Շղթայում հոսանքի առկայության մասին մենք կարող ենք դատել ըստ տարբեր երևույթների, որոնք առաջացնում է էլեկտրական հոսանքը: Այդպիսի երևույթներն անվանում են հոսանքի ազդեցություններ:

1.    Հոսանքի ջերմային ազդեցություն

Հոսանք անցնելու ժամանակ հաղորդիչը տաքանում է:

2.    Հոսանքի քիմիական ազդեցություն

Էլեկտրական հոսանքի քիմիական ազդեցությունն առաջին անգամ հայտնաբերվել է 1800թ.:

Փորձ. Կատարենք փորձ պղնձարջասպի լուծույթի հետ: Երկու ածխային էլեկտրոդ իջեցնում ենք թորած ջրի մեջ, միացնում ենք շղթան: Դիտարկում ենք, որ էլեկտրական լամպը չի վառվում: Վերցնում ենք պղնձարջասպի լուծույթը և միացնում ենք հոսանքի աղբյուրին: Էլեկտրական լամպը վառվում է:

Եզրակացություն. Հոսանքի քիմիական ազդեցությունը կայանում է նրանում, որ թթուների որոշ լուծույթներում (աղերի, ալկալիների) նրանց միջով էլեկտրական հոսանքի անցման ժամանակ դիտարկվում է նյութերի գոյացում: Լուծույթում պարունակվող նյութերը անջատվում են այդ լուծույթի մեջ իջեցված էլեկտրոդների վրա: Պղնձարջասպի (CuSO₄) լուծույթի միջով հոսանքի անցկացման դեպքում բացասաբար լիցքավորված էլեկտրոդի վրա մաքուր պղինձ (Cu) կանջատվի: Դա կիրառում են մաքուր մետաղների ստացման համար:

Էլեկտրոլիզի եղանակով ստանում են ալյումին (դա ալյումինի ստացման միակ արդյունաբերական եղանակն է), քիմիական մաքուր մետաղներ, կատարում են նիկելապատում, քրոմավորում, ոսկեզօծում:

Մետաղները կոռոզիայից պահպանելու համար դրանց մակերեսը հաճախ պատում են դժվար օքսիդացվող մետաղներով, այսինքն կատարում են նիկելապատում կամ քրոմավորում: Այդ գործընթացը կոչվում է գալվանաստեգիա (գալվանապատում):

3.    Հոսանքի մագնիսական ազդեցությունը

Փորձ. Երկաթե միջուկով կոճը միացնում ենք շղթային և դիտարկում ենք մետաղական առարկաների ձգողականությունը:

Ուսումնասիրված նյութի ամրապնդում

Չինացի փիլիսոփա Կոնֆուցիոսն ասել է. <<Բնատուր շնորք ունենալը լավ է, սակայն, վարժանքները, ընկերներ, մեզ ավելին են տալիս, քան բնատուր շնորքը>>:

Ինչու չի կարելի կպնել մերկ ձեռքերով չմեկուսացված էլեկտրալարերին:

(Ձեռքերի վրա եղած խոնավությունը մշտապես տարբեր աղերի լուծույթ է պարունակում և էլեկտրոլիտ է հանդիսանում: Այդ պատճառով այն լավ շփում է ստեղծում մաշկի և լարերի միջև):

Скачано с www.znanio.ru