Електричний струм у газах розробка уроку для дітей з ООП

Комунальний заклад « Чнркаський навчально-реабілітаційний центр « Країна добра» Черкаської обласної ради

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розробка уроку фізики на тему « Електричний струм у газах» для дітей з ООП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Підготувала вчитель фізики Давиденко Д.Е

 

 

Урок з фізики для 12 класу на тему:

ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ в газах

Мета уроку: формувати компетентності 

Предметні: ознайомити учнів із поняттям струму в газах, показати за яких умов газ проводить електричний струм, з'ясувати природу носіїв заряду в газах, розширити та поглибити знання учнів про електричний струм у різних середовищах, зокрема в газах, показати практичну значущість набутих знань у побуті, техніці, на виробництві, розвивати інтерес до вивчення фізики.

Виховна: виховувати дисциплінованість

Коригувальна: Коригувати вимову учнів, вправляти навички зчитування з губ, розвивати залишки слуху

Тип уроку: урок вивчення й первинного закріплення знань.

Словник: СТРУМ У ГАЗАХ, ІОНІЗАЦІЯ ГАЗУ, ПЛАЗМА, ЕЛЕКТРОМЕТЕР, РЕКОМБІНАЦІЯ , ГАЗОВИЙ РОЗРЯД, ІСКРОВИЙ ГАЗОВИЙ РОЗРЯД

ТЛІЮЧИЙ ГАЗОВИЙ РОЗРЯД, ДУГОВИЙ ГАЗОВИЙ РОЗРЯД, КОРОННИЙ ГАЗОВИЙ РОЗРЯД, КУЛЬОВА БЛИСКАВКА

Хід уроку

1. Розмовна хвилинка

1. Який зараз урок? ( фізика)
2. Що вивчає фізика?( Фізика вивчає закономірності в природі)
3. Яку тему ви вичали минулого уроку? (                                                               )
4. Що таке електричний струм? (Електричний струм — це впорядкований (напрямлений) рух заряджених частинок.)

2. Актуалізація опорних знань:

1. Що є носіями заряду в металах
2. На які три категорії за електропровідністю поділяють речовини?
3. що називається електролітом?
4. які частинки є носіями струму в електроліті?
5. Що таке ступінь електричної дисоціації?
6. Від чого він залежить?

3. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Механізм провідності газів

Учитель: давайте перевіремо чи проводить повітря струм

Експеримент! Візьмемо електрометр зарядимо його.

При кімнатній температурі, він помітно не розряджається, що свідчить про те, що електричного струму немає і газ можна вважати діелектриком.

Нагріємо повітря біля нього. Помітимо, що стрілка електрометра швидко наближається до нуля

Для відриву електрона від атома необхідна певна енергія, що називається енергією іонізації.

Можемо зробити висновок що нагріте повітря проводить струм

• Іонізація газів — відрив від їхніх атомів або молекул електронів.
• Протилежним процесу іонізації газів є процес рекомбінації — возз'єднання протилежно заряджених частинок у нейтральні молекули.

Іонізатор щомиті створює в просторі між електродами деяке число іонів і електронів. Стільки ж іонів і електронів, з’єднуючись між собою, утворюють нейтральні атоми. Така динамічна рівновага існує доти, поки між електродами немає електричного поля. Як тільки між електродами буде створене поле, відразу ж на частинки, що несуть заряди різного знака, почнуть діяти сили, спрямовані в протилежні сторони. Тому, попри безладного руху, заряджені частинки будуть переміщатися в напрямку дії на них електричного поля. Це напрямлений рух частинок під дією електричного поля і являє собою струм у газі.

Процес протікання електричного струму через газ називають газовим розрядом.

В іонізованому газі є носії зарядів трьох сортів: електрони, позитивні й негативні іони.

 

2. Газовий розряд

Іонізація газу може відбуватися п ід впливом різних зовнішніх чинників (сильне нагрівання газу, рентгенівське або радіоактивне випромінювання, космічне випромінювання, бомбардування швидкорухомими електронами або іонами, що називаються зовнішніми іонізаторами.

Існує 2 види газового розряду: несамостійний і самостійний.

Якщо електропровідність газу виникає під дією іонізаторів, а з видаленням останнього зникає, то маємо несамостійний розряд.

• Газовий розряд, який можна спостерігати тільки за наявності зовнішнього іонізатора, називають несамостійним газовим розрядом.

За певних умов струм у газах може проходити й без зовнішнього іонізатора.

• Газовий розряд, що триває після того, як припиняється дія зовнішнього іонізатора, називають самостійним газовим розрядом.

Яка ж причина появи носіїв заряду в цьому випадку?

Електричне поле діє на заряджені частинки, що перебувають у газі (електрони й іони). Якщо поле досить сильне, то поле розганяє електрони до такої швидкості, що внаслідок зіткнень із атомами або молекулами відбувається їхня іонізація.

Внаслідок іонізації з’являються нові заряджені частинки — іони й електрони. Вони так само розганяють полем, електрони іонізують нові атоми або молекули, що, у свою чергу, створює додаткове збільшення кількості заряджених частинок.

У результаті кількість заряджених частинок різко зростає. Це явище дістало назву електронної лавини. Саме нею й пояснюється самостійний розряд у газах.

Фізкульт хвилинка

3. Типи самостійного розряду

Існує кілька типів самостійних розрядів, серед яких розрізняють іскровий, коронний, дуговий і тліючий.

• Іскровий розряд має вигляд яскравих зиґзаґоподібних переривчастих смужок, супроводжується характерним звуковим ефектом — «тріском» іскри.

Іскровий розряд у незначних масштабах виникає, наприклад, у звичайних вимикачах, коли ми вимикаємо світло. А в гігантських масштабах це блискавка. Блискавка переважно вдаряє в місця, що мають гарну провідність. Крім того, блискавка часто уражає окремо розташований предмет на узвишші. Тому під час грози не можна підходити до високих предметів і блискавковідводів, а тим більше тулитися до них.

На застосуванні іскрового розряду засновані методи електроіскрового обробляння металів. Потужні, сильно-струмові розряди у водні були першими кроками на шляху до керованого термоядерного синтезу.

• Коронний розряд — це характерна форма самостійного газового розряду, що виникає в різко неоднорідних полях.

За атмосферного тиску в газах, що перебувають у сильно неоднорідному електричному полі (поблизу вістря, біля проводів ліній електропередачі високої напруги й т. ін.), спостерігається коронний розряд.

У досить сильному полі іонізація електронним ударом відбувається вже за атмосферного тиску. Саме така ситуація виникає перед грозою або під час грози. Але в міру віддалення від вістря поле швидко зменшується, тому вдалині від вістря електронна лавина не виникає.

Коронний розряд застосовують в електрофільтрах для очищення повітря. Іони, зіштовхуючись із часточками диму, заряджають їх, після чого заряджені частинки притягуються до електродів і осідають на них.

Якщо вугільними електродами, до яких прикладена напруга в кілька десятків вольт, доторкнутися один до одного, то в колі виникне великий струм. При цьому в місці контакту електродів (де опір максимальний) електроди нагріваються настільки, що з катода починають вилітати електрони. Це явище називають термоелектронною емісією.

Завдяки термоелектронній емісії струм у повітрі не припиняється, й після розведення електродів виникає самостійний розряд. Його називають дуговим розрядом.

Температура під час дугового розряду досягає 6000 °С (така температура на поверхні Сонця).

• Дуговий розряд було відкрито 1802 р. російським фізиком В. В. Петровим.

Дуговий розряд використовують для електрозварювання металів. Значний внесок у розробку методів електрозварювання зробили українські вчені під керівництвом академіка А. Е. Патона — організатора й першого директора Інституту електрозварювання в Києві.

1876 р. російський інженер П. Н. Яблочков уперше застосував електричну дугу для освітлення. Дуговий розряд також використовують у прожекторах, проекційних апаратах і в маяках. У металургії широко застосовують дугові електропечі, джерелом теплоти в яких є дуговий розряд. У таких печах виплавляють сталь, чавун, бронзу й інші метали.

За низького тиску виникає розряд, що називають тліючим.

У разі зменшення тиску газу відстань, що пролітає електроном між послідовними зіткненнями, збільшується. Завдяки цьому навіть незначне поле встигає розігнати електрони між зіткненнями, так що електрони дістають енергію, достатню для іонізації атомів і молекул газу.

• Електричний розряд, що відбувається за низького тиску (частинки міліметра ртутного стовпа, тобто в тисячі разів менше атмосферного тиску), називають тліючим розрядом.

Тліючий заряд використовують у люмінесцентних лампах і газонаповнених рекламних трубках.

Учні виконують завдання на картках

 

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1. Чому при нагріванні газ стає провідником?
2. Що таке іонізація газу?
3. Які ви знаєте види електричних зарядів?
4. Що таке плазма?

ЩО МИ ДІЗНАЛИСЯ НА УРОЦІ

• Іонізація газів — відривання від їхніх атомів або молекул електронів.
• Процес протікання електричного струму через газ називають газовим розрядом.
• Газовий розряд, який можна спостерігати тільки за наявності зовнішнього іонізатора, називають несамостійним газовим розрядом.
• Газовий розряд, що триває після того, як припиняється дія зовнішнього іонізатора, називають самостійним газовим розрядом.
• Іскровий розряд має вигляд яскравих зиґзаґоподібних переривчастих смужок, супроводжується характерним звуковим ефектом — «тріском» іскри.
• Коронний розряд — це характерна форма самостійного газового розряду, що виникає в різко неоднорідних полях.
• Електричний розряд, що відбувається за низького тиску (частинки міліметра ртутного стовпа, тобто в тисячі разів менше від атмосферного тиску), називають тліючим розрядом.

 

Домашнє завдання

Вивчити конспект