Prezentace na téma Proud v kovech. Prezentace na téma "elektrický proud v kovech""

Téma lekce Elektrický proud v kovech.

Lekce učení se novým věcem s prvky kontroly a opakování.

Vybavení: prezentace, instalace pro experiment o změně odporu v závislosti na teplotě.

Cíle a cíle. 1. Formovat znalosti základů elektronové teorie vodivosti kovů, experimentální zdůvodnění a aplikace teorie v praxi.

2. Rozšiřte obzory žáků příběhem o fenoménu supravodivosti.

3. Naučit se aplikovat poznatky o závislosti odporu na teplotě při řešení úloh.

4. Vzbudit vlastenecké cítění prostřednictvím seznámení s historií objevů v oblasti fyziky pevné tělo.

Plán lekce. (po snímcích)

1.Dnes na lekci.

2. Zopakujeme. Jsou dány otázky, jejichž znalost je vyžadována při učení se novým věcem.

3. Studium nových: a) elektrické vodivosti různých látek, b) povahy nosičů náboje v kovech; c) teorie elektrické vodivosti kovů; d) závislost odporu na teplotě; e) odporové teploměry; f) supravodivost a její aplikace.

4. Kontrolní test. (Zkontrolujte po kliknutí myší).

5. Upevnění. Pro závislost odporu na teplotě jsou navrženy tři problémy. Odpovědi se zobrazí po kliknutí myší. Potřebné konstantní parametry si studenti převezmou z tabulek.

Zobrazit obsah dokumentu
"Prezentace k lekci "Elektrický proud v kovech", 10. ročník."

Elektrický proud v kovech

Savvateeva Svetlana Nikolaevna, učitelka fyziky, MBOU "Kemetskaja střední škola" v Bologovském okrese Tverské oblasti.

DNES NA LEKCI

Tajemství se stává jasným. Co se skrývá pod pojmem „nosiče proudu v kovech“?

Jaké jsou potíže klasické teorie elektrické vodivosti kovů?

Proč vyhoří žárovky?

Proč po zapnutí vyhoří?

Jak ztratit odpor?

OPAKOVAT

Co elektřina?
Jaké jsou podmínky pro existenci proudu?
Jaké akce proudu znáte?
Jaký je směr proudu?
Jaká je hodnota proudu v elektrickém obvodu?
Jaká je jednotka proudu?
Na jakých veličinách závisí síla proudu?
Jaká je rychlost šíření proudu ve vodiči?
Jaká je rychlost uspořádaného pohybu elektronů?
Závisí odpor na proudu a napětí?
Jak je formulován Ohmův zákon pro úsek řetězu a pro kompletní řetěz?

POVAHA NOSIČŮ NÁBOJE V KOVECH

Rikkeho zkušenost (německy) - 1901 rok! M = konst, to nejsou ionty!

Mandelstam a Papaleksi (1913)

Stewart a Tolman (1916)

Ve směru proudu -

Podle І J I - q ⁄ m = e ⁄ m) je elektrony!

Elektrický proud v kovech je řízený pohyb elektronů.

Teorie elektrické vodivosti kovů

P. Druse, 1900:

volné elektrony - "elektronický plyn";
elektrony se pohybují podle Newtonových zákonů;
volné elektrony se srážejí s krystalovými ionty. mřížky;
při srážce předávají elektrony svou kinetickou energii iontům;
průměrná rychlost je úměrná intenzitě a tedy rozdílu potenciálu;

R=f( ρ, l, s, t)

odporové teploměry

Výhody: Pomáhá měřit velmi nízké a velmi vysoké teploty.

supravodivost

Rtuť v kapalném héliu

Vysvětlení je založeno na kvantové teorii.

D. Bardeen, L. Cooper, D. Schrieffer (Amer.) a

N. Bogolyubov (spolustudent v roce 1957)

Stejně jako:

získávání vysokých proudů, magnetických polí;
přenos elektřiny beze ztrát.

kontrolní test

Jak se pohybují volné elektrony v kovech?

A. V přesně stanoveném pořadí. B. Namátkou. B. Pořádkový.

Jak se volné elektrony pohybují v kovech působením? elektrické pole?

A. Neuspořádaně. B. Pořádkový. B. Seřazeno ve směru elektrického pole. G. Spořádaně ve směru opačném k elektrickému poli.

. Jaké částice se nacházejí v uzlech krystalová mřížka kovy a jaký mají náboj?

A. Záporné ionty. B. Elektrony. B. Pozitivní ionty.

Jaký účinek elektrického proudu se používá v elektrických lampách?

A. Magnetické. B. Tepelné. B. Chemické. G. Lehké a tepelné.

Pohyb kterých částic se bere jako směr proudu ve vodiči?

A.Elektronov. B. Záporné ionty. B. Kladné poplatky.

Proč se kovy zahřívají, když jimi prochází proud?

A. Volné elektrony se navzájem srážejí. B. Volné elektrony se srážejí s ionty. B. Ionty se srážejí s ionty.

Jak se změní odpor kovů při jejich ochlazení?

A. Zvyšuje. B. Snižuje se. B. Nemění se.

1 . B. 2.G. 3.B. 4.G. 5.B. 6.B. 7.B.

VYŘEŠIT PROBLÉM

1.Elektrický odpor wolframové vlákno elektrické lampy o teplotě 23 °C se rovná 4 ohmům.

Najděte elektrický odpor vlákna při 0 °C.

(Odpověď: 3,6 ohmů)

2. Elektrický odpor wolframového vlákna při 0°C je 3,6 ohmu. Najděte elektrický odpor

Při teplotě 2700 K.

(Odpověď: 45,5 ohmů)

3. Elektrický odpor drátu při 20°C je 25 ohmů, při 60°C je to 20 ohmů. Nalézt

Teplotní koeficient elektrického odporu.

(Odpověď: 0,0045 K¯¹)

Obsah Co je elektrický proud? Co je elektrický proud? Jevy, které doprovázejí elektrický proud Jevy, které doprovázejí elektrický proud Zkušenosti Tolmana a Stuarta Zkušenosti Tolmana a Stuarta Klasická teorie elektroniky Klasická teorie elektroniky Potenciální bariéra Potenciální bariéra Supravodivost Supravodivost Vysokoteplotní supravodivost Vysokoteplotní supravodivost

Co je elektrický proud? Elektrický proud v kovech je uspořádaný pohyb elektronů pod vlivem elektrického pole. Experimenty ukazují, že když protéká proud kovový vodič nedochází k přenosu hmoty, proto se kovové ionty neúčastní přenosu elektrického náboje.

Jevy doprovázející elektrický proud 1. vodič, kterým proud protéká se zahřívá, 2. elektrický proud se může měnit. chemické složení vodič, 3. proud působí silově na sousední proudy a zmagnetizovaná tělesa 1. vodič, kterým proud protéká se zahřívá, 2. elektrický proud může měnit chemické složení vodiče, 3. proud má silový účinek. na sousední proudy a zmagnetizovaná tělesa

Zkušenosti Tolmana a Stuarta (ch1) Schéma Tolmanova a Stuartova experimentu je znázorněno na obrázku. Cívka s velkým počtem závitů tenkého drátu byla uvedena do rychlé rotace kolem své osy. Cívka končí s ohebné dráty byly připojeny k citlivému balistickému galvanometru G. Nedokroucená cívka byla prudce zpomalena a v obvodu vznikl krátkodobý proud, vlivem setrvačnosti nosičů náboje. Celkový náboj protékající obvodem byl měřen výchylkou jehly galvanometru. Schéma experimentu Tolmana a Stewarta je znázorněno na obrázku. Cívka s velkým počtem závitů tenkého drátu byla uvedena do rychlé rotace kolem své osy. Konce cívky byly pomocí ohebných drátů připojeny k citlivému balistickému galvanometru G. Celkový náboj protékající obvodem byl měřen výchylkou jehly galvanometru.

(ch2) Při brzdění rotující cívky je každý nosič náboje e ovlivněn brzdnou silou, která hraje roli síly třetí strany, tedy síly neelektrického původu. Síla třetí strany, vztažená k jednotce náboje, je podle definice intenzita Est pole sil třetích stran: Při brzdění rotující cívky je každý nosič náboje e ovlivněn brzdnou silou, která hraje roli a síla třetí strany, tedy síla neelektrického původu. Vnější síla, vztažená k jednotce náboje, je podle definice síla pole Est vnějších sil: vnější síla vnější síly

(ch3) Následně v obvodu, když je cívka brzděná, elektromotorická síla, rovno: Proto v obvodu při brzdění cívky vzniká elektromotorická síla rovna: kde l je délka drátu cívky. Během doby brzdění cívky bude obvodem protékat náboj q rovný: kde l je délka drátu cívky. Během doby brzdění cívky bude obvodem protékat náboj q rovný:

(h4) Zde I je okamžitá hodnota proudu v cívce, R je celkový odpor obvodu, υ0 je počáteční lineární rychlost drátu. Zde I je okamžitá hodnota proudu v cívce, R je celkový odpor obvodu, υ0 je počáteční lineární rychlost drátu. Měrný náboj e/m nosičů volného proudu v kovech je tedy: Měrný náboj e/m nosičů volného proudu v kovech je tedy:

(h5) Všechna množství zahrnuta v pravá strana tento poměr lze měřit. Na základě výsledků experimentů Tolmana a Stewarta bylo zjištěno, že volné nosiče náboje v kovech mají záporné znaménko a poměr náboje nosiče k jeho hmotnosti se blíží specifickému náboji elektronu získanému z jiných experimentů. Bylo tedy zjištěno, že nositeli volných nábojů v kovech jsou elektrony. Všechny veličiny zahrnuté na pravé straně tohoto poměru lze měřit. Na základě výsledků experimentů Tolmana a Stewarta bylo zjištěno, že volné nosiče náboje v kovech mají záporné znaménko a poměr náboje nosiče k jeho hmotnosti se blíží specifickému náboji elektronu získanému z jiných experimenty. Bylo tedy zjištěno, že nositeli volných nábojů v kovech jsou elektrony. Podle moderních údajů je modul elektronového náboje (elementární náboj): Podle moderních údajů je modul elektronového náboje (elementární náboj): a jeho specifický náboj je: a jeho specifický náboj je:

(ch6) Dobrá elektrická vodivost kovů je způsobena vysokou koncentrací volných elektronů, která se řádově rovná počtu atomů na jednotku objemu. Dobrá elektrická vodivost kovů se vysvětluje vysokou koncentrací volných elektronů, která se řádově rovná počtu atomů na jednotku objemu.

Klasická elektronická teorie Předpoklad, že elektrony jsou zodpovědné za elektrický proud v kovech, vznikl mnohem dříve než experimenty Tolmana a Stewarta. Již v roce 1900 vytvořil německý vědec P. Drude na základě hypotézy o existenci volných elektronů v kovech elektronovou teorii vodivosti kovů. Tato teorie byla vyvinuta v dílech holandského fyzika H. Lorenze a nazývá se klasická elektronová teorie. Podle této teorie se elektrony v kovech chovají jako elektronový plyn, podobně jako ideální plyn. Elektronový plyn vyplňuje prostor mezi ionty, které tvoří krystalovou mřížku kovu Předpoklad, že elektrony jsou zodpovědné za elektrický proud v kovech, vznikl mnohem dříve než experimenty Tolmana a Stewarta. Již v roce 1900 vytvořil německý vědec P. Drude na základě hypotézy o existenci volných elektronů v kovech elektronovou teorii vodivosti kovů. Tato teorie byla vyvinuta v dílech holandského fyzika H. Lorenze a nazývá se klasická elektronová teorie. Podle této teorie se elektrony v kovech chovají jako elektronový plyn, podobně jako ideální plyn. Elektronový plyn vyplňuje prostor mezi ionty, které tvoří krystalovou mřížku kovu

Potenciální bariéra Díky interakci s ionty mohou elektrony opustit kov až po překonání tzv. potenciálové bariéry. Výška této bariéry se nazývá pracovní funkce. Při běžných (pokojových) teplotách nemají elektrony dostatek energie k překonání potenciální bariéry. Díky interakci s ionty mohou elektrony opustit kov až po překonání tzv. potenciální bariéry. Výška této bariéry se nazývá pracovní funkce. Při běžných (pokojových) teplotách nemají elektrony dostatek energie k překonání potenciální bariéry.

Supravodivost Podle klasické elektronové teorie by měl měrný odpor kovů při ochlazování monotónně klesat a zůstat konečný při všech teplotách. Taková závislost je skutečně pozorována experimentálně při poměrně vysokých teplotách. S více nízké teploty v řádu několika kelvinů přestává měrný odpor mnoha kovů záviset na teplotě a dosahuje určité mezní hodnoty. Největší zájem je však o úžasný fenomén supravodivosti, který objevil dánský fyzik H. Kammerling-Onnes v roce 1911. Při určité specifické teplotě Tcr, která je pro různé látky různá, odpor prudce klesá k nule (obr.). Kritická teplota pro rtuť je 4,1 K, pro hliník 1,2 K, pro cín 3,7 K. Supravodivost je pozorována nejen u prvků, ale také u mnoha chemických sloučenin a slitin. Například sloučenina niobu s cínem (Ni3Sn) má kritickou teplotu 18 K. Některé látky, které při nízkých teplotách přecházejí do supravodivého stavu, nejsou za běžných teplot vodiči. Přitom tak "dobré" vodiče jako měď a stříbro se při nízkých teplotách nestávají supravodiči. Podle klasické elektronické teorie by měl měrný odpor kovů monotónně klesat po ochlazení a zůstat konečný při všech teplotách. Taková závislost je skutečně pozorována experimentálně při poměrně vysokých teplotách. Při nižších teplotách v řádu několika kelvinů přestává měrný odpor mnoha kovů záviset na teplotě a dosahuje určité mezní hodnoty. Největší zájem je však o úžasný fenomén supravodivosti, který objevil dánský fyzik H. Kammerling-Onnes v roce 1911. Při určité specifické teplotě Tcr, která je pro různé látky různá, odpor prudce klesá k nule (obr.). Kritická teplota pro rtuť je 4,1 K, pro hliník 1,2 K, pro cín 3,7 K. Supravodivost je pozorována nejen u prvků, ale také u mnoha chemických sloučenin a slitin. Například sloučenina niobu s cínem (Ni3Sn) má kritickou teplotu 18 K. Některé látky, které při nízkých teplotách přecházejí do supravodivého stavu, nejsou za běžných teplot vodiči. Přitom tak "dobré" vodiče jako měď a stříbro se při nízkých teplotách nestávají supravodiči.

Látky v supravodivém stavu mají výjimečné vlastnosti. V praxi je nejdůležitější z nich schopnost po dlouhou dobu (mnoho let) udržovat bez útlumu elektrický proud vybuzený v supravodivém obvodu. Látky v supravodivém stavu mají výjimečné vlastnosti. V praxi je nejdůležitější z nich schopnost po dlouhou dobu (mnoho let) udržovat bez útlumu elektrický proud vybuzený v supravodivém obvodu. Klasická elektronická teorie není schopna vysvětlit fenomén supravodivosti. Vysvětlení mechanismu tohoto jevu bylo podáno pouhých 60 let po jeho objevení na základě kvantově mechanických konceptů. Klasická elektronická teorie není schopna vysvětlit fenomén supravodivosti. Vysvětlení mechanismu tohoto jevu bylo podáno pouhých 60 let po jeho objevení na základě kvantově mechanických konceptů. Vědecký zájem o supravodivost vzrostl, když byly objeveny nové materiály s vyššími kritickými teplotami. Významný krok v tomto směru nastal v roce 1986, kdy bylo zjištěno, že jedna komplexní keramická sloučenina má Tcr = 35 K. Již v následujícím roce 1987 se fyzikům podařilo vytvořit novou keramiku s kritickou teplotou 98 K, která překračuje teplotu kapalného dusíku (77 K). Vědecký zájem o supravodivost vzrostl, když byly objeveny nové materiály s vyššími kritickými teplotami. Významný krok v tomto směru nastal v roce 1986, kdy bylo zjištěno, že jedna komplexní keramická sloučenina má Tcr = 35 K. Již v následujícím roce 1987 se fyzikům podařilo vytvořit novou keramiku s kritickou teplotou 98 K, která překračuje teplotu kapalného dusíku (77 K).

Vysokoteplotní supravodivost Jev přechodu látek do supravodivého stavu při teplotách přesahujících bod varu kapalného dusíku byl nazýván vysokoteplotní supravodivostí. V roce 1988 vznikla keramická sloučenina na bázi prvků Tl–Ca–Ba–Cu–O s kritickou teplotou 125 K. Jev přechodu látek do supravodivého stavu při teplotách přesahujících bod varu kapalného dusíku byl vytvořen. tzv. vysokoteplotní supravodivost. V roce 1988 vznikla keramická hmota na bázi prvků Tl–Ca–Ba–Cu–O s kritickou teplotou 125 K. V současné době se intenzivně pracuje na hledání nových látek s ještě vyššími hodnotami Tcr. Vědci doufají, že získají látku v supravodivém stavu při pokojové teplotě. Pokud se tak stane, bude to skutečná revoluce ve vědě, technice a obecně v životech lidí. V současné době se intenzivně pracuje na hledání nových látek s ještě vyššími hodnotami Tcr. Vědci doufají, že získají látku v supravodivém stavu při pokojové teplotě. Pokud se tak stane, bude to skutečná revoluce ve vědě, technice a obecně v životech lidí. Je třeba poznamenat, že mechanismus vysokoteplotní supravodivosti keramických materiálů není dosud zcela objasněn. Je třeba poznamenat, že mechanismus vysokoteplotní supravodivosti keramických materiálů není dosud zcela objasněn.

Chcete-li používat náhled prezentací, vytvořte si účet ( účet) Google a přihlaste se: https://accounts.google.com

Popisky snímků:

Elektrický proud v kovech 11. třída Učitel Kechkina N.I. MBOU" střední školač. 12, Dzeržinsk

Ohmův zákon z hlediska elektronové teorie Elektrický proud v kovech je způsoben pohybem volných elektronů. Zkušenosti E. Rikke Výsledek: Nebylo zjištěno pronikání mědi do hliníku. Experimenty L.I. Mandelstam a N.D. Papalexy 1912 R. Tolman a T. Stewart 1916 C-válec; Ш - kartáče (kontakty); OO ' - izolované poloosy Výsledek: při zastavení se ručička galvanometru vychýlila a zafixovala proud. Podle směru proudu určili, že se negativní částice pohybují setrvačností. Pokud jde o náboj, elektrony.

Střední volná dráha λ je průměrná vzdálenost mezi dvěma po sobě jdoucími srážkami elektronů s defekty. Narušení periodicity krystalové mřížky elektrického odporu. Příčiny: tepelný pohyb atomů; přítomnost nečistot. Rozptyl elektronů. Míra rozptylu Klasická elektronická teorie Lorentze (elektrická vodivost kovů): Ve vodiči jsou volné elektrony, které se neustále a náhodně pohybují; Každý atom ztratí 1 elektron, aby se stal iontem; λ se rovná vzdálenosti mezi ionty v krystalové mřížce vodiče. e je náboj elektronu, C n je počet elektronů, které prošly průřezem vodiče v jednotkách. čas m – hmotnost elektronu, kg u – střední kvadratická rychlost náhodného pohybu elektronů, m/s γ

Joule-Lenzův zákon z pohledu elektronové teorie γ Joule-Lenzův zákon v diferenciální podobě. Klasická elektronická teorie Lorentze vysvětluje Ohmovy a Joule-Lenzovy zákony, které jsou experimentálně potvrzeny. Řada závěrů není experimentálně potvrzena. ALE Odpor (převrácená hodnota vodivosti) je úměrný druhé odmocnině absolutní teploty. Klasická elektronická teorie Lorentze má limity použitelnosti. Experimenty ρ~ T

K tématu: metodologický vývoj, prezentace a poznámky

Elektrický proud v kovech

Nejpřesvědčivější důkaz elektronové povahy proudu v kovech byl získán v experimentech s elektronovou setrvačností. Myšlenka takových experimentů a první kvalitativní výsledky patří ruským fyzikům...

Téma "Elektrický proud v kovech" Účel lekce: Pokračovat ve studiu povahy elektrického proudu v kovech, experimentálně studovat účinek elektrického proudu Cíle lekce: Vzdělávací - ...

Třída: 11

Prezentace na lekci

Zpět dopředu

Pozornost! Náhled snímku slouží pouze pro informační účely a nemusí představovat celý rozsah prezentace. Pokud vás tato práce zaujala, stáhněte si prosím plnou verzi.

Cíle lekce:

Odhalit koncept fyzikální podstaty elektrického proudu v kovech, experimentální potvrzení elektronické teorie;

Pokračujte ve vytváření přírodovědných myšlenek na studované téma

Vytvářet podmínky pro formování kognitivního zájmu, aktivity žáka

Formování dovedností;

Formování komunikativní komunikace.

Vybavení: interaktivní komplex SMART Board Notebook, místní síti počítače, internet.

Metoda výuky lekce: kombinovaná.

Epigraf lekce:

Snažte se porozumět vědě stále hlouběji,
Touha po poznání věčného.
Jen první poznání vám zazáří světlem,
Budete vědět: znalostem se meze nekladou.

Ferdowsi
(perský a tádžický básník, 940-1030)

Plán lekce.

I. Organizační moment

II. Skupinová práce

III. Diskuse o výsledcích, instalace prezentace

IV. Odraz

V. Domácí úkol

Během vyučování

Nazdar hoši! Sedni si. Dnes budeme pracovat ve skupinách.

Úkoly pro skupiny:

I. Fyzikální podstata nábojů v kovech.

II. Zkušenosti K. Rikke.

III. Zkušenosti Stuarta, Tolmana. Zkušenosti Mandelstama, Papaleksi.

IV. Drude teorie.

V. Voltampérová charakteristika kovů. Ohmův zákon.

VI. Závislost odporu vodičů na teplotě.

VII. Supravodivost.

1. Elektrická vodivost je schopnost látek vést elektrický proud pod vlivem vnějšího elektrického pole.

Podle fyzikální podstaty nábojů - nositelů elektrického proudu se elektrická vodivost dělí na:

A) elektronické

B) iontové

B) smíšené.

2. Pro každou látku za daných podmínek je charakteristická určitá závislost síly proudu na rozdílu potenciálu.

Podle měrného odporu látky je obvyklé ji rozdělit na:

A) vodiče (str< 10 -2 Ом*м)

B) dielektrika (p\u003e 10-8 Ohm * m)

C) polovodiče (10 -2 Ohm * m> p> 10 -8 Ohm * m)

Takové dělení je však podmíněné, protože pod vlivem řady faktorů (zahřívání, ozáření, nečistoty) se mění měrný odpor látek a jejich voltampérové charakteristiky, a to někdy velmi výrazně.

3. Nosiče volných nábojů v kovech jsou elektrony. Klasickými pokusy ověřeno K. Rikke (1901) - německý fyzik; L.I. Mandelstam a N. D. Papaleksi (1913) – naši krajané; T. Stewart a R. Tolman (1916) – američtí fyzici.

Zkušenosti K. Rikke

Rikke složil tři předvážené válce (dva měděné a jeden hliníkový) s leštěnými konci tak, aby byl hliníkový mezi měděnými. Poté byly válce zařazeny do řetězu stejnosměrný proud: prošel jimi v průběhu roku vysoký proud. Za tu dobu prošel elektrickými válci elektrický náboj o hodnotě přibližně 3,5 milionu C. Sekundární interakce válců, prováděná až do 0,03 mg, ukázala, že hmotnost válců se v důsledku experimentu nezměnila. Při zkoumání kontaktujících konců pod mikroskopem bylo zjištěno, že jsou zde pouze nepatrné stopy průniku kovů, které nepřevyšují výsledky běžné difúze atomů v pevných látkách. Výsledky experimentu ukázaly, že ionty se nepodílejí na přenosu náboje v kovech.

L.I. Mandelstam

N. Papalexie

Zkušenosti L. I. Mandelstama a N. D. Papaleksiho

ruští vědci L. I. Mandelstam (1879-1949; zakladatel školy radiofyziků) a N. D. Papaleksi (1880-1947; největší sovětský fyzik, akademik, předseda Všesvazové vědecké rady pro radiofyziku a radiotechniku při Akademii hl. Sciences of SSSR) v roce 1913 přinesl originálu zážitek. Vzali cívku drátu a začali ji kroutit různými směry.

Uvolněte se například ve směru hodinových ručiček, pak prudce zastavte a - zpět.

Uvažovali asi takto: pokud mají elektrony skutečně hmotnost, pak když se cívka náhle zastaví, elektrony by se měly ještě nějakou dobu pohybovat setrvačností. Pohyb elektronů přes drát je elektrický proud. Jak bylo naplánováno, tak se i stalo. Připojili jsme telefon na konce drátu a slyšeli zvuk. Jakmile je v telefonu slyšet zvuk, protéká jím proud.

T. Stewart

Zkušenosti T. Stewarta a R. Tolmana

Vezměme si cívku, která se může otáčet kolem své osy. Konce cívky jsou spojeny s galvanometrem pomocí posuvných kontaktů. Pokud dojde k prudkému zabrzdění cívky, která se rychle otáčí, volné elektrony v drátu se budou dále pohybovat setrvačností, v důsledku čehož musí galvanometr zaregistrovat proudový impuls.

Drude teorie

Elektrony v kovu jsou považovány za elektronový plyn, na který lze aplikovat kinetickou teorii plynů. Předpokládá se, že elektrony, stejně jako atomy plynu v kinetické teorii, jsou identické pevné koule, které se pohybují v přímých liniích, dokud se navzájem nesrazí. Předpokládá se, že doba trvání jednotlivé srážky je zanedbatelná a že mezi molekulami nepůsobí žádné jiné síly kromě těch, které vznikají v okamžiku srážky. Protože elektron je záporně nabitá částice, musí být v pevné látce splněna podmínka elektrické neutrality, musí existovat i částice jiného druhu - kladně nabité. Drude navrhl, že kompenzační kladný náboj patří mnohem těžším částicím (iontům), které považoval za nehybné. V době Drude nebylo jasné, proč jsou v kovu volné elektrony a kladně nabité ionty a jaké jsou tyto ionty. Na tyto otázky mohla odpovědět pouze kvantová teorie pevných látek. U mnoha látek však lze jednoduše předpokládat, že elektronový plyn se skládá z vnějších valenčních elektronů slabě vázaných na jádro, které se v kovu „uvolňují“ a mohou se kovem volně pohybovat, zatímco atomová jádra s elektrony vnitřního obaly (atomová jádra) zůstávají nezměněny a hrají roli pevných kladných iontů Drudeovy teorie.

Elektrický proud v kovech

Všechny kovy jsou vodiče elektrického proudu a sestávají z prostorové krystalové mřížky, jejíž uzly se shodují s centry kladných iontů a kolem iontů se náhodně pohybují volné elektrony.

Základy elektronové teorie vodivosti kovů.

Kov lze popsat následujícím modelem: krystalová mřížka iontů je ponořena do ideálního elektronového plynu sestávajícího z volných elektronů. Ve většině kovů je každý atom ionizován, takže koncentrace volných elektronů se přibližně rovná koncentraci atomů 10 23 - 10 29 m -3 a téměř nezávisí na teplotě.
Volné elektrony v kovech jsou v nepřetržitém chaotickém pohybu.
Elektrický proud v kovu vzniká pouze díky uspořádanému pohybu volných elektronů.
Srážkou s ionty vibrujícími v uzlech krystalové mřížky jim elektrony dodávají přebytečnou energii. To je důvod, proč se vodiče při protékání proudu zahřívají.

Elektrický proud v kovech.

Supravodivost

Jev snížení měrného odporu na nulu při teplotě jiné než absolutní nula se nazývá supravodivost. Materiály, které vykazují schopnost přejít při určitých teplotách jiných než absolutní nula do supravodivého stavu, se nazývají supravodiče.

Průchod proudu v supravodiči nastává bez ztráty energie, proto po vybuzení v supravodivém prstenci může elektrický proud existovat neomezeně dlouho beze změny.

V elektromagnetech se již používají supravodivé materiály. Probíhá výzkum na vytvoření supravodivých elektrických vedení.

Aplikace fenoménu supravodivosti v široké praxi se může stát v nejbližších letech realitou díky objevu v roce 1986 supravodivosti keramiky – sloučenin lanthanu, barya, mědi a kyslíku. Supravodivost takové keramiky je zachována až do teplot kolem 100 K.

Výborně chlapci! Odvedli skvělou práci. Ukázalo se, že to byla dobrá prezentace. Děkuji za lekci!

Literatura.

Gorbushin Sh.A. Referenční poznámky pro studium fyziky pro kurz střední školy. - Iževsk "Udmurtia", 1992.
Lanina I.Ya. Formování kognitivních zájmů žáků v hodinách fyziky: Kniha pro učitele. – M.: Osvícení, 1985.
Lekce fyziky v moderní škole. Kreativní hledání pro učitele: Kniha pro učitele / Komp. E.M. Braverman / Edited by V.G. Razumovský.- M.: Osvícení, 1993
Digelev F.M. Z dějin fyziky a života jejích tvůrců: Kniha pro studenty.- M .: Vzdělávání, 1986.
Kartsev V.L. Dobrodružství velkých rovnic - 3. vydání - M .: Poznání, 1986. (Život úžasných myšlenek).

Elektrický proud v kovech Savvateeva Svetlana Nikolaevna, učitelka fyziky, MBOU "Kemetskaja střední škola" v Bologovském okrese Tverské oblasti. DNES NA LEKCI Tajemství se stává jasným. Co se skrývá pod pojmem „nosiče proudu v kovech“? Jaké jsou potíže klasické teorie elektrické vodivosti kovů? Proč vyhoří žárovky? Proč po zapnutí vyhoří? Jak ztratit odpor? OPAKOVAT