План-конспект урока Дата урока 23. 02 Тема урока Виды газового разряда и их применение. Плазма icon

План-конспект урока Дата урока 23. 02 Тема урока Виды газового разряда и их применение. Плазма


1 чел. помогло.
Смотрите также:
План-конспект урока. Заключение. Список литературы стр. 3...
План конспект урока, (вкл.) Тип урока: комплексный урок (на уроке сочетаются фронтальный...
План-конспект урока по музыке тема урока: «О подвигах, о доблести, о славе…»...
План-конспект урока информатики в 7 классе Тема: «Power Point...
План-конспект урока по информатике Тема урока: «Поисковые информационные системы»...
Конспект урока с использованием информационно-коммуникационных технологий (икт) Предмет:...
План конспект урока. Тема урока: Культура Древнего Египта. Форма урока: урок+презентация...
Урока дата урока тема урока...
Конспект урока технологии. Класс: 6 «Б» Дата: 01. 03. 06. Тема урока: Металлы и их свойства...
План-конспект урока литературы с применением средств икт 6 класс. Тема урока...
План-конспект урока по физической культуре для 10 класса. Тема урока: Баскетбол...
Тема урока: Смотр знаний по теме «Десятичные дроби»...



План-конспект урока

Дата урока -23.02

Тема урока Виды газового разряда и их применение. Плазма.

Цель урока: развитие представлений о физике как части общечеловеческой культуры, её значимости для общественного прогресса, методами познания природы.

Задачи урока:

  • Образовательная – закрепить полученные ранее знания о газовом разряде; сформировать у учащихся знания о видах газового разряда, понятии плазмы.

  • Развивающая – научить определять, распознавать и описывать явления возникновения разных видов газового разряда, устанавливать причинно-следственные связи процессов, происходящих в них. Показать возможность практического применения газовых разрядов. Сформировать представления о связи развития физики с развитием общества, техники и технологиями, подвести учащихся к пониманию необходимости ориентироваться в проблеме современности, применяя знания из области физики.

  • Воспитательная – совершенствовать стремление учащихся пополнять знания и умения, развивать механизмы психики учащихся (восприятие, память, мышление), стимулировать потребность к самостоятельности в различных видах деятельности.

Ведущая идея урока: Ток под действием приложений разности потенциалов возникает в любой среде, где имеются свободные электроны.

Тип урока:

  • урок усвоения новых знаний;

Форма проведения урока: урок-лекция

Методы обучения:

  • по источнику знаний (словесные, наглядные);

  • по характеру познавательной деятельности /И.Я. Лернер/ (объяснительно-иллюстративный, проблемное изложение);

  • на основе целостного подхода к учебно-педагогической деятельности /Ю.К. Бабанский/ (организация учебно-познавательной деятельности);

Оборудование и источники информации учеб. пособие по физике для 11-го кл. ЖилкоВ.В. Компьютер и проектор для просмотра обучающего видеофрагмента

Использованная литература, электронные источники.

учеб. Пособие по физике для 11-го кл. ЖилкоВ.В. ,

курс физики «электричество и магнетизм» Стр. 264-285 Метод. пособие по физики,

фильм по теме «Газовый разряд» СГУ, Москва


Структура урока:

  1. Оргмомент (1 мин)

  2. Актуализация опорных знаний и способов деятельности (10 мин)

  3. Постановка учебной задачи урока (1 мин)

  4. Формирование новых знаний и способов деятельности(19 мин)

  5. Закрепление новых знаний и способов деятельности(7 мин)

  6. Обобщение и систематизация знаний (5 мин)

  7. Домашнее задание с пояснением (1 мин)

  8. Рефлексия (1 мин)



Содержание урока.

1. Оргмомент

Приветствие учеников. Проверка готовности класса к уроку. Проверка отсутствующих. Создание комфортной обстановки для активной познавательной деятельности.

2.Актуализация опорных знаний и способов деятельности

Мы начали изучать новую главу «Атомы и излучение» с понятия электрический ток в газах. Сейчас я предлагаю вам оживить ваши знания и выполнить предложенные вам задания.

1)дать определение понятиям (задания на карточках 4 ученикам)

  1. Ионизация газа - распад молекул газа на электроны и положительные ионы(0.5б)

  2. Рекомбинация – процесс взаимной нейтрализации заряженных частиц (0.5б)

  3. Газовый разряд – явление прохождения тока через газовый разряд(0.5б)

  4. Электрический пробой – процесс перехода несамостоятельного газового разряда в самостоятельный(0.5б)

  5. Самостоятельный газовый разряд- разряд, который продолжается после прекращается действия внешнего ионизатора (0.5б)

  6. Несамостоятельный газовый разряд – разряд, происходящий под действием внешнего ионизатора(0.5б)

  7. Вторичная электронная эмиссия – процесс, когда во время бомбардировки ионами поверхности катода выбиваются электроны (1б)

  8. Термоэлектронная эмиссия – процесс образования свободных электронов во время нагревания катода (1б)

  9. Проведите сравнительную характеристику: фотоионизация и термоионизация (2б)

Оба процесса проходят при наличии ионизатора, катода и анода. Но для прохождения фотоионизации необходимо излучение. Когда для термо ионизации – высокая температура электродов, в результате обоих процессов мы имеем свободные электроны и ионы.

  1. Как изменится вид вольтамперной характеристики газового разряда, если при напряжениях, превышающих напряжение пробоя, убрать внешний ионизатор? (3б)

Поскольку при напряжении, превышающем напряжение пробоя, имеет место ударная ионизация, которая приводит к электронной и ионной лавине, наш несамостоятельный разряд переходит в самостоятельный. А значит, даже если убрать внешний ионизатор газовый разряд при этом не исчезнет.

^ 2) рассказать про способы ионизации (1 человек у доски)

На доске прикреплены(нарисованы) 3 рисунка – определить:

где, какой способ ионизации, дать краткую их характеристику.

3.Постановка учебной задачи урока

Мы рассмотрели условия ионизации газа. Не трудно догадаться, что в зависимости от свойств используемого газа, газовый разряд будет иметь свои особенные характеристики. Сегодня мы углубим знания о газовом разряде и рассмотрим его виды. Запишите, пожалуйста, сегодняшнюю дату и тему урока: «Виды газового разряда и их применение. Плазма»
4.Формирование новых знаний и способов деятельности

В зависимости от свойств и состояния газа, характера и расположения электродов, а также от приложенного к электродам напряжения возникают различные виды самостоятельного разряда. Рассмотрим несколько из них.

Тлеющий разряд.

Тлеющий разряд наблюдается в газах при низких давлениях порядка нескольких десятков миллиметров ртутного столба и меньше.

Рассмотрим трубку. В катодном темном пространстве происходит сильное ускорение электронов и положительных ионов, выбивающих электроны из катода. В области тлеющего свечения электроны производят интенсивную ударную ионизацию молекул газа и теряют свою энергию. Здесь образуются положительные ионы, необходимые для поддержания разряда. Напряженность электрического поля в этой области мала.

Тлеющее свечение в основном вызывается рекомбинацией ионов и электронов. Протяженность катодного темного пространства определяется свойствами газа и материала катода. Т.е заполнив трубку различными газами, мы можем получить различную окраску и интенсивность свечения.

Тлеющий разряд используется в газосветных трубках, лампах дневного света, стабилизаторах напряжения, для получения электронных и ионных пучков. (просмотреть видеофрагмент «Тлеющий разряд»)

Коронный разряд.

Коронный разряд возникает при нормальном давлении в газе, находящемся в сильно неоднородном электрическом поле (например, около остриев или проводов линий высокого напряжения).

При коронном разряде ионизация газа и его свечение происходят лишь вблизи коронирующих электродов.

Корона – вредное явление, сопровождающееся утечкой тока и потерей электрической энергии.

Для уменьшения коронирования увеличивают радиус кривизны проводников, а их поверхность делают, возможно, более гладкой.

При повышенном напряжении коронный разряд на острие приобретает вид исходящих из острия и перемежающихся во времени светлых линий.

Заряженное грозовое облако индуцирует на поверхности Земли под собой электрические заряды противоположного знака. Особенно большой заряд скапливается на остриях. Поэтому перед грозой или во время грозы нередко на остриях и острых углах высоко поднятых предметов вспыхивают похожие на кисточки конусы света. С давних времен это свечение называют огнями святого Эльма.

Особенно часто свидетелями этого явления становятся альпинисты. Иногда даже не только металлические предметы, но и кончики волос на голове украшаются маленькими светящимися кисточками.

С коронным разрядом приходится считаться, имея дело с высоким напряжением. При наличии выступающих частей или очень тонких проводов может начаться коронный разряд. Это приводит к утечке электроэнергии. Чем выше напряжение высоковольтной линии, тем толще должны быть провода(обратиться к рисункам в учебном пособии на с.221).

Искровой разряд.

Искровой разряд имеет вид ярких зигзагообразных разветвляющихся нитей-каналов, которые пронизывают разрядный промежуток и исчезают, сменяясь новыми.

Искровой разряд сопровождается выделением большого количества теплоты, ярким свечением газа, треском или громом. Все эти явления вызываются электронными и ионными лавинами, которые возникают в искровых каналах и приводят к огромному увеличению давления, достигающему 107108 Па, и повышению температуры до 10000 С.

Характерным примером искрового разряда является молния.

При малой длине разрядного промежутка искровой разряд вызывает специфическое разрушение анода, называемое эрозией. Это явление было использовано в электроискровом методе резки, сверления и других видах точной обработки металла.

Искровой промежуток применяется в качестве предохранителя от перенапряжения в электрических линиях передач (например, в телефонных линиях).

Наконец, электрическая искра применяется для измерения больших разностей потенциалов с помощью шарового разрядника, электродами которого служат два металлических шара с полированной поверхностью. Шары раздвигают, и на них подается измеряемая разность потенциалов. Затем шары сближают до тех пор, пока между ними не проскочит искра. Зная диаметр шаров, расстояние между ними, давление, температуру и влажность воздуха, находят разность потенциалов между шарами по специальным таблицам. Этим методом можно измерять с точностью до нескольких процентов разности потенциалов порядка десятков тысяч вольт (показать искровой разряд на примере электрофорной машины).

Дуговой разряд.

Дуговой разряд был открыт В. В. Петровым в 1802 году. Этот разряд представляет собой одну из форм газового разряда, осуществляющуюся при большой плотности тока и сравнительно небольшом напряжении между электродами (порядка нескольких десятков вольт).

Основной причиной дугового разряда является интенсивное испускание термоэлектронов раскаленным катодом. Эти электроны ускоряются электрическим полем и производят ударную ионизацию молекул газа, благодаря чему электрическое сопротивление газового промежутка между электродами сравнительно мало. Если уменьшить сопротивление внешней цепи, увеличить силу тока дугового разряда, то проводимость газового промежутка столь сильно возрастет, что напряжение между электродами уменьшается. Поэтому говорят, что дуговой разряд имеет падающую вольт - амперную характеристику

Температура газа в канале дугового разряда достигает 5000-6000 С, поэтому в нем происходит интенсивная термоионизация.

В 1876 году П. Н. Яблочков впервые использовал электрическую дугу как источник света. В «свече Яблочкова» угли были расположены параллельно и разделены изогнутой прослойкой, а их концы соединены проводящим «запальным мостиком». Когда ток включался, запальный мостик сгорал, и между углями образовывалась электрическая дуга. По мере сгорания углей изолирующая прослойка испарялась.

Дуговой разряд применяется как источник света и в наши дни, например в прожекторах и проекционных аппаратах.

Высокая температура дугового разряда позволяет использовать его для устройства дуговой печи. В настоящее время дуговые печи, питаемые током очень большой силы, применяются в ряде областей промышленности: для выплавки стали, чугуна, ферросплавов, бронзы, получения карбида кальция, окиси азота и т.д.

В 1882 году Н. Н. Бенардосом дуговой разряд впервые был использован для резки и сварки металла. Дуговой разряд нашел применение в ртутном выпрямителе, преобразующем переменный электрический ток в ток постоянного направления (просмотреть видеофрагмент «Дуговой разряд»).

Плазма.

Плазма – это частично или полностью ионизованный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. Таким образом, плазма в целом является электрически нейтральной системой.

Плазму, содержащую электроны и положительные ионы, называют электронно-ионной.

Если в плазме наряду с заряженными частицами имеются и нейтральные молекулы, то ее называют частично ионизированной.

Плазму, состоящую только из заряженных частиц, называют полностью ионизированной.

Слабо ионизованной плазмой в природных условиях являются верхние слои атмосферы – ионосфера. Солнце, горячие звезды и некоторые межзвездные облака – это полностью ионизованная плазма, которая образуется при высокой температуре.

Плазма обладает рядом специфических свойств, что позволяет рассматривать ее как особое четвертое состояние вещества.

Из-за большой подвижности заряженный частицы плазмы легко перемещаются под действием электрических и магнитных полей. В плазме легко возбуждаются разного рода колебания и волны.

Низкотемпературная плазма применяется в газоразрядных источниках света – в светящихся трубках рекламных надписей, в лампах дневного света. Газоразрядную лампу используют во многих приборах, например, в газовых лазерах – квантовых источниках света.

Высокотемпературная плазма применяется в магнитогидродинамических генераторах.

Недавно был создан новый прибор – плазмотрон. В плазмотроне создаются мощные струи плотной низкотемпературной плазмы, широко применяемые в различных областях техники: для резки и сварки металлов, бурения скважин в твердых породах и т.д.

5.Закрепление новых знаний и способов деятельности

Закрепим полученные знания, ответив на вопросы в конце параграфа учебного пособия на с.223:

1.Какие частицы являются носителем тока в газах?

Ответ: это свободные электроны и ионы, которые испускает катод, когда его бомбардируют ионы

2.Какие виды самостоятельного разряда вы знаете?

Ответ: тлеющий, искровой, коронный, дуговой.

3.При каких условиях возникает тлеющий разряд?

Ответ: разреженный газ, низкое давление

4.Каковы характерные признаки искрового разряда?

Ответ: сопровождается ярким свечением газа при проскакивании искры, характерным звуком и выделением некоторого количества теплоты

5.При каких условиях возникает коронный разряд?

Ответ: заостренный электрод, сильное неоднородное электрическое поле.

6. Каковы характерные признаки дугового разряда?

Ответ: сильное неоднородное электрическое поле, атмосферное давление

7.Где находят применение газовые разряды?

Ответ: в лампах, работающих на тлеющем разряде, в неоновой рекламе …

8.Какое состояние вещества называется плазмой?

Ответ: Плазма – это частично или полностью ионизованный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы

9.В каких процессах применяется плазма?

Ответ: при резке, шлифовке металлов, травлении различных поверхностей, введении добавок в полупроводники, нанесении защитных и упрочняющих покрытий.

10.Что произойдет с электрической дугой, если сильно охладить: а) анод; б) катод?

Ответ: дуговой разряд возможен, если оба электрода раскалены, если охладим анод разряд не прекратится, если охладим катод – электроны не будут выбиваться т разряд прекратиться.

6.Обобщение и систематизация знаний

Обобщим знания, полученные во время урока, и зафиксируем их в опорном конспекте.

Какие существуют виды газового разряда?

Дадим им краткую характеристику и запишем в конспекте в виде таблицы:





условия

проявление

применение


Тлеющий

разреженный газ

низкое давление(0.1-0.01 мм рт.ст.)

свечение, цвет зависит от вида газа

в неоновой рекламе,

в газовых лазерах,

в лампах на тлеющем разряде


Искровой

атм. давление

при увел. U до Uп

яркое свечение,

звук,

выделением тепла

для воспламенения горючей смеси в ДВС

Дуговой

сильно нагретые электроды

большая сила тока

малое напряжение

яркая электрическая дуга

в электропечах для сварки, резанья металлов,

как мощный источник света

Коронный

сильное неоднород. эл. поле, атм. давление,

заостренный электрод

свечение в виде короны вокруг острия

в электрофильтрах для очистки промышленных газов от примесей


Что такое плазма? Назовите ее виды. Запишите в конспект.

Плазма - это частично или полностью ионизованный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы

Виды плазмы

  • Электронно-ионизированная

  • Частично-ионизированная

  • Полностью ионизированная

7. Домашнее задание с пояснением

§45, знать ответы на вопросы, владеть опорным конспектом.

8.Рефлексия

Для выявления степени усвоения нового материала задаю ученикам вопросы:

Понятна ли вам тема урока? Если вопросы по формулировке определений? Понятен ли вам процесс протекания газового разряда?


Доска


Д/з: §45, с.223 ответы на вопросы, опорный конспект.


Рис. 116, с. 215


Рис. 116, с. 215











Рис. 118, с. 215














Скачать 121.86 Kb.
оставить комментарий
Дата30.11.2011
Размер121.86 Kb.
ТипУрок, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

не очень плохо
  1
отлично
  6
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх