урок по физике 8 класс

Урок №28.Проводники, полупроводники и непроводники электричества

Цель урока. Объяснить существование проводников, диэлектриков и полупроводников на основе электронных представлений.

Демонстрации. Проводники и диэлектрики. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Полупроводниковый диод. Работа полупроводникового диода.

Содержание опроса. Вопросы в конце § 30.

Содержание нового материала. Деление веществ по способности проводить электрический ток на про- водники, полупроводники и диэлектрики. Характерная особенность полупроводников.

Закрепление материала. 1. Какие вещества относятся к проводникам, диэлектрикам, полупроводникам? 2. Объясните проводимость металлов на основе электронных представлений. 3. Объясните, почему в диэлектрике не происходит перенос электрических зарядов на основе электронных представлений. 4. Объясните проводимость полу- проводников на основе электронных представлений. 5. Приведите примеры использования полу- проводникового диода.

Домашнее задание. § 31. Упражнение 22.

Планируемые результаты обучения

Метапредметные: овладеть навыками самостоятельного приобретения знаний о проводниках, полупроводниках и диэлектриках, постановки цели, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, овладеть универсальными учебными действиями на примерах гипометаллов, полупроводниковых веществ, развивать монологическую и диалогическую речь, сформировать умения воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной и образной формах, работать в группе, приобретать опыт самостоятельного поиска и отбора информации с использованием интернет-ресурса и справочной литературы.

Личностные: осознать необходимость самостоятельного приобретения знаний о проводниках, полупроводниках и диэлектриках, формировать познавательный интерес, развивать интеллектуальные и творческие способности, убежденность в познании природы, самостоятельность в приобретении новых знаний, уважительное отношение друг к другу, к учителю.

Общие предметные: проводить наблюдения, пла- нировать и выполнять опыты, объяснять, анализировать полученные результаты и делать выводы, применять теоретические знания на практике, крат- ко и четко отвечать на вопросы.

Частные предметные: объяснять проводимость электрического заряда металлами, полупроводниковыми веществами, непроводимость электрического заряда диэлектриками, использовать полученные знания в повседневной жизни.

Ход урока.

Изучение нового материала  начнем с повторения строения атома и электризации тел. Затем в форме беседы более подробно остановимся на возникновении проводимости металлов. Учащиеся знают, что металлы имеют кристаллическое строение. Атомы в кристаллах расположены в строгом порядке, образуя кристаллическую решетку. У таких атомов валентные электроны (электроны, находящиеся на внешней оболочке атома) слабее других притягиваются к ядру. Они могут одновременно взаимодействовать с несколькими ядрами атомов. Так как атомы (ионы) в узлах кристаллической решетки колеблются, то такие электроны все время могут переходить от одного атома к другому, т. е. совершать беспорядочное движение с огромными скоростями. В электрическом поле эти электроны перемещаются против поля и обусловливают перенос электрических зарядов в веществе. Такие электроны получили название электронов проводи- мости. Тела, которые имеют большое число электронов проводимости, называются  проводниками. К ним относятся металлы, окислы металлов, различные соли и др. У многих веществ внешние электроны атомов сильно связаны со своими ядрами. Они не имеют электронов проводимости. Такие вещества не переносят электрические заряды. Их называют диэлектриками или изоляторами. К ним относятся эбонит, фарфор,  резина,  различные  пластмассы  и др. Используя понятие об электронах проводимости, задаем вопрос учащимся: почему к наэлектризованным телам притягиваются ненаэлектризованные? Учащиеся проводят опыт из учебника «Зарядка электроскопа с помощью металлического стержня», когда один электроскоп заряжен положительным зарядом, а другой не заряжен. Дают ему объяснения и делают вывод, что электроны проводимости перемещаются под действием электрического поля по металлической проволоке с одного заряженного тела на другое, осуществляя перенос заряда. А что произойдет, если электрометры соединить стеклянной палочкой? Учащиеся проводят опыт и приходят к выводу, что поскольку в стекле нет электронов проводимости, то и переноса зарядов не наблюдается. Желательно, чтобы учащиеся, используя понятие об электрическом поле, попытались объяснить, почему отклоняется стрелка электрометра, если к нему поднести наэлектризованную палочку. После обсуждения между собой и работы с материалом учебника учащиеся дают объяснение — заряд, находящийся на палочке, образует электрическое поле, которое действует на электроны проводимости стержня и стрелки. В зависимости от знака заряда палочки электроны смещаются в одну сторону. Поэтому на одном конце проводника оказывается недостаток электронов, т. е. образуется положительный заряд, а на другом конце — их избыток, т. е. отрицательный заряд. Конец стержня электрометра и стрелка будут иметь одноименный заряд, поэтому стрелка отклоняется на некоторый угол. Существует и другая группа веществ, которые при обычных условиях почти не имеют электронов проводимости, но при повышении температуры или освещении число электронов проводимости резко возрастает, при этом увеличивается и проводимость. Такие вещества называются полупроводниками.

Завершим урок  демонстрацией  полупроводникового диода. Устройство и принцип его работы пока сложны для восприятия учащихся, поэтому  обратим их внимание на то, что действие полупроводникового диода основано на электронных процессах, протекающих в кристаллах полу- проводников, в результате которых полупроводниковый диод приобретает свойство проводить ток в одном направлении. Данное утверждение учащиеся проверяют на опыте «Изучение работы полупроводникового диода». Для эксперимента следует использовать комплект «Электричество-2», можно выпаять диод из устаревшей платы или приобрести его в магазите «Радиотовары». После завершения опыта  расскажем, в каких областях науки и техники он применяется, и покажем аппаратуру на полупроводниках, имеющихся в классе (приборах на по- лупроводниковом излучающем диоде). Желающие могут ознакомиться с физическими процессами, происходящими в полупроводниках, изучить тему «Полупроводники» рубрики «Это любопытно...».