5. Задание на дом 2-3 мин

II. Опрос фундаментальный: 1. Несамостоятельный разряд в газе. 2. Самостоятельный разряд в газе.

Задачи:

1. В атмосферном воздухе у поверхности Земли из-за радиоак­тивности почвы и ионизации космическими лучами в среднем образуется 5 пар ионов в 1 см в одну секунду. Определить ток насыщения, текущий благодаря этой естественной ионизации в плоском воздушном конденса­торе с площадью каждой обкладки 100 см² и расстоянием между обклад­ками 5 см. Определить также время разрядки конденсатора, если он первоначально был заряжен до разности потенциалов 300 В.

2. П ри какой напряженности поля между пластинами воздушного конден­сатора начнется самостоятельный разряд, если энергия ионизации молекул равна 2,4·10^-18 Дж, а длина свободного пробега электрона 5 мкм? Какова скорость электронов при ударе о молекулы?

3. В газоразрядной трубке (вольтамперная характеристика приведена на рисунке) напряжение насыщения 1 кВ, ток насыщения 10 мкА. Трубка с последовательно соединенным балластным резистором, имеющим сопротивление 300 МОм, подключена к источнику ЭДС 6 кВ. Какой ток установится через трубку и каково будет напряжение на трубке? Внутренним сопротивлением батареи пренебречь.

III. Каким образом можно получить самостоятельный разряд в трубке с двумя электродами? Увеличить напряжение?! Напряжение можно увели­чивать только до определенного предела.

Уменьшить расстояние между электродами? Как?!

Увеличить длину свободного пробега электрона?! Как это сделать? Уменьшить давление газа в трубке? Тлеющий разряд (демонстрация). Свечение газа в трубке и объяснение причин этого явления (рекомби­нация). Характерные особенности тлеющего разряда (темное катодное пространство).

Разряд, протекающий при низком напряжении и сильном разряжении газа, называют тлеющим.

Коронный разряд. Демонстрация коронного разряда (огни святого Эльма). Коронный разряд - разряд, происходящий при атмосферном давле­нии вблизи острия, при напряженности поля меньше пробивной.

Искровой разряд (молния), демонстрация искрового разряда. Основные особенности искрового разряда.

Искровой разряд - разряд между электродами, приводящий к пробою газа.

Демонстрация "бегущего" дугового разряда. Почему разряд "бежит"?

Д уговой разряд и его особенности (демонстрация с дуговой лампой). Термоэлектронная эмиссия. Природа и основные особенности дугового разряда. Работы В.В. Петрова. Только в апреле 1887 года, созданная на деньги знакомых Н. Тесла в Нью-Йорке небольшая компания, начала заниматься обустройством уличного освещения новыми дуговыми лампами (проект Н. Тесла). Вскоре перспективность компании была доказана большими заказами из многих городов США.

Академик С.И. Вавилов писал в своем очерке, что труды В.В. Петрова, "... напечатанные на русском языке, оставались неизвестными за гра­ницей потому, что там не понимали русского языка, а в России - по тому, что не понимали сути дела ..."

IV. Задачи:

1. При каком напряжении между электродами зажигается неоновая лампа, если энергия ионизации неона 21,5 эВ, а среднее расстояние между двумя последовательными столкновениями электрона с атомами газа равно 0,4 мм? Электроды имеют форму больших пластин, расположенных на расстоянии 3 мм друг от друга.

2. У нелинейного элемента (вольтамперная характеристика приведена на рисунке) напряжение U₀ = 100 В. При подключении его к батарее с постоянной ЭДС и внутренним сопротивле­нием 25 кОм, через элемент течет ток 2 мА. При подключении его к той же батарее через балластный резистор с сопротивлением 50 кОм течет ток 1 мА. Определите ЭДС батареи.

Вопросы:

1. Назовите характерные признаки различных типов самостоятельного разряда.

2. Почему для поддержания электрического тока в горящей дуге достаточно невысокого напряжения?

3. Люминесцентная лампа может служить индикатором электрического поля. Так ли это?

4. Почему при дуговом разряде сильно разогревается именно катод, хотя заряженные частицы бомбардируют оба электрода?

5. Почему громоотвод защищает здание от удара молнии?

V. § 83

1. Приведите наибольшее количество примеров технического применения электрического разряда в газе.

2. Создает ли газовый разряд магнитное поле? Ответ обосновать и прове­рить экспериментально.

"Дело науки - служить людям".

Л.Н. Толстой

У рок . ТЕХНИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА

ЦЕЛЬ УРОКА: Детально познакомить учащихся с использованием газового разряда в технике /на базовом предприятии/, работами отечественных ученых в области изучения и использования газового разряда в технике и быту.

ТИП УРОКА: урок-лекция.

ОБОРУДОВАНИЕ: Высоковольтный выпрямитель, насос вакуумный, трубка с двумя электродами, газоразрядные трубки, неоновая лампа, цифровая неоновая лампа, два изолирующих штатива, гальванометр от амперметра. Прибор для демонстрации принципа действия электрофильтра, дуговая лампа, объектив с оборотной призмой на подставке, устройство для демонстрации электрической дуги, прибор для демонстрации электроиск­ровой обработки металла, проекционный аппарат с принадлежностями, выпрямитель ВУП-2, люминесцентная лампа, соединительные провода.

ПЛАН УРОКА: