Сабақтың тақырыбы: Жартылай өткізгіштердегі электр тогы. Мақсаты: Білімділік

• 
  Жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігін зерттеу; Ж/ө қолданбалылығының негіздерін қарастыру;
  
• 
  Физиканы оқуға деген қызығушылықтарын арттыру;
  

• 
  Танымдық қызығушылығын арттыру үшін проблемалық жағдайларды тудыра отырып шығармашылық қабілеттерін арттыру;
  

• 
  Физика курсының практикалық маңызын қарастыру;
  

Сабақтың барысы

• 
  Затты біртіндеп қыздырған кезде болатын өзгерістерді сипаттай аламыз ба?
  

• 
  Ол өзгерістер заттардың электрлік өткізгіштігіне тәуелді ме?
  

1-ден электрді тасымалдайтын бөлшектер тек қана электрондар емес,ал «кемтіктер» де екені анықталды.

2-ден ж/ө-ді сәл ластандыру олардың қасиетін күрт өзгертетіні анықталды.

3-ден жеткілікті жақсарған және таза жартылай өткізгіштерді балқытып алуды үйренді.

3. Жаңа тақырып игеру.

Электр өткізгіштігі тұрғысынан барлық заттарды үш класқа бөлуге болады: а) өткізгіштер ( ρ =(10^-5 – 10^-8) Ом*м), диэлектрики –токты жаман өткізетіндер ( ρ =(10⁸ – 10¹⁷) Ом*м), жартылайөткізгіштер –диэлектриктер мен өткізгіштердің арасындағы аралық орынға ие заттар.

( ρ =(10⁴ – 10^-5) Ом*м),

Өткізгіштердің жақсы өткізгіштігі оларда зарядтың еркін тасымалдаушыларыынң көп екендігімен түсіндіріледі.Өткізгіштерде қоспа көп болса, онда олардың кедергісі артады. Себебі, қоспалар зарядтың еркін тасымалдаушыларына күшті әсер етеді.(олардың концентрациясының өзгермеуіне қарамастан)

Диэлектриктердің токты нашар өткізу себебі оларда еркін электрондар жоқтың қасы. Егер диэлектриктерде қоспа болса, онда олардың электрондары өз атомдарымен әлсіз байланысқан болады. Сондықтан, олар өз атомдарынан жеңіл босайды да, еркін күйге өтеді. Яғни диэлектриктің кедергісі азаяды.

Ж/ө класына коваленттік байланысы бар заттар жатады. Төрт көрші атомдардың арасындағы коваленттік байланыс олардың валенттік электрондарының байланысынан туындайды. Бұл электрондар уақытының көп бөлігінде көрші атомдардың арасындағы кеңістікте болады.иЭлектрондардың ұжымдық жұбы тек екі атомға ғана тәуелді. Әр атом көрші атоммен төрт байланыс түзеді., ал валеттік электрон кез-келген атомда қозғалуы мүмкін. Көрші атомға жеткен соң электрон оған көшуі мүмкін. Сондықтан, ұжымдық валенттік электрондар бүкіл кристалға жатады деуге болады.

Төменгі температураларда коваленттік байланыс өте мықты сондықтан ж/ө өзін диэлектрик сияқты ұстайды. Сыртқы электр өрісі электрондардың бағытталған қозғалысын жүзеге асыра алмайды.

t↑, R↑ t↓ R↓-металдарда. Диэлектриктердің кедергісі қыздырған кезде азаяды, бірақ үлкен болып қала береді. Диэлектриктерде электрондарды атомнан айырып алу үшін үлкен энергия керек. Сондықтан диэлектриктер үлкен өткізгіштікке жеткенше балқып үлгереді.

Ж/ө-ң өткіізгіштігі температураға және жарықталуға тәуелді. Бұл ерекшеліктер ж/ө-ді кең қолдануға мүмкіндік береді.

Таза ж/ө-де электрондар мен кемтіктер саны бірдей. Сондықтан таза ж/ө-ң өткізгіштігі жартылай электрондық, жартылай кемтіктік. Мұндай өткізгіштік меншікті өткізгіштік деп аталады.

4. Қызықты деректер. Нерв талшықтары мен бұлшық еттің жиырылуын және шіру мен ашу процестерін зерттеу Гельмгольцке энергияның сақталу және айналу заңын тұжырымдауға негіз болды.

2. p­n­p –ауысуды ашу мүлдем кездейсоқ болды. Тіпті білмегендіктен деп те айтуға болады. (19 жасар Олег Лосев ашты) Ол Эйнштейндік афоризмді дәлелдеді «все с детства знают, что то-то и то-то невозможно, но всегда находится невежда, который этого не знает, он-то и делает открытие»

3 Фильм қарау. “Эл. ток в полупроводниках»

Үй тапсырмасы: § 23- жатт.

• 
  Физиканы оқуға деген қызығушылықтарын арттыру;
  
• 
  Физикалық білімнің шын екендігіне көз жеткізу;
  

• 
  Танымдық қызығушылығын арттыру үшін проблемалық жағдайларды тудыра отырып шығармашылық қабілеттерін арттыру;
  

• 
  Физика курсының практикалық маңызын қарастыру;
  

Сабақтың барысы

І. Жаңа тақырып игеру.

Интербелсенді тақта арқылы электрондық оқулықтың көмегімен жаңатақырыпты игеру.

Электр тогын өткізбейтін, яғни еркін электрондары болмайтын заттарды диэлектриктер деп атайды.Диэлектриктерде қалыпты жағдайда электр зарядтарының реттелген қозғалысының болуы мүмкін емес. Үлкен кернеу түскенде диэлектриктің өткізгішке айналуын – диэлектриктің тесілуі деп атайдм.Егер диэлектриктің кез-келген нүктесіндегі және ішіндегі барлық бағытта оның физикалық қасиеттері бірдей болса,диэлектрик біртекті изотропты деп аталады. Диэлектриктің атомдарындағы валенттілік электрондары яддроларымен берік байланысқан, қалыпты жағдайда олардан жұлынып шыға алмайды, молекулалары электрлік беййтарап болады. Егер сыртқы электр өрісі болмағанда, диэлектриктің молекуласының оң және теріс зарядтарының массалар центрі сәйкес келсе, диэлектрик диполінің электрлік моменті нөле тең болса, диэлектрик полярсыз деп аталады.

Полярсыз диэлектриктерді сыртқы электр өрісіне енгізгенде молекулаларында(атомдарында) деформация болады да, индукцияланған дипольдік электрлік момент p_е пайда болады.

Егер полярсыз біртекті диэлектрикті біртекті электр өрісіне әкелсе, диэлектриктің молекулаларында оң және теріс зарядтардың ығысуы болады. Диэлектрикті шектейтін беттерде (АВ және СД) электрлік беттік байланысқан зарядтар пайда болады. Байланысқан зарядтар жұлынып кете алмайды, диэлектриктің ішкі кез-келген көлемінде электр зарядтарының қосындысы нөлге тең. Ал АВ және СД беттерінде байланысқан зарядтар компенсацияланбайды да диэлектриктің өзінің электр өрісін туғызады. Осы өрістің кернеулік векторы Е_і диэлектриктің ішкі көлемінде поляризацияны туғызған сыртқы өрістің кернеулігіне Е қарсы бағытталады. Бұл деформациялық поляризация диэлектриктің деформациясынан тәуелді емес.

Электр өрісінің күш сызықтарын көретін приборда шаш қиындылары қалай орналасады? Неге?

І. Шаш – диэлектрик, сондықтан шаш қиындылары электр өрісінде поляризацияланады және электр өрісінің әсерінен күш сызықтарының бағытымен орналасады. Шаш қиындыларының орналасу көрінісі электр өрісінің кернеулік сызықтарының конфигурациясы туралы түсінік береді.

ІІ. Неге вакуумге қарағанда диэлектрикте электр зарядтарының әсерлесу күші аз? Электр зарядтарын бөлетін диэлектрик поляризацияланады. Поляризациялану заряды әрқашан поляризацияны тудырған зарядқа қарама –қарсы болады. Ал, ол диэлектрикте орналасқан зарядтардың азаюымен тең. Әр зарядтың мәні поляризациялаушы зарядтың мәніне тең мәнге азаяды. Зарядтардың азаюы күштердің азаюына әкеледі. Сондықтан, диэлектрике орналасқан зарядтардың әсерлесу күші ε есе азаяды.

ІІІ. Кернеулігі 25 В/м біртекті электр өрісіне электр шамына жалғанған

А және В өткізгішінің ұштары енгізілген. Суреттегі берілген бойынша

шам жанатынын немесе жанбайтынын анықтаңыз. Неге?

Электростатикалық өрістегі өткізгіш эквипотенциал бет болып есептеледі,

Сондықтан А және В нүктелерінің арасындағы потенциалдар айырымы нөлге тең, яғни шам жанбайды.
ІІІ. Неге иондар су буының конденсациялану центрі болып есептеледі?

а)

Әрбір ион электр зарядталған бөлшек ретінде өзінің электр өрісіне ие болады. Су буының молекулалары табиғатынан электр диполі болып есептеледі. а) суретте судың диполінің электр өрісі бейнеленген. Хаосты қозғалыс кезінде су буының молекулалары ауа иондарымен кездеседі және олардың электр өрісі әсерлеседі де нәтижесінде су буының молекулалары ауаның оң және теріс иондарына отырады.(б) суреттегідей) Сондықтан, су буы нейтрал денелерге қарағанда электр зарядталған денелерде жақсы конденсацияланады.

ІV.Шардың бетіндегі электр потенциалы 120В. Шардың ішіндегі кернеулік пен потенциал неге тең?

Зарядталған өткізгіштің ішінде электр өрісі болмайтындықтан оның ішіндегі кернеулік нөлге тең. Шардың бетіндегі электр зарядтары статикалық , тепе -теңдік (равновесном) болатындықтан өткізгіштің кез-келген екі нүктесінің (бетіндегі немесе ішіндегі) потенциалдар айырымы нөлге тең. Яғни, өткізгіштің барлық нүктелерінің потенциалдары бір –біріне тең. Яғни, металл шардың ішіндегі потенциал 120В.

V. Екі әр текті зарядталған металл пластиналардың арасына диэлектрик енгізілген. Егер диэлектрик олардың арасындағы бір бөлікті ғана алып тұратын болса, онда пластиналардағы зарядтың беттік тығыздығы қалай өзгерер еді. Неге?

Зарядталған пластиналардың арасындағы кеңістікте диэлектрик болмаса немесе ол барлық кеңістікті толтырса зарядталған платиналардағы заряд бірқалапты таралады. Себебі, зарядталған пластиналардың және диэлектриктің поляризацияланған зарядтарының қосынды кернеулігі пластина мен диэлектриктің арасындағы барлық нүктелерде бірдей. Егер диэлектрик пластиналардың арасындағы кеңістіктің бір бөлігін толтырса, онда пластиналардағы зарядтар диэлектриктің поляризацияланатын зарядтарымен әсерлескендіктен диэлектриктің бір жағына қарай ауысады да, пластиналардағы зарядтың бірқалыпты таралуы бұзылады. Зарядтардың беттік тығыздығы арасында диэлектригі бар пластинаның бөлігінде көп болады.

VI. Электр өрісіне енгізілген өткізгіште неге электр өрісі болмайды?

Электр өрісіне енгізілген өткізгіште өткізгіш аясында еркін зарядтардың таралуы байқалады. Өткізгіште оң және теріс зарядтардың бөлінуіне байланысты біртіндеп кернеулігі Е_ішкі өзіндік ішкі электр өрісі пайда бола бастайды. Ішкі электр өрісінің кернеулігінің векторы әрқашан сыртқы электр өрісінің Е_сырт кернеулігіне қарсы бағытталады.Өткізгіштің ішіндегі зарядтардың ығысуы Е_ішкі + Е_сырт ≠ 0 алгебралық қосынды нөлге тең болмағанша жалғасады. Бірақ зарядтардың ығысуын арттырған кезде Е_ішкі артады, ал Е_сырт тұрақты болып қала береді. Ақырында Е_ішкі + Е_сырт = 0 болатын момент туады, яғни еркін электр зарядтарына күш әсер етпейтін момент туды деген сөз. Қорытқы электр өрісінің кернеулігінің нөлге тең болуы өткізгіште электр өрісі жоқ дегенді білдіреді.Дегенмен электростатикалық индукция кезінде өткізгіш ішінде өріс жоқ дегенді тура түсінудің қажеті жоқ. Шын мәнінде өткізгіштің ішінде екі өріс бар- ішкі және сыртқы, олардың өткізгіштің ішіндегі кез-келген нүктедегі кернеуліктері модулі бойынша тең де бағыты бойынша қарама-қарсы. Өрістің әсері сондықтан нөлге теңеседі.

VІI. Сұйық диэлектрикке оң зарядталған өткізгіш енгізілген. Өткізгіш пен диэлектриктің бетінің арасындағы шекарада нені байқауға болады? Неге?

Пластинаны электр өрісінің әсерінен сұйық диэлектрик поляризацияланады.

және оның дипольдеры кернеулік сызықтарының бағытымен реттеледі.Пласти-

Ауа на мен поляризацияланған диэлектриктің шекарасындағы қорытқы электр өрісі-

нің кернеулігі азаяды, ал пластинаның ауамен жанасқан бөлігінің кернеулігі бұ-

Диэлектрик рынғыша қалады.Сонымен, пластина –ауа шекарасында диэлектрик дипольдері-

не ауамен қоршалған пластинаның өрісі тарапынан үлкен әсерлесу күші түсіріледі; (диэлектрикке

батырылған пластинаның өрісіне қарағанда). Диэлектриктің дипольдері үлкен күшке қарай ығысады сондықтан сұйық диэлектрик платинаның беттіне қарай көтеріліп ойыс мениск құрайды(жұғатын сұйықтың менискіне ұқсас). Диэлектриктің диполіне әсер ететін электр күштері жоғары көтерілген диэлектриктің ауырлық күшімен теңгерілгенде диэлектрик жоғары көтерілуін доғарады. Зарядталған өткізгіштің бетіне сұйық диэлектрик шынында да электр күштерінің әсерінен көтерілетінін, ал молекулалық күштердің емес екеніне көз жеткізу үшін өткізгіштің зарядын өзгерту керек. Өткізгіштің заряды артқан (азайған) сайын диэлектриктің көтерілу биіктігі де артады(азаяды). Байқалған құбылыстың сипаты өткізгіштің заррядының тегіне тәуелді емес. Бұл жағдайда дипольдердің бағытталуы өзгереді.

VІIІ. Неге біз жердің электр өрісін сезбейміз? Адамның денесі – өткізгіш, сондықтан бір эквипотенциал бетті құрайды. Яғни адам денесінің кез-келген екі нүктесі арасындағы (басы мен аяғының арасындағы да) потенциалдар айырымы нөлге тең. Сондықтан біз жердің электр өрісін сезбейміз.

Сабақтың тақырыбы: «Кванттық физика» тарауы бойынша бақылау жұмысы

Мақсаты:

1.Білімділік

• 
  Физиканы оқуға деген қызығушылықтарын арттыру;
  
• 
  Физикалық білімнің шын екендігіне көз жеткізу;
  

• 
  Танымдық қызығушылығын арттыру үшін проблемалық жағдайларды тудыра отырып шығармашылық қабілеттерін арттыру;
  

• 
  Физика курсының практикалық маңызын қарастыру;
  

Сабақтың барысы

1. 
   Резерфорд тәжірибесінің маңызы не?
   

2. 
   α – ыдырау деген не?
   

3. 
   Протонның әсерінен өтіп жатқан ядролық реакцияны толықтыр.
   

1. 
   Фотоэффект құбылысындағы қызыл шекараның маңызы не?
   

2. 
   β– ыдырау деген не?
   

3. 
   α- әсерінен өтіп жатқан ядролық реакцияны толықтыр.