Меню

Электрический ток в вакууме план урока

Физика. 10 класс

Конспект урока

Физика, 10 класс

Урок 35. Электрический ток в вакууме и газах

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) особенности протекания электрического тока в вакууме и газах;

2) газовый разряд;

3) рекомбинация, ионизация;

4) самостоятельный разряд и несамостоятельный разряды;

6) зависимость силы тока от напряжения;

7) зависимость силы тока от внешних условий.

Глоссарий по теме:

Термоэлектронная эмиссия – явление испускания электронов нагретыми металлами.

Катодные лучи – это испускаемые катодом потоки электронов, движущиеся в вакууме.

Электрический ток газах или газовый разряд – это процесс прохождения электрического тока через газ.

Ионизация – это распад атомов и молекул на ионы.

Рекомбинация – это образование из ионов нейтральных атомов и молекул.

Самостоятельный разряд – это разряд, происходящий в газе без внешнего ионизатора.

Несамостоятельный разряд – это разряд, происходящий в газе только под влиянием внешнего ионизатора.

Плазма – это частично или полностью ионизированный газ.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Г.Я. Мякишев., Б.Б.Буховцев., Н.Н.Сотский. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 372-375, 380-385.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс М.: Дрофа,2009.

Фортов В. Е., Храпак А. Г., Якубов И. Т. Физика неидеальной плазмы. Издательство: Физматлит, 2010 г.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Вакуум является идеальным диэлектриком. Чтобы в вакууме мог проходить электрический ток, в нем необходимо предварительно «создать» некоторую концентрацию свободных носителей заряда, это осуществляется с помощью явления термоэлектронной эмиссии. Термоэлектронная эмиссия – явление испускания веществом электронов при нагревании. Вакуумные приборы, работа которых основана на явлении термоэлектронной эмиссии, называются электронными лампами (вакуумный диод, электронно-лучевая трубка).

Электрический ток в газах, другими словами газовый разряд, — это совокупность электрических, оптических и тепловых явлений, возникающих при протекании электрического тока через вещество, находящееся в газообразном состоянии. Когда газ находится в своем обычном состоянии, он является диэлектриком. Чтобы протекание тока стало возможным, необходимо создать подходящие для этого условия, т. е. ионизировать газ. Ионизация происходит в результате воздействия:

1) космических лучей;

2) рентгеновского излучения;

3) ультрафиолетового излучения;

4) высокой температуры;

5) электрического поля.

Все газовые разряды делятся на 2 вида:

К самостоятельным относятся: искровой, дуговой, тлеющий и коронный разряды.

Электронно-лучевые трубки находят широкое применение в осциллографах, дисплеях компьютеров, радиолокаторах, медицинской аппаратуре.

Плазма – это частично или полностью ионизированный газ. В целом плазма является электрически нейтральной системой.

Частицы плазмы легко перемещаются под воздействием электрических и магнитных полей. Поэтому любое нарушение электрической нейтральности отдельных областей плазмы быстро ликвидируется, и нейтральность плазмы восстанавливается. Проводимость плазмы увеличивается по мере роста степени её ионизации.

При высоких температурах проводимость полностью ионизированной плазмы приближается к сверхпроводимости.

Примеры и разбор решения заданий:

  1. Выберите правильный ответ.

Электронная пушка создаёт пучок электронов в стеклянной вакуумной камере. Все электроны, покинувшие катод пушки, ударяются в экран электронно-лучевой трубки. Если увеличить ускоряющее напряжение в пушке в 2 раза, то сила тока, идущего в вакууме через трубку.

  1. 1 не изменится;
  2. возрастёт примерно в раза;
  3. возрастёт примерно в 2 раза;
  4. возрастёт примерно в 4 раза.

Правильный вариант: 1) не изменится;

Подсказка: вспомните определение тока насыщения в вакууме.

  1. Решите задачу: «Скорость электрона при выходе с поверхности катода, покрытого оксидом бария, уменьшилась в 2 раза. Работа выхода электрона из оксида бария равна 1,6·10 -19 Дж. Найдите скорость электрона до выхода из катода и после выхода из катода».

Источник

Электрический ток в вакууме

Урок 59. Физика 10 класс ФГОС

Доступ к видеоуроку ограничен

Конспект урока «Электрический ток в вакууме»

На прошлых уроках мы начали рассматривать условия протекания электрического тока в различных средах. Рассмотрев опыты Мандельштама и Папалекси мы узнали, что носителями тока в металлах являются свободные электроны. Иными словами, металлы обладают электронной проводимостью.

Так же мы с вами выяснили, что в полупроводниках проводимость обусловлена движением электронов и дырок. Напомним, что проводимость полупроводников, обусловленную наличием у них свободных электронов, называют электронной проводимостью, а обусловленную движением дырок — дырочной проводимостью полупроводников.

Однако в обоих случаях при прохождение электрического тока в результате тех или иных процессов появляются свободные носители зарядов. А возможно ли распространение электрического тока в вакууме, характеризующимся «отсутствием» вещества, а следовательно, и отсутствием электрических зарядов?

Поскольку в вакууме нет свободных носителей зарядов, то он является идеальным диэлектриком. Проверим это на опыте. Возьмём сосуд, из которого откачен воздух. В этот сосуд впаяны две металлические пластины — два электрода.

Одни из них (анод) соединим с положительным полюсом источника тока, другой (катод) — с отрицательным. Также включим в цепь чувствительный миллиамперметр. Замкнём цепь — прибор не показывает никакого тока. Это указывает на то, что в вакууме действительно нет никаких свободных носителей зарядов.

Следовательно, для того чтобы в вакууме мог проходить электрический ток, в нем необходимо каким-то образом предварительно «создать» некоторую концентрацию свободных носителей заряда.

Видоизменим опыт. В качестве катода впаяем в сосуд проволочку (нить), концы которой выведем наружу. Эта проволочка по-прежнему останется катодом. С помощью другого источника тока накалим её. Мы заметим, что, как только нить накаляется, миллиамперметр, включённый в цепь, показывает ток, и тем больший, чем сильнее накалена нить. Значит, накалённая нить обеспечивает наличие в вакууме необходимых для существования тока носителей заряда.

Теперь определим заряд этих частиц. Для этого переменим полюсы у впаянных в сосуд электродов: нить сделаем анодом, а противоположный полюс — катодом. И хотя нить по-прежнему накалена и по-прежнему посылает в вакуум заряженные частицы, тока в цепи нет.

Из этого опыта следует, что испускаемые накалённой нитью частицы заряжены отрицательно, так как они отталкиваются от электрода, когда он заряжен отрицательно. Следовательно, носителями тока в вакууме являются электроны.

Явление испускания веществом электронов при нагревании называется термоэлектронной эмиссией. При этом электроны, испускаемые нагретым телом, называют термоэлектронами, а само тело — эмиттером.

Явление термоэлектронной эмиссии было открыто в 1853 году французским физиком Эдмондом Беккерелем. Затем 13 февраля 1880 года Томасом Эддисоном (после этого данное явление назвали эффектом Эдисона). Однако объяснить явление термоэлектронной эмиссии удалось лишь после открытия Джозефа Томсона в 1897 году. В этом году британский физик Оуэн Уиланс Ричардсон начал работу над темой, которую позже назвал «термоэлектронной эмиссией». Согласно его теории, основанной на электронной теории, свободные электроны в металле находятся в хаотическом движении. При накале нити это движение усиливается.

Читайте также:  Мод тока бока 2021

При этом некоторые электроны, приобретая энергию, достаточную для совершения работы выхода, вылетают из нити, образуя около неё «электронное облачко». Когда между нитью и анодом образуется электрическое поле, то электроны летят к электроду, если он присоединён к положительному полюсу батареи, и отталкиваются обратно к нити, если он присоединён к отрицательному полюсу источника, то есть имеет заряд, одноимённый с электронами.

Вакуумные приборы, работа которых основана на явлении термоэлектронной эмиссии, называются электронными лампами.

Простейшая из них — вакуумный диод — содержит два электрода. Один — в виде спирали из тугоплавкого материала, например вольфрама или молибдена, накаливаемый током, — называется катодом. Второй — холодный электрод, собирающий термоэлектроны, — называется анодом и чаще всего имеет форму цилиндра, внутри которого расположен накаливаемый катод. Условное обозначение вакуумного диода на электрических схемах представлено на рисунке.

Важнейшей характеристикой диода является его вольт-амперная характеристика при постоянном напряжении накала. Для её получения воспользуемся установкой, где применяется диод с катодом косвенного накала. Итак, при напряжении между катодом и анодом, равном нулю, вылетевшие из катода электроны образуют вокруг него электронное облако (пространственный отрицательный заряд), отталкивающее вылетающие из катода электроны.

Большинство электронов возвращается на катод, и лишь незначительное их число достигает анода. С увеличением анодного напряжения число электронов, достигающих анода, увеличивается, а электронное облако постепенно уменьшается. Когда же все термоэлектроны попадают на анод, сила анодного тока достигает насыщения. Дальнейшее увеличение напряжения не приводит к увеличению анодного тока, то есть ток через диод не зависит от напряжения. Такой ток называется током насыщения. Чтобы увеличить ток насыщения необходимо повысить температуру катода, увеличив силу тока накала.

Из-за того, что вольт-амперная характеристика вакуумного диода оказывается нелинейной, диод является нелинейным элементом. Поскольку ток в лампе возможен только в том случае, когда положительный полюс батареи соединён с анодом, а отрицательный — с катодом, то вакуумные диоды обладают односторонней проводимостью. Действительно, при изменении полярности приложенного напряжения и при его достаточной величине (при задерживающем напряжении) термоэлектроны не достигают анода и ток через лампу не проходит.

Для управления током внутрь лампы вводят дополнительные электроды, которые называются сетками, так как им обычно придают форму металлических сеток или спиралей, окружающих катод. В зависимости от общего числа сеток такие лампы называют триодами (анод, катод, управляющая сетка), тетродами (анод, катод и две сетки) и пентодами (анод, катод и три сетки).

Если в аноде вакуумной лампы сделать отверстие, то часть электронов будет пролетать сквозь него. Их движением можно управлять с помощью электрического и магнитного полей.

Испускаемые катодом потоки электронов, движущихся в вакууме, называют электронными пучками или катодными лучами.

Рассмотрим некоторые свойства электронных пучков.

Во-первых, электроны в пучках движутся по прямым линиям.

Попадая на мишень электронный пучок передаёт ей часть своей кинетической энергии, вызывая нагревание мишени. Это свойство используют для электронной плавки в вакууме сверхчистых металлов.

Так же при торможении быстрых электронных пучков в веществе возникает рентгеновское излучение, широко используемое в рентгеновских трубках.

Было установлено и то, что, попадая на поверхность некоторых веществ, электронные пучки способны вызвать их свечение.

А если пропустить электронный пучок между пластинами заряженного конденсатора, то отклоняются от отрицательно заряженной пластины к положительно заряженной.

Также электронный пучок отклоняется в магнитном поле. Пролетая над северным полюсом магнита, электроны отклоняются влево, а пролетая над южным, отклоняются вправо. Так, например, отклонение электронных потоков, идущих от Солнца, в магнитном поле Земли приводит к тому, что свечение газов верхних слоёв атмосферы (то есть полярное сияние) наблюдается ближе к полюсам Земли.

Помимо всего вышеперечисленного, электронные пучки обладают ещё и ионизирующей способностью, а также способны проходить сквозь очень тонкие металлические пластины толщиной 0,003—0,03 мм.

Прибор, в котором используется пучок электронов, свободно летящих в пространстве за анодом, называется электронно-лучевой трубкой.

Рассмотрим её устройство подробнее. Итак, в узком конце трубки находится электронная пушка, которая формирует пучок электронов и состоит из катода, нагреваемого нитью накала, управляющего электрода и ускоряющего анода.

Электроны, вылетающие из катода, разгоняются электрическим полем (5000—50 000 В) между катодом и анодом. Экран электронно-лучевой трубки покрыт изнутри специальным веществом — люминофором, которое светится под действием падающих электронов. В том месте экрана, куда попадает пучок, появляется маленькая светящаяся точка. Изменяя напряжение на аноде, можно фокусировать электронный пучок. Изменяя напряжение между катодом и управляющим электродом, можно изменять интенсивность электронного пучка (яркость пятна на экране). Пучок проходит последовательно две пары отклоняющих пластин, являющихся плоскими конденсаторами. Меняя на них напряжение можно смещать пучок электронов в горизонтальном и вертикальном направлениях практически мгновенно.

В кинескопах телевизоров вместо отклоняющих пластин используют магнитные отклоняющие катушки. Магнитное поле одной пары катушек вызывает отклонение электронного пучка по горизонтали, второй пары катушек — по вертикали.

Для получения цветных изображений вместо одной пушки используют три, которые передают сигналы трёх одноцветных изображений — красного, синего и зелёного цвета. Кроме того, экран кинескопа покрывается кристаллами люминофора трёх сортов, которые под действием электронного пучка светятся соответственно красным, синим и зелёным светом. Смешением этих цветов можно получить всю цветовую гамму красок и оттенков.

И несмотря на то, что в настоящее время электронно-лучевые трубки вытесняются жидкокристаллическими и плазменными экранами, они всё ещё находят широкое применение в радиолокационных установках, телевизорах, осциллографах и так далее.

Ну а теперь давайте с вами определим скорость электронов, вылетающих из электронной пушки под действием приложенного напряжения в 750 В.

Читайте также:  Как при силе тока 0 можно измерить напряжение

Источник



Конспект урока. Теоретический материал для самостоятельного изучения. Класс 10. Дата урока Электрический ток в вакууме.

1 муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа 31 со спортивным уклоном города Пятигорска Ставропольского края Россия, Ставропольский край, г. Пятигорск, улица Мира,187 телефон (879 3) факс (879 3) Предмет Класс 10 Конспект урока Физика Учитель А.В.Гусева Дата урока Тема урока Электрический ток в вакууме Основной вид учебной деятельности Комбинированный урок I. Организационный этап. — Доброе утро, ребята! Ход урока Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке: 1) особенности протекания электрического тока в вакууме и газах; 2) газовый разряд; 3) рекомбинация, ионизация; 4) самостоятельный разряд и несамостоятельный разряды; 5) плазма; 6) зависимость силы тока от напряжения; 7) зависимость силы тока от внешних условий. II. Изучение нового материала Откройте учебник на стр.372 прочтите 112 Или посмотрите учебный фильм Глоссарий по теме: Термоэлектронная эмиссия явление испускания электронов нагретыми металлами. Катодные лучи это испускаемые катодом потоки электронов, движущиеся в вакууме. Электрический ток газах или газовый разряд это процесс прохождения электрического тока через газ. Ионизация это распад атомов и молекул на ионы. Рекомбинация это образование из ионов нейтральных атомов и молекул. Самостоятельный разряд это разряд, происходящий в газе без внешнего ионизатора. Несамостоятельный разряд это разряд, происходящий в газе только под влиянием внешнего ионизатора. Плазма это частично или полностью ионизированный газ. Теоретический материал для самостоятельного изучения

2 Вакуум является идеальным диэлектриком. Чтобы в вакууме мог проходить электрический ток, в нем необходимо предварительно «создать» некоторую концентрацию свободных носителей заряда, это осуществляется с помощью явления термоэлектронной эмиссии. Термоэлектронная эмиссия явление испускания веществом электронов при нагревании. Вакуумные приборы, работа которых основана на явлении термоэлектронной эмиссии, называются электронными лампами (вакуумный диод, электроннолучевая трубка). Электрический ток в газах, другими словами газовый разряд, — это совокупность электрических, оптических и тепловых явлений, возникающих при протекании электрического тока через вещество, находящееся в газообразном состоянии. Когда газ находится в своем обычном состоянии, он является диэлектриком. Чтобы протекание тока стало возможным, необходимо создать подходящие для этого условия, т. е. ионизировать газ. Ионизация происходит в результате воздействия: 1) космических лучей; 2) рентгеновского излучения; 3) ультрафиолетового излучения; 4) высокой температуры; 5) электрического поля. Все газовые разряды делятся на 2 вида: 1) самостоятельные; 2) несамостоятельные. К самостоятельным относятся: искровой, дуговой, тлеющий и коронный разряды. Электронно-лучевые трубки находят широкое применение в осциллографах, дисплеях компьютеров, радиолокаторах, медицинской аппаратуре. Плазма это частично или полностью ионизированный газ. В целом плазма является электрически нейтральной системой. Частицы плазмы легко перемещаются под воздействием электрических и магнитных полей. Поэтому любое нарушение электрической нейтральности отдельных областей плазмы быстро ликвидируется, и нейтральность плазмы восстанавливается. Проводимость плазмы увеличивается по мере роста степени её ионизации. При высоких температурах проводимость полностью ионизированной плазмы приближается к сверхпроводимости. Примеры и разбор решения заданий: Выберите правильный ответ. Электронная пушка создаёт пучок электронов в стеклянной вакуумной камере. Все электроны, покинувшие катод пушки, ударяются в экран электронно-лучевой трубки. Если увеличить ускоряющее напряжение в пушке в 2 раза, то сила тока, идущего в вакууме через трубку. Варианты ответов: 1 не изменится; возрастёт примерно в раза; возрастёт примерно в 2 раза; возрастёт примерно в 4 раза. Правильный вариант: 1) не изменится; Подсказка: вспомните определение тока насыщения в вакууме. Решите задачу: «Скорость электрона при выходе с поверхности катода, покрытого оксидом бария, уменьшилась в 2 раза. Работа выхода электрона из оксида бария равна 1, Дж. Найдите скорость электрона до выхода из катода и после выхода из катода». Решение:

3 Домашнее задание на 21.05: Задание на «3-4»в зависимости от полноты ответа учебник 112 Выписать и выучить основные определения и формулы отвечать на вопросы после параграфов. Задание Егэ стр.375 Задание на «5» в зависимости от полноты ответа 1. Почему в дымоходе раскаленные частички угля несут на себе электрический заряд, каков знак заряда? Выберите один вариант ответа. Заряжаются за счёт электризации трением; заряд положительный Заряжаются за счёт термоэлектронной эмиссии; заряд положительный Заряжаются за счёт электризации трением; заряд отрицательный 2. Заполните пропуски в тексте Экран при работе кинескопа нагревается за счёт. Торможения электронов в материале экрана Люминесцентного свечения 3. Зарисуйте схему и опишите части электронно-лучевой трубки 4. Скорость электрона при выходе с поверхности катода, покрытого оксидом бария, уменьшилась в 2 раза. Работа выхода электрона из оксида бария равна 1, Дж. Скорость электрона до выхода из катода равна 10 4 м/с. Скорость электрона после выхода из катода (см. условие к вопросу 1) равна 10 4 м/с.

4 Фото/или скриншот домашнего задания высылайте на почту: mail.ru

5 муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа 31 со спортивным уклоном города Пятигорска Ставропольского края Россия, Ставропольский край, г. Пятигорск, улица Мира,187 телефон (879 3) факс (879 3) Предмет Класс 10 Конспект урока Физика Учитель А.В.Гусева Дата урока Тема урока Электрический ток в жидкостях. Закон электролиза. Основной вид учебной деятельности Комбинированный урок Ход урока II. Организационный этап. — Доброе утро, ребята! Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке: 1) электролиз; 2) электролитическая диссоциация; 3) явление прохождения электрического тока через электролиты; 4) зависимость тока от напряжения; 5) зависимость силы тока от внешних условий. II. Изучение нового материала Откройте учебник на стр. 376 прочтите 113 Или посмотрите учебный фильм v=oqihzdt5rw0&list=plvtjksse5nrjcwt9x0pty3zigb0fflusz&index=60 Глоссарий по теме: Электролитическая диссоциация представляет собой разложение молекул на ионы под действием электрического поля полярных молекул воды. Степень диссоциации представляет собой долю распавшихся молекул в растворенном веществе. Ионная проводимость — это проводимость водных растворов или расплавов электролитов, которая осуществляется ионами. Электролиз — процесс выделения на электроде вещества, связанного с окислительновосстановительными реакциями.

6 Теоретический материал для самостоятельного изучения Жидкости в степени электропроводности делятся на диэлектрики (дистиллированная вода), проводники (электролиты), полупроводники (расплавленный селен). Электролит представляет собой проводящую жидкость (растворы кислот, щелочей, солей и расплавленных солей). Электролитическая диссоциация представляет собой разложение молекул электролита на ионы при растворении в воде или плавлении. Степень диссоциации — это доля молекул, которые распадаются на ионы. Электропроводность электролитов является ионной. Проход электрического тока связан с переносом вещества. Электролиз — процесс выделения на электроде вещества, связанного с окислительновосстановительными реакциями. Закон электролиза открыт в 1833 году Майклом Фарадеем. Закон Фарадея: m = ki t Закон электролиза определяет массу вещества, выделяемого на электроде при электролизе при прохождении электрического тока. k — электрохимический эквивалент вещества, численно равного массе вещества, выделяемого на электроде, когда он проходит через зарядный электролит в 1 Кл. Применение электролиза: получение чистых металлов (очистка от примесей); гальваностегия (никелирование, хромирование и т. д.); гальванопластика, то есть получение отслаивающихся покрытий (рельефные копии). Примеры и разбор решения заданий: 1. Источник тока присоединили к двум пластинам, опущенным в раствор поваренной соли. Сила тока в цепи равна 0,3 А. Какой заряд проходит между пластинами в ванне за 7 минут? Решение: Сила тока равна отношению заряда ко времени, в течение которого этот электрический заряд прошёл по цепи: Подставив числовые значения, переведя время в СИ, получим q = 126 Кл. Правильный ответ: q = 126 Кл.

Читайте также:  Ток ротора работающей машины

7 2.В процессе электролиза из водного раствора хлорида железа-2 выделилось 840 мг железа. Какой заряд прошёл через электролитическую ванну? Решение: q = , , / 0,056 = 2880 Кл. Ответ: q = 2880 Кл. III. Контроль и коррекция знаний Домашнее задание на 26.05: Задание на «3-4»в зависимости от полноты ответа учебник 112 Выписать и выучить основные определения и формулы отвечать на вопросы после параграфов. Задание Егэ стр.379 письменно Задание на «5» в зависимости от полноты ответа 1. Каким образом на поверхность детали наносится слой другого металла? В качестве электрода используется фольга, на которую налипает вещество из электролита, и затем фольга наклеивается. Деталь сама является электродом в электролитической ванне. С помощью электролиза получается нужный металл в чистом виде, а потом механически напыляется. Методом напыления. 2. Соедините прямоугольники с овалами так, чтобы получились верные формулы. 3. Известно, что водный раствор соляной кислоты проводит электрический ток. Присутствием чего в кислоте это объясняется? Выберите один вариант ответа Свободных ионов Свободных электронов Дырок Атомов металлов

Источник

План-конспект урока №1 «Электрический ток в вакууме. Двухэлектродная лампа.»

Урок №1. Электрический ток в вакууме. Двухэлектродная лампа.

ввести понятие «термоэлектронная эмиссия»;

выяснить условие существования тока в вакууме;

изучит принцип действия диода и его вольт-амперную характеристику.

План урока

1. Повторение изученного материала.

Самоконтроль №1 « Проверь, как изучил материал «

2. Изучение нового материала.

4. Самоконтроль №2 «Проверь, как понял теорию»

5. Итоги урока.

6. Домашнее задание

Повторение. «Проверь, как изучил материа л!». hello_html_m35cd65b4.png

hello_html_22e8a7bb.png hello_html_m5831b319.pngОтветь на поставленные вопросы, результат запиши в тетрадь!

Каковы условия существования электрического тока?

При каком условии возможно существование электрического тока в вакууме?

hello_html_m7058dc6d.png

Выполни задачу, оформив решение в тетради!

Определите скорость электронов, с которой они достигают анода, если напряжение между электродами 100 В.

Электронная эмиссия.

Вакуум — сильно разреженный газ, в котором средняя длина свободного пробега частицы больше размера сосуда. В результате в вакууме нет свободных носителей заряда, и самостоятельный разряд не возникает.

Электрический ток в вакууме будет существовать, если ввести в сосуд свободные носители заряда. Если из стеклянного баллона откачать воздух до давления 10 -7 мм рт.ст., то молекулы оставшегося газа успевают беспрепятственно преодолеть расстояния до 3 см, то есть пролететь от одной стенки до другой, ни разу не испытав соударений друг с другом. Это состояние газа называют вакуумом.

В стеклянную трубку можно впаять два электрода. Один из электродов соединим с отрицательным полюсом источника, а другой с положительным. При нагревании катода (отрицательного электрода), начинается термоэлектронная эмиссия — явление испускания свободных электронов с поверхности нагретых тел — и под действием электрического поля электроны двигаются к положительному электроду ( аноду ).

Термоэлектронная эмиссия – явление “испарения” электронов с поверхности металла при нагревании.

Электрический ток в вакууме – упорядоченное движение электронов, созданных в результате термоэлектронной эмиссии с катода.

Таким образом, в вакууме возникает электрический ток в результате движения свободных электронов. Данное явление впервые наблюдал американский ученый и изобретатель Т. Эдисон в 1879 г.

Электрон покидает поверхность металла, если E к > A вы х , где A вы х – работа выхода электрона, m e – масса электрона, v e –скорость электрона.

A вых зависит от рода вещества, можно найти в таблице справочника.

[ A вых ] = [ эВ]. ЭВ – электровольт. 1 эВ= 1.6 -19 Кл•В=1.6 • 10 -19 Дж (. )

Концентрация электронов в электронном облаке тем больше, чем меньше работа выхода электрона из металла и чем выше температура металла.

Давление в вакууме ( p ) меньше 10 -6 –10 -3 мм рт.ст.

Итак : для создания тока в вакууме необходим специальный источник заряженных частиц. Действие такого источника обычно основано на термоэлектронной эмиссии.

hello_html_m60a5ac6.jpghello_html_78d39982.png

Электронными лампами называются устройства, основанные на применении термоэлектронной эмиссии. Простейшим типом электронных ламп является двухэлектродная лампа – диод прямого накала.

hello_html_70906b2d.jpg

«Проверь, как изучил материа л!». hello_html_m35cd65b4.png

1. Почему в дымоходе раскаленные частички угля несут на себе электрический заряд, каков знак заряда?

А. Заряжаются за счет электризации трением; заряд положительный.

Б . Заряжаются за счет термоэлектронной эмиссии; заряд положительный.

В . Заряжаются за счет электризации трением; заряд отрицательный.

2. Работа выхода электронов вольфрама равна 4,5 эВ, оксида бария равна 1 эВ. Какое вещество будет испускать меньше электронов в единицу времени, если температура одинакова при равных площадях поверхности?

А . Оксид бария.

Б. Вольфрам.

В. Одинаковое количество электронов, так как температуры равны.

3. Каким образом можно управлять электронным пучком?

А . Только электрическим полем.

Б . Только магнитным полем.

В . С помощью электрического и магнитного полей.

Домашние задание: hello_html_mc78a39.jpg

Учебник: Г. Я. Мякишев и др. Физика: 10-11 кл, Электродинамика. М-2006.

§ 3.11, 3.12 стр.296 — 303

Какое из действий электрического тока всегда сопровождает его при прохождении через любые среды: химическое, механическое, магнитное, тепловое?

Какими носителями электрического заряда может создаваться ток в газах?

Источник