Конспект урока по физике

Урок физики «Электрические  явления».  Учитель физики: Аметова Тамила Абдурамановна.  Тип урока: обобщение и систематизация учебного материала. Цель урока: Закрепить, обобщить и углубить знания обучающихся по теме «Электрические  явления»; продолжить выработку навыка применения полученных знаний, умений, навыков  работы с электрическими приборами на практике, соблюдая меры безопасности; продолжить  подготовку  обучающихся к контрольной работе. Задачи:  Образовательная:     повторить и обобщить знания учащихся об основных понятиях по теме  «Электрические явления»;     выявить уровень усвоения учащимися материала по теме «Электрические явления»,  подготовить их к ГИА и контрольной работе;     продолжить работу над развитием умений работать с электрическими схемами;     продолжить работу над развитием умений решать жизненно важные задачи, применяя  1. 2. 3. 4. полученные знания. Воспитательная: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.     способствовать воспитанию безопасности;     привлечение внимания к проблемам использования энергии, экономии энергии и  энергоресурсов, охране окружающей среды;     создание мотивации для сбережения ресурсов и энергии;     стимулировать интерес к научным исследованиям и практическому применению  знаний, полученных в школе;     продолжить работу по воспитанию культуры  труда  посредством  усвоения   информации;     воспитание целеустремленности к процессам познания;     воспитание стремления к преодолению трудностей в процессе интеллектуальной  деятельности;  учить сотрудничать и работать в группах; 8. 9. воспитывать личностные качества: активность, самостоятельность, аккуратность в  работе; 10.  формировать навыки самоконтроля и самооценки; 11.  поддерживать дух поиска, показать практическую значимость знаний данной темы; 12.  научить школьников самостоятельно объективно оценивать свою работу. Развивающая: 1)организация активной мыслительной деятельности учащихся; 2)развитие умений переноса опорных знаний учащихся в новую ситуацию; 3)учить извлекать пользу из образовательного опыта; 4)развивать навыки работы с заданиями из ГИА; 5) способствовать развитию познавательной деятельности обучающихся, интереса к физике. Формы работы: фронтальная, индивидуальная и групповая. План­схема урока. 1. Видео (гроза), вступительное слово учителя, выход Перуна 2. Путешествие  в страну «Электрические явления»  Допуск (девиз урока)  1 станция «Ученые»  2 станция «Формулы»  3 станция «Отдых»  4 станция «Суд»  5 станция «Безопасность»  6 станция «Задачи»  7 станция «К  ГИА»  8 станция «Практика»  9 станция «Проект»  10 станция «Тест»  11 станция «Итог»  12 станция «Задание» 3. Выставление оценок.                                                                   СЦЕНАРИЙ     УРОКА (Темно. Видео с раскатами грома, молнией. Загорается свет. Перед всеми  – ПЕРУН сидит за  учительским столом. В класс заходит учитель.Под зонтиком. Отряхивает капли дождя с  одежды. Перуна не видит. Обращается к ученикам.) Учитель – Ну и погодка! Гремит, сверкает! Чуть на урок не опоздала! (поворачивается, видит  Перуна.) Простите, но это, кажется, у меня урок в девятом! Перун – Да­да, конечно у Вас. Но в нашей «небесной канцелярии» я  слышал, что ученики  Вашего класса могут мне помочь: научить людей объяснять некоторые  явления природы. А то  ведь зачастую они всю вину на меня возлагают. Говорят, к сегодняшнему уроку   знаний у вас  уже достаточно. Вот я и проверю это сегодня. Можно? Учитель – Конечно, Бог Перун, можете посмотреть, чему научились наши ученики по теме  «Электрические явления». Ребята, запишем тему урока в тетради  (Записывается тема урока на доске и в тетрадях, слайд презентации с целями урока) Сегодня вспомним все о токах — Заряженных частиц потоках. И про источники, про схемы, И нагревания проблемы, Ученых, чьи умы и руки Оставили свой след в науке, Приборы и цепей законы, Кулоны, Вольты, Омы, Решим, расскажем, соберем, И с пользой время проведем! И  Перуну  ответ найдем!  – Ребята! Раскаты грома,  молнии во все небо… Даже современному человеку эти  Учитель    природные явления внушают некоторый страх. Сегодня мы постараемся помочь нашему гостю, Перуну, понять причины  некоторых природных явлений. Поэтому я предлагаю отправиться в  путешествие в Страну Электрических Явлений. Прежде всего, каждому из вас необходимо  приобрести билет для этого путешествия. А это значит, надо ответить на 10 вопросов,  выполнить выбор букв и из них составить девиз нашего урока. Если буква подобрана правильно, Перун вручит вам билет для путешествия.  (Выполняют групповую работу по листам. Ученики должны ответить на предложенные им вопросы и, выполнив задания, получить два  слова­пароля, которые и станут словами­напутствиями на дальнейший успех. Вопросы задания для первого слова: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Одна из наук о природе (взять 3­ю букву). Положительный электрод электрического аккумулятора (взять 2­ю букву). Единица измерения силы тока (взять 1­ю букву). Частица, которую ученые обнаружили в составе ядра (взять 1­ю букву). Вещество, не проводящее электрический ток (взять 2­ю букву). Фамилия русского ученого, построившего первый электрический двигатель (взять 1­ю  букву). ОТВЕТЫ: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Физика. Анод. Ампер. Нейтрон. Диэлектрик. Якоби. СЛОВО­ПАРОЛЬ: «знание». Вопросы задания для второго слова: 1. 2. 3. Чертеж, на котором изображены способы соединения электрических приборов в цепь  (взять 1 букву). Вещества, проводимость которых занимает промежуточное положение между  проводниками и диэлектриками (взять 11 букву). Единица электрического заряда (взять 3 букву). 4. Прибор для измерения силы тока (взять 1 букву). ОТВЕТЫ: 1. 2. 3. 4. Схема. Полупроводники. Кулон. Амперметр. СЛОВО­ПАРОЛЬ: «сила». Первая группа получает задания для первого слова, вторая группа – для второго слова. Каждый ученик  укрепляет букву, Перун выдает ему билет  и  МАРШРУТНЫЙ  ЛИСТ  для  путешествия) Учитель: Мы разгадали пароль, записали девиз нашего урока и  получили билеты для  путешествия. Вместе с ними Перун вам дал и маршрутные листы, в которые вы будете заносить  свои оценки после каждого задания. Итак, в путь!  Первая наша остановка на станции «Ученые». Я задаю вопросы – вы отвечаете.  1. 2. 3. 4. 5. Он открыл один из важнейших количественный закон цепи электрического тока. Он  установил постоянство силы тока в различных участках цепи. (Георг Ом). По профессии пивовар, он был прекрасным экспериментатором, исследовал законы  выделения теплоты электрическим током. (Джеймс Джоуль.) Он был рыцарем Почётного легиона, получил звание сенатора и графа. Он изобрёл  электрическую батарею, пышно названную «короной сосудов». (Алессандро Вольта.) Он открыл один из важнейших законов электричества в 1785 году, используя для этого  крутильные весы. (Шарль Кулон.) На его надгробном памятнике высечены слова: «Он был так же добр и так же прост, как  и велик». (Андре­Мари Ампер) Учитель – Давайте проверим правильность ответов. (на слайде). Выставьте, пожалуйста, в  маршрутный лист количество набранных баллов. Вторая  станция – «Формулы». Вставьте  пропущенные в формулах буквы. Распечатанные  карточки с таблицей есть на столе у каждого ученика. Таблица. I = */t И = А/* I = */R P = */t I = I1 = * (Работают.) Р = I* Q = I* P = I²* A = *q Учитель ­  Давайте проверим правильность ответов. (на слайде). Выставьте, пожалуйста, в  маршрутный лист количество набранных баллов. Третья  станция – «Отдых». На ней мы проведем физкультминутку. Встаньте! 1. Изобразите последовательное соединение проводов. 2. Изобразите параллельное соединение. 3. Ключ разомкнут. 4. Ключ замкнут. 5. Ток бежит по проводам. Учитель: Нас ждет четвертая остановка. Но что это???  Мы с вами попали на судебное  заседание.   ­ Встать! Суд идет!  Гл. судья: Сегодня слушается дело №5  по обвинению Электрического Заряда  Он обвиняется  в том, что по его вине  проходит масса пожаров, не выдерживает  электропроводка и горит  изоляция.    А удары  молнии?  И все это­дело рук ее величества  электричества.                  ­ Ввести подсудимого. Гл. судья: Установим личность подсудимого. Вам слово.  Электрический заряд.  За что вы меня судите? Что я вам плохого сделал? Вы не имеете право  покушаться на меня! Гл. судья ­  Успокойтесь. На вас заведено дело, и разобраться в нем                      наша задача. Слово предоставляется господину Прокурору.  Прокурор:  Я обвиняю заряд за то, что  по его вине  происходит 1350 взрывов пыли. На нашей земле происходит 1000 молнии ежеминутно, гибнут корабли, самолеты, птицы, животные, люди. Я предлагаю осудить этого злого змея и поставить его на место.   Гл. судья – Слово – адвокату. Адвокат:   Электричество   вошло   в   наш   быт   и   у   нас   возникают   проблемы,   когда   его   нет. Электричество нас греет ­ камины,охлаждает ­кондиционеры,  развлекает –телерадиопередачи. В чем виновато электричество, когда об утюг обжегся малыш? Виновата мама, бабушка, они не доглядели   за   малышом.   При   чем   здесь   электрический   заряд,   если   пользователь   не   знает элементарных правил по технике безопасности?  Гл. судья:           Выслушаем свидетелей.    Свидетель 1  ­ Я клянусь говорить правду и только правду.        Я – сила  тока. Я показываю,  какой заряд проходит через проводник в единицу времени, меня измеряют в амперах, прибор  называется амперметр. В молнии я достигаю значения 10000 А. Ток в 20­50 мА вызывает при  длительном воздействии остановку сердца и дыхания. Электрический заряд виновен во всех  грехах.     Свидетель 2.  Я клянусь говорить правду и только правду. Я­ электрическое напряжение.  Высокое напряжение опасно для жизни, оно может привести к большим разрушениям. Но   главное ­ знать законы электричества и соблюдать технику безопасности. Свидетель 3.Клянусь говорить правду и только правду! Я – сопротивление. Когда меня нет, или я слишком мало – возникает короткое замыкание – это горе, но его  можно не допускать, если знать что в электрической цепи всегда должна быть нагрузка.  Мне кажется, мы не имеем права судить электричество, надо наказывать тех, кто не  соблюдает технику безопасности. Заключительное  слово   главного  судьи . Главный судья:       Выслушав  защитника ,   обвинителя  и   трех  свидетелей,  суд   решил   освободить  из­под   стражи  электрический  заряд  прямо  в  зале  суда .  И  постоянно  помнить слова:              В  электрический  наш  век.  Помни   каждый  человек. Меры  безопасности!             И  тогда  наверняка. Будешь  жить  до  старости    Судебное  заседание  закрыто.             Учитель –  Только что на судебном заседании мы  выяснили, что ЭЛЕКТРИЧЕСТВО – опора наук. Но с ним следует обращаться очень аккуратно. Поэтому следующая наша остановка будет на станции – «Безопасность». Дома вы приготовили  заметки в нашу школьную газету по физике. Сейчас мы и составим новый выпуск школьной  газеты, а с выпуском газеты одновременно подвигаемся, проведем физкультразминку. (подходят, вставляют заметки) а) У утюга оголённый провод. При включении в сеть человек поражается электрическим током. Нарушение изоляции провода у утюга.  б) Человек, стоящий на батарее отопления забивает гвоздь в стену, не подозревая, что под  штукатуркой может находиться электропровод, он может пробить изоляцию провода гвоздём,  держащим в руке.   в) Нельзя вытирать мокрой, влажной тряпкой электрическую лампочку, находящуюся под  напряжением, т.к. вода является проводником электрического тока. Правила пожарной безопасности при пользовании электроэнергией.  Включайте в электросеть утюг, плитку, чайник и другие электроприборы, только  исправные и при наличии несгораемой подставки. Не размещайте включенные  электроприборы близко к сгораемым и деревянным конструкциям   Следите, чтобы электрические лампы не касались бумажных и тканевых абажуров. Не  закрываете домашними предметами автотрансформатор и стабилизатор и не  устанавливайте их на пол.   Не забывайте, уходя из дома, выключить электроосвещение и все электроприборы,  в  том числе и телевизор, радиоприёмник, радиолу и другие. (кроме холодильника).   Не применяйте большого количества соединительных шнуров и удлинителей.   Не допускайте одновременного включения в электросеть нескольких мощных  потребителей электроэнергии (телевизор, камин, чайник и др.), вызывающих перегрузку  сети.  Опасно промачивать электропровода, заклеивать их обоями, подвешивать на гвозди,  оттягивать, завязывать в узлы. Применять ветхие соединительные шнуры, удлинители.  Всё это приводит к нарушению изоляции и короткому замыканию электроприводов и  горению изоляции.   Опасно пользоваться неисправными выключателями, розетками, штепселями,  подключать оголённые концы при помощи скрутки проводов к электросети. В этих  случаях возникают большие переходные сопротивления, которые приводят к сильному  нагреву электроприводов и горению изоляции.   Серьёзную опасность представляет использование нестандартных, самодельных  предохранителей («жучков»).   Электросеть от перегрузок и коротких замыканий защищают предохранители только  фабричного изготовления.   Следите за исправностью и чистотой всех электробытовых приборов. К монтажу  электропроводки и ремонту электроприборов привлекайте только специалистов. В этих  случаях будет исключена возможность возникновения пожара от электроприборов.    Учитель ­   Выставьте, пожалуйста, в маршрутный лист по 5 баллов все, кто участвовал в выпуске школьной газеты          Шестая остановка ждет нас на станции «Задача».  Сила тока в "средней" линейной молнии равна 10000 А, а напряжение 10000000 В.  Продолжительность молнии 0,001 с. Так сколько же "стоит" молния? 1) Для начала к доске идет первый учащийся и мы рассчитываем работу тока в молнии. Дано I= 10000А U= 10000000 В t = 0,001 с А­? Решение А = I U t А = 10000000 Дж 2) Теперь эту работу надо перевести в киловатт часы. К доске выходит второй учащийся.  Давайте запишем, чему равен 1 кВт ч: 1 кВт ч = 1000Вт 3600с = 3600000 Дж.  кВт ч = 27,7 кВт ч А=  Вопрос к классу: кто знает, сколько на сегодня стоит 1 кВт ч электроэнергии? Запишем стоимость 1 кВт ч = 100 копеек. Стоимость 1 молнии = 27,7 кВт ч * 100 коп = 27,70 рубля. Сейчас мы с вами определили, что работа тока в одной средней молнии стоит 27, 70 рубля. А  каждую секунду над землей сверкает примерно 100 молний. Мы можем составить сами условие  новой задачи: Сколько рублей сгорает в атмосфере Земли за 1 секунду? Учащиеся самостоятельно делают в тетрадях расчет и сообщают учителю результат. Ответ: Каждую секунду в атмосфере Земли сгорает примерно 2770 рубля. Учитель­ Оказывается, человек, научившись использовать энергию огня, воды и ветра,  планирует теперь "приручить" молнии и использовать их энергию для решения своих  энергетических проблем. Прекрасные перспективы для всего Человечества! Ну как, Вы  довольны, господин Перун?…                                                                                                    Учитель ­  А пока Вы размышляете, нас ждет следующая остановка на станции – «К   ГИА».  Ребята, в качестве задания для подготовки к ГИА, предлагаю рассмотреть решение такой  задачи: (проецируется на экран решение, разбор, в это время ученики записывают решение и  оформление) 2.При прохождении электрического тока через спираль нагревателя, изготовленную из  никелиновой проволоки длиной 80 м и площадью поперечного сечения 0,84 мм , за 10 мин  выделилось количество теплоты 726000 Дж. Чему равно напряжение сети, в которую включили  нагреватель? Дано:                                        Решение:                                               Q=U*t/R     U=QR/t L =80м S =0,84мм                             R= l/S=0,40 ρ Ом*мм/м* Q =726000Дж                        *80м/0,84мм=38 Ом T =600с                                          Ρ  =0,40Ом*мм/м                    U=  726000Дж*38Ом/600 с=                                                           =214В. U­?                                            Ответ: U=214В. Учитель – Следующая остановка «Практика». Ребята, приближается замечательный праздник –  Новый год.  Но, к сожалению, у нас еще много невыполненных заданий: сгорела гирлянда,  перегорел утюг, и так далее. Поэтому вас ожидает практическое задание.        (Выполняют)          Каждой  группе  даётся задание.     Определить из двух  электроприборов неисправный и  отремонтировать прибор. (учащиеся ремонтируют, а потом объясняют)                             Учитель: ­ Консультанты! Выставьте, пожалуйста, в маршрутный лист каждого ученика  количество набранных баллов за практику. Девятая остановка нашего путешествия – «Проект». Дома первая группа выполняла  исследование затрат семейного бюджета на оплату  электроэнергии.  А вторая группа должна  была подготовить презентацию «Электрические явления в природе» (Отчет второй группы) (ВКЛЮЧАЮТСЯ КОМПЬЮТЕРЫ)               Учитель­ Консультанты!  Выставьте, пожалуйста, в маршрутный лист каждого ученика количество набранных баллов за  участие в проектах.          Следующая остановка на станции «Тест». На этой станции нам  предлагается компьютерное тестирование. Ребята, правила ТБ мы повторили сегодня. Прошу  их соблюдать и при работе с компьютером. Тест по теме «Электрические явления» Учитель­ Выставьте, пожалуйста, в маршрутный лист количество набранных баллов, которое  вам выставил компьютер. Одиннадцатая  остановка на станции «Итог». На этой остановке Перун проведет  Рефлексию в   форме  открытого микрофона. 1. С каким настроением ты работал? 2. Что тебе понравилось на уроке? 3. Какие затруднения возникли в ходе работы? 4. Твое отношение к уроку, проведенному в такой форме? 5. Что же ты запомнил об электрических явлениях? Учитель ­  Давайте поработаем с оценками. Подсчитайте количество набранных баллов,   разделите его на 9. Это будет ваша оценка за урок. (Подведение итогов по маршрутным листам и выставление оценок.) Учитель – поднимите руки, кто получил «5» за урок… (поднимают), «4» за урок… (поднимают), «3» за урок (поднимают). Молодцы! Учитель ­  Последняя наша остановка на станции «Задание». На дом: 1. Ответить на вопросы «Шпаргалки к ГИА»: • Электростатика ­ это...  • Где существует электрический заряд?  • Электризация ­ это...  • Способы электризации:...  • Сколько тел и какие участвуют в электризации?  • Какие заряды получают тела в результате электризации?  • Как взаимодействуют одноименные заряды?  • Как взаимодействуют разноименные заряды?  • Электроскоп ­ это...  • Электрометр ­ это...  • Проводники ­ это...  • Диэлектрики ­ это...  • Назовите вещества­проводники:  • Назовите вещества­диэлектрики:  • Изоляторы ­ это...  • Электрическое поле ­ это...  • Свойства электрического поля:...  • Электрическая сила ­ это...  • Нарисуйте силовые линии электрического поля (для положительного заряда, отрицательного заряда,  одноименных и разноименных зарядов):...  • Опишите опыт Резерфорда:...  • Планетарная модель атома:  • Строение ядра атома:...  • Положительный ион ­ это...  • Отрицательный ион ­ это...  • Элементарный заряд ­ это...  • Численное значение заряда электрона, протона, нейтрона:... • Закон сохранения электрического заряда:...  • Обозначение заряда: ...  • Единица измерения заряда:...  • Объяснение электризации на основе строения атома:...  • Объяснение проводимости на основе строения атома:...  • Электрический ток – это…  • Условия существования тока: …  • Источники тока – это…  • Виды источников тока: …  • Носители тока в различных средах: …  • Действия электрического тока: …  • Основные элементы эл. цепи: …  • Обозначения основных элементов цепи: …  • Сила тока – это… (формула и единица измерения)  • 1 А – это…  • Напряжение – это… (формула и единица измерения)  • Порядок включения в цепь амперметра: …  • Порядок включения в цепь вольтметра: …  • Сопротивление – это… (формула и единица измерения)  • Удельное сопротивление – это … (формула и единица измерения)  • Закон Ома для участка цепи: … (формулировка и формула)  • Параллельное соединение – это…  • Законы для силы тока, напряжения и сопротивления при параллельном соединении: …  • Последовательное соединение – это …  • Законы для силы тока, напряжения и сопротивления при последовательном соединении: …  • Работа тока – это … (формула и единица измерения)  • Мощность тока – это … (формула и единица измерения)  • Закон Джоуля­Ленца: … (формулировка и формула)  • Короткое замыкание – это…  2.   Найти в Интернете по адресу http://www.edunews.ru/cgi/mainpage.cgi?item=15/mari­ elучилища, колледжи, лицеи  и техникумы, где получают специальности электрика, монтажника, наладчика по эксплуатации электрооборудования промышленных и гражданских зданий,  специалиста по электрификации и автоматизации сельского хозяйства и т. д., то есть  профессии, связанные с электрическими явлениями и сделать сообщение. Учитель ­ Урок окончен.  До свидания.  Всего хорошего. Благодарю всех за урок! 1) Упорядоченным движением каких частиц создается электрический ток в  металлах? А. Положительных ионов  Б. Отрицательных ионов   В. Электронов   Г. Положительных и отрицательных ионов и электронов   Д. Положительных и отрицательных ионов  Как называется единица измерения силы тока? В. Вольт    Г. Ом    Д. Джоуль  2) А. Ватт Б. Ампер    3) 3) Как называется единица измерения электрического сопротивления? 4) 5) А. Ватт 6) Б. Ампер    4) 7) В. Вольт    8) Г. Ом    9) Д. Джоуль 5) Какой формулой выражается закон Ома для участка цепи? 6)               А.A=IUt        Б.P=IU 7) 8)       В .I=U R 9) 10)        Г.Q=I2Rt 11)        Д.R=ρl S 12)                                                                                               18)         Г.Q=I2Rt 13) По какой формуле вычисляется мощность электрического тока? 14) 15)        А.A=IUt 16)        Б.P=IU 17)        В .I=U R 26)         Д.R=ρl S 20)          19) 21) 22) 24) 23)        25)         27) 28) По какой формуле вычисляется количество теплоты, выделяющееся на участке  электрической цепи? 29) 30)  А.A=IUt 31)         Б.P=IU 35) 32)         В .I=U R 33)         Г.Q=I2Rt 34)         Д.R=ρl S 36) В электрическую цепь включены четыре резистора (рис.1). Какие из них включены  параллельно?                                                            37)      R1 38) 39) 40) 41) 42) 43) 44) 45)                                                                                                                 R4                  (рис.1)                                 R2  R3                                                            46)           А. Все четыре резистора 47)           Б.  Резисторы 1 и 4    48)           В. Резисторы 1, 2 и 3 49)           Г. Параллельно включенных резисторов нет    50)           Д. Резисторы 2 и 3    51) 52) 53)8). Упорядоченным движением каких частиц создается электрический ток в  растворах электролитов? 54) 55) 56) 57) 58) 59) 60) А. Положительных ионов Б. Отрицательных ионов   В. Электронов   Г. Положительных и отрицательных ионов  Д. Положительных и отрицательных ионов и электронов 61) 9). Как называется единица измерения напряжения? 62) 63) 64) 68) А. Ватт    Б. Ампер    65) 66) В. Вольт    Г. Ом    67) Д. Джоул 10). Какая физическая величина вычисляется по формуле  R=ρl S  ? А. Мощность электрического тока    Б. Количество теплоты, выделяющееся на участке цепи  В. Сопротивление проводника Г. Работа электрического тока 69) 70) 71) 72) 73) 74) 75) 76) 77) 78) 79) 80) 81) 82) 83) 84) 85) 86) 87) 88) 89) 90) 91) 92) 93) 94) 95) 96) 97) 98) 99) Урок 158­159: Электрический ток в вакууме. Вакуумный диод. 100) Цель урока:На этом уроке мы продолжаем изучение протекания токов в различных средах, конкретно, в  вакууме. Мы рассмотрим механизм образования свободных зарядов, рассмотрим основные технические приборы,  работающие на принципах тока в вакууме: диод и электронно­лучевая трубка. Также укажем основные свойства  электронных пучков. 101) Ход урока.       1. Термоэлектронная эмиссия 102) Перед тем, как говорить, по какому механизму распространяется электрический ток в вакууме, необхо­ димо понять, что же это за среда.  Определение. Вакуум – состояние газа, при котором свободный пробег части­ цы больше размера сосуда. То есть такое состояние, при котором молекула или атом газа пролетает от одной  стенки сосуда к другой, не сталкиваясь с другими молекулами или атомами. Существует также понятие глубины  вакуума, которое характеризует то малое количество частиц, которое всегда остается в вакууме. 103) Для существования электрического тока необходимо наличие свободных носителей заряда. Откуда они  берутся в области пространства с очень малым содержанием вещества? Для ответа на этот вопрос необходимо  рассмотреть опыт, проведенный американским физиком Томасом Эдисоном (рис. 1). В ходе эксперимента две  пластины помещались в вакуумную камеру и замыкались за ее пределами в цепь с включенным электрометром.  После того как одну пластину нагревали, электрометр показывал отклонение от нуля (рис. 2). 104) 105)     Рис. 1. Томас Эдисон  Результат опыта объясняется следующим образом: в результате нагревания металл из своей атомной  структуры начинает испускать электроны, по аналогии испускания молекул воды при испарении. Разогретый ме­ талл окружает электронное озеро. Такое явление называется термоэлектронной эмиссией. 106) пучков Рис. 2. Схема опыта Эдисона         2. Вставка 1. Свойство электронных  107) В технике очень важное значение имеет использование так называемых электронных пучков. 108) Определение. Электронный пучок – поток электронов, длина которого много больше его ширины. По­ лучить его довольно просто. Достаточно взять вакуумную трубку, по которой проходит ток, и проделать в  аноде, к которому и идут разогнанные электроны, отверстие (так называемая электронная пушка) (рис. 3). 109) 110) 111) Рис. 3. Электронная пушка.        Электронные пучки обладают рядом ключевых свойств: В результате наличия большой кинетической энергии они имеют тепловое воздействие на материал, в ко­ торый врезаются. Данное свойство применяется в электронной сварке. Электронная сварка необходима в тех слу­ чаях, когда важно сохранение чистоты материалов, например, при сваривании полупроводников. 112) ­ При столкновении с металлами электронные пучки, замедляясь, излучают рентгеновское излучение, при­ меняемое в медицине и технике (рис. 4). 113)          Рис. 4. Снимок, сделанный при помощи рентгеновского излучения    ­ При попадании электрон­ ного пучка на некоторые вещества, называющиеся люминофорами, происходит свечение, что позволяет создавать  экраны, помогающие следить за перемещением пучка, конечно же, невидимого невооруженным глазом.  ­ Возмож­ ность управлять движением пучков с помощью электрических и магнитных полей. Следует отметить, что темпе­ ратура, при которой можно добиться термоэлектронной эмиссии, не может превышать той температуры, при ко­ торой идет разрушение структуры металла. 114) На первых порах Эдисон использовал следующую конструкцию для получения тока в вакууме. В вакуум­ ную трубку с одной стороны помещался проводник, включенный в цепь, а с другой стороны – положительно заря­ женный электрод (см. рис. 5): 115) Рис. 5.  В результате прохождения тока по проводнику он начинает нагреваться, эмиссируя  электроны, которые притягиваются к положительному электроду. В конце концов, возникает направленное дви­ жение электронов, что, собственно, и является электрическим током. Однако количество таким образом испуска­ емых электронов слишком мало, что дает слишком малый ток для какого­либо использования. С этой проблемой  можно справиться добавлением еще одного электрода. Такой электрод отрицательного потенциала называется  электродом косвенного накаливания. С его использованием количество движущихся электронов в разы увеличи­ вается (рис. 6). 116)                   Рис. 6. Использование электрода косвенного накаливания 117) Стоит отметить, что проводимость тока в вакууме такая же, как и у металлов – электронная. Хотя меха­ низм появления этих свободных электронов совсем иной.  На основе явления термоэлектронной эмиссии был со­ здан прибор под названием вакуумный диод (рис. 7). 118)                                         Рис. 7. Обозначение вакуумного диода на электрической схеме         4. Вставка 2. Вакуумный диод 119) Рассмотрим подробнее вакуумный диод. Существует две разновидности диодов: диод с нитью накалива­ ния и анодом и диод с нитью накаливания, анодом и катодом. Первый называется диодом прямого накала, второй  – косвенного накала. В технике применяется как первый, так и второй тип, однако диод прямого накала имеет такой недостаток, что при нагревании сопротивлении нити меняется, что влечет за собой изменение тока через  диод. А так как для некоторых операций с использованием диодов необходим совершенно неизменный ток, то це­ лесообразнее использовать второй тип диодов. 120) ся  121) В обоих случаях температура нити накаливания для эффективной эмиссии должна равнять­ . Диоды используются для выпрямления переменных токов. Если диод используется для преобразования  токов промышленного значения, то он называется кенотроном. 122) Электрод, расположенный вблизи испускающего электроны элемента, называется катодом ( ), другой –  ). При правильном подключении при увеличении напряжения растет сила тока. При обратном же под­ анодом ( ключении ток идти не будет вообще (рис. 8). Этим вакуумные диоды выгодно отличаются от полупроводниковых,  в которых при обратном включении ток хоть и минимальный, но есть. Благодаря этому свойству вакуумные  диоды используются для выпрямления переменных токов. 123) 124)                       Рис. 8. Вольтамперная характеристика вакуумного диода Другим прибором, созданным на основе процессов протекания тока в вакууме, является электрический  триод (рис. 9). Его конструкция отличается от диодной наличием третьего электрода, называемого сеткой. На  принципах тока в вакууме основан также такой прибор, как электронно­лучевая трубка, составляющий основную  часть таких приборов, как осциллограф и ламповые телевизоры. 125) 126) Рис. 9. Схема вакуумного триода         5. Вставка 3. Электронно­лучевая трубка Как уже было сказано выше, на основе свойств распространения тока в вакууме было сконструировано  такое важное устройство, как электронно­лучевая трубка. В основе своей работы она использует свойства элек­ тронных пучков. Рассмотрим строение этого прибора. Электронно­лучевая трубка состоит из вакуумной колбы,  имеющей расширение, электронной пушки, двух катодов и двух взаимно перпендикулярных пар электродов (рис.  10). 127) 128) Рис. 10. Строение электронно­лучевой трубки Принцип работы следующий: вылетевшие вследствие термоэлектронной эмиссии из пушки электроны раз­ гоняются благодаря положительному потенциалу на анодах. Затем, подавая желаемое напряжение на пары управ­ ляющих электродов, мы можем отклонять электронный пучок, как нам хочется, по горизонтали и по вертикали.  После чего направленный пучок падает на люминофорный экран, что позволяет нам видеть на нем изображение  траектории пучка. 129) Электронно­лучевая трубка используется в приборе под названием осциллограф (рис. 11), предназначен­ ном для исследования электрических сигналов, и в кинескопических телевизорах за тем лишь исключением, что  там электронные пучки управляются магнитными полями. 130)      Рис. 11. Осциллограф . На следующем уроке мы разберем прохождение электриче­ ского тока в жидкостях. Домашнее задание                                                                                                                       Что такое электронная эмиссия? Какие есть способы управления электронными пучками? Как зависит проводи­ мость полупроводника от температуры? Для чего используется электрод косвенного накала?  *В чем основное  свойство вакуумного диода? Чем оно обусловлено? 131)